Autor: Radomir Gono”;~ ~ Y Stanislav Rusek * ~ Departamento de Ingeniería Eléctrica, Facultad de Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Computación, Universidad VSB-Técnica de Ostrava, 17, Iistopadu 15, 708 ZOO de Ostrava, República Checa E-mail.’ radomir.gono @ vsb.cz
El artículo trata de análisis de datos sobre fallos de los dispositivos de la red de distribución y cortes de suministro de energía eléctrica de las empresas de distribución. También hay sugerencias de cómo mejorar la fiabilidad utilizando nuevos materiales. Dado que cada empresa tiene una estructura diferente de los datos de seguimiento de la metodología uniforme fue creado para permitir la comparación de los resultados procesados. Estructura de datos, la forma de distribución de la red de evaluación fiabilidad de los dispositivos y algunos de los resultados preliminares de los análisis se presentan en este trabajo. Hay también describe los principios básicos del Mantenimiento Centrado en Confiabilidad-RCM y su aplicación a los dispositivos de red de distribución eléctrica. Su objetivo es el programa de mantenimiento más eficaz de los equipos. Las entradas de este tipo de análisis son las bases de datos de las interrupciones, mantenimiento, condición del equipo y el flujo financiero. La última parte del trabajo consiste en la introducción de sistemas de células de combustible de fiabilidad en el contexto del funcionamiento de red 1inked.
1 INTRODUCCIÓN
Los cambios institucionales asociados con la liberalización del mercado que tiene lugar en todo el mundo cambian drásticamente el enfoque de la calidad de suministro. Se desarrolla hacia una cuestión puramente comercial entre los proveedores y sus clientes. La oferta que no se ajuste a los parámetros cualitativos acordados dará lugar a disputas comerciales y los arreglos financieros. El llamado de la energía no entregada, incluyendo su valoración, llega a la escena.
Liberalización del mercado eléctrico ha comenzado en los dos países. Es un poco más rápido en la República Checa que en Japón. El mercado se abrirá por completo para todos los consumidores de la I ° de enero 2006 en la República Checa.
Las tendencias actuales hacia la desregulación y la intensificación de la competencia hacen que las empresas de distribución proporcionan un suministro estable y confiable de la electricidad. Es por eso que tienen que buscar proveedores que ofrecen la más alta calidad, productos y servicios disponibles en el mercado global de hoy a precios competitivos.
Los dos siguientes aspectos de la calidad de suministro pueden considerarse:
- Suministro fiabilidad relativa a la disponibilidad de energía eléctrica en el lugar determinado, por otro nombre número inferior de interrupciones.
- Voltaje de calidad en relación a la pureza de las características de la forma de onda de voltaje, incluyendo el nivel absoluto de la tensión y la frecuencia.
En este trabajo se trata con más detalle en el punto anterior.
La tarifa más baja, de hecho, significa razonable, precio equilibrado de la electricidad como un compromiso entre costes y cierto nivel fiabilidad.
Dado que esta es la revista de la ingeniería de materiales, nos gustaría señalar los nuevos materiales que se utilizan para mejorar la confiabilidad de la red de energía eléctrica.
2 ANÁLISIS DE FALLAS Y CORTES
El objetivo principal de los eventos de supervisión que se producen en las redes de distribución es asegurar el suministro confiable de energía eléctrica a los consumidores de acuerdo con la Red de Distribución Parrilla Código Ref. [1] . El índice de fiabilidad puede determinarse a partir de las bases de datos de eventos por medio de los índices globales de fiabilidad o confiabilidad de suministro de índices de elementos particulares.
Los centros mundiales de fiabilidad análisis proporcionará las bases de datos electrónicas de información sobre la disponibilidad de electrónica y sin componentes electrónicos y función de distribución del tipo de fallo. Contienen no sólo tasa de fracaso resultante pero podemos incluso llegar al productor, condiciones de operación, etc. Es posible usar estas bases de datos para la predicción de la disponibilidad de sistemas complicados. Desafortunadamente, las bases de datos no contienen datos sobre los equipos de energía eléctrica que operan en nuestras condiciones.
En la antigua Checoslovaquia exclusiva base de datos de fallos, cortes y equipos dañados en el sistema de energía eléctrica toda comenzaron a subir en 1975. Desafortunadamente, el relleno de la base de datos se ha parado desde entonces 1990 debido a los cambios políticos y sociales. Las empresas de distribución obtuvieron la independencia y comenzaron a introducir sus propios sistemas de.
Más tarde, de acuerdo con las nuevas tendencias mundiales, empresas distribuidoras decidieron monitorear de manera uniforme los índices globales de fiabilidad y confiabilidad de piezas escogidas de los equipos. Que los datos necesarios para el análisis se almacenan centralmente en nuestro lugar de trabajo de investigación donde la confiabilidad producto también se procesa Ref. [2] . Los datos son parte de y el proceso desde el año 2000.
En Japón existe la Federación de Compañías de Energía Eléctrica que almacena estos datos.
2.1 Bases de datos de piezas de equipo
La mayoría de los servicios públicos a crear las estadísticas de la fiabilidad de los componentes de red, incluyendo líneas, transformers, etc. Están especialmente recogieron para identificar una pieza de equipo y poco fiable para ser utilizado como la entrada en los cálculos de probabilidad de comportamiento del sistema.
Datos básicos sobre la fiabilidad de los equipos y elementos de los sistemas es la siguiente:
- Las tasas de fracaso de particular piezas de equipo y elementos.
- Las interrupciones de la pieza de equipo debido a mantenimiento y las inspecciones.
- Las interrupciones de la pieza de equipo, debido a las obras que operan en la propia pieza y la seguridad laboral en garantizar, en las proximidades de las partes activas del sistema de distribución.
Para la evaluación consiguiente de la fiabilidad es necesario disponer de datos sobre el número y la gama de la pieza examinada de equipo.
Así, no es sólo el caso de los datos sobre por ejemplo. el número de fallos y la duración media de un fallo de la línea del tipo de seguro y el nivel de tensión, pero también es el caso de los datos sobre el rango total de la pieza observada de equipo, es decir. aquí en la longitud total de la línea del tipo de seguro y el nivel de tensión.
El resultado del análisis es la determinación de la tasa de fracaso y la media de duración de la insuficiencia de los elementos particulares de los equipos o para el grupo de equipos. Con las bases de datos más detallados, otras piezas de información pueden encontrar que son importantes para los operadores, tales como la causa más frecuente de fallos, redes con las mayores cantidades de energía no entregada, etc.
Estos datos también sirve para evaluar las propiedades de piezas de equipo ya operados (o una pieza del equipo de la cierto tipo de proveedor seleccionado) , para seleccionar nuevos equipos, para evaluar el momento adecuado para la restauración de piezas de equipo al final de su vida, para elegir el modo de funcionamiento del nodo de la red de alta tensión, y otros. Desafortunadamente, algunas compañías distribuidoras controlan sólo los fallos de las unidades más importantes, ya que no lo hacen interesados en la determinación de la confiabilidad tema en todo.
Los índices de confiabilidad de hormigón del elemento del equipo se calculan de acuerdo a la siguiente metodología Ref. [3] .
Para la tasa de fracaso de la siguiente relación puede escribirse:
N el número de fallos
Z el número de elementos del tipo determinado en la red
X el período considerado (año)
Para el promedio de duración de la falla es válido lo siguiente:
Nr el número de fracasos del elemento del tipo determinado
Ti la duración Ofthe fallo del elemento Ofthe cierto tipo (h)
2.2 Estructura de datos y rango
Ocho empresas de distribución de la República Checa y uno de la República Eslovaca proporcionan Universidad Técnica de Ostrava con las bases de datos de cortes o fallas. Las empresas individuales liberan los datos diferentes con formato en distintos archivos; Por lo tanto, es necesario escoger diferentes enfoques para la conversión de datos a la base de datos unificada. Treinta y un atributos fueron elegidos en la cantidad de atributos para el análisis de datos. Estos atributos se representan en la Tabla 1.
Hoy en día la base de datos contiene más de 400 miles de registros en los niveles de voltaje 110 kV, MV y parcialmente LV.
Utilizamos una relación n-aria, donde n = 31, para modelar los datos. Si se definirán las consultas de valores de todos los atributos que podemos aplicar una estructura de datos multidimensional para la indexación de la relación. Podemos aplicar árbol R o Ub-árbol. Las estructuras de datos proporcionan una mayor eficiencia a la consulta de relación muchos-atributo de clásico árbol-B se aplica en DBMS mainline (sistema de gestión de base de datos) . En el caso de que el espacio indexado espacio de dimensión 3 1 .
2.3 Algunos resultados
La determinación de la confiabilidad elemento de base de datos total se ha prestado hasta la fecha para la estructuración de primer nivel (según el tipo de equipo) : estación de transformador de distribución MT / BT, línea de cable, centro de transformación MT / MT y estación de distribución de MT y de la línea aérea.
La tendencia gráfica de la tasa de fracaso Ec.. (1) y la duración de fallo media Ec.. (2) interpretados a partir de datos mencionados anteriormente se muestran para 22 cable kV en la figura. Yo .
Grandes diferencias entre períodos particulares con una empresa son evidentes, así como las que existen entre determinadas empresas. Estos resultados deben ser aceptados con la reserva, porque la fiabilidad estadística de los datos del período de cinco años es insuficiente en el ámbito de la ingeniería de la energía eléctrica y el método de la observación de eventos sigue siendo diferente con empresas particulares. A partir de este la necesidad de la observación a largo plazo de las fallas e interrupciones y la necesidad de unificar las metodologías de observación siguen. Con las bases de datos más detallados, otras piezas de información pueden ser obtenidos, que son importantes para los operadores. En la figura. 2 se hace un análisis de las causas de los fracasos.
2.4 ¿Cómo podemos mejorar los parámetros
Hay algunas posibilidades en cuanto a la forma de mejorar la fiabilidad:
- Libre de mantenimiento de los equipos-eliminar las interrupciones planificadas. El cierto elemento no es capaz de realizar su función, ya que no está disponible durante el mantenimiento.
- Operaciones en vivo hilos indirectos acortan interrupciones-nuevos que trabajan materiales aislantes para herramientas de trabajo.
- Seccionadores con mando a distancia que puede interrumpir las corrientes nominales-eliminan el tiempo y el dinero manipulando. También son libres de mantenimiento.
- Las empresas de distribución en la República Checa empezaron a instalar las líneas aéreas aisladas en las zonas forestales.
- Hexafluoruro de azufre o de vacío se utiliza para los interruptores automáticos en lugar de aceite.
- Cables con aislamiento de papel fueron sustituidos por cables con aislamiento de polietileno. Hay una comparación de bases de datos 1975-1990 y 2000-2004 en la Tabla 2.
Figura 1 Tendencia de los índices de confiabilidad
Figura 2 Los fracasos de acuerdo a sus causas
3 Mantenimiento Centrado en Confiabilidad
Esta parte del documento se refiere a la estimación de vida útil de los materiales utilizados y el gasto efectivo de los recursos.
El mantenimiento es, desde el punto de vista de la fiabilidad, tal estado de la pieza del equipo cuando el elemento determinado (o un grupo de elementos) no es capaz de realizar su función, ya que no está disponible debido a mantenimiento. Entonces significa que cada parada de mantenimiento, en principio, una disminución de la fiabilidad del sistema cierta.
Si un elemento se encuentra en mantenimiento, no es ni en operación, ni está disponible. En el caso del sistema de fiabilidad serie cualquier parada de mantenimiento hace que el corte de todo el sistema. En el caso del sistema de fiabilidad paralelo, cualquier parada de mantenimiento provoca una disminución en la fiabilidad total del sistema; de allí que afecta a la intensidad y la duración media de las interrupciones.
RCM es una herramienta para la toma de decisiones que hace que sea posible controlar o mejorar el programa de mantenimiento. RCM proporciona datos subyacentes para las decisiones adecuadas y lógicas y se aplica los sistemas de mantenimiento de control externa existente. Vistas obtenidos por medio del método de RCM se utilizan entonces en la modificación o la redefinición de los programas de mantenimiento existentes. Si este método se emplea adecuadamente, RCM puede hacer que los programas de mantenimiento existentes de manera más eficiente y optimizado.
El objetivo del mantenimiento centrado en la confiabilidad es formular una estrategia de este tipo de mantenimiento por lo que el total de los costos de operación pueden ser minimizados a mantener el grado necesario de la fiabilidad, la seguridad y la adecuación ambiental de los equipos operados.
Hay que tomar muchas medidas primero que se puede resumir brevemente en los siguientes puntos Ref. [4] :
- Las determinaciones de los artículos de equipo que son objeto de mantenimiento y por lo tanto participar en el proceso de la CRM en sí.
- La determinación de las funciones de estos elementos del equipo.
- La determinación de un modelo resultante de envejecimiento de los equipos.
- La determinación de los equipos de importancia.
- La identificación de fallas en los equipos y sus consecuencias.
- El establecimiento de la ecuación de los costos totales de operación de los equipos y el hallazgo de las formas más adecuadas de mantenimiento.
El primer paso en la implementación de RCM es la decisión de todo el equipo mantiene el tipo de mantenimiento se les aplica. Generalmente es posible elegir siguiente:
- Para mantener el sistema actual de mantenimiento (periódica de acuerdo con la Orden de Mantenimiento Preventivo) .
- Operación al fracaso (Mantenimiento Correctivo) -inspecciones regulares y las mediciones necesarias se realizarán por el reconocimiento si el equipo es de funcionamiento seguro.
- Publicación periódica RCM.
- A condición de RCM.
Desde el punto de vista de la determinación de estado técnico de los equipos y también su fiabilidad, podemos diferenciar dos tipos de RCM-periódica (optimización del ciclo de mantenimiento) y con la condición de (determinación del orden de los componentes para el mantenimiento) Árbitro. [5].
En el área de las redes de transmisión y distribución de esos artículos de equipmefit como transformadores, líneas exteriores y de cable, elementos de conmutación, dispositivos de protección, etc. serán incluidos en el sistema CRM.
En el caso de estos elementos, la base para las aplicaciones de RCM es para determinar el modelo de envejecimiento y la llamada importancia del elemento. Esto se expresa principalmente por los costos de mantenimiento elemento, los costos de la reparación de elementos y costos de la corte de elemento.
En el Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Universidad Técnica de Ostrava ya hemos estado preocupados con el desarrollo de una metodología para la CRM desde hace algunos años. Nuestro objetivo principal es su utilización práctica y la inclusión en el sistema de mantenimiento de la empresa de energía eléctrica. Debido a que el sistema de RCM utiliza muchas fuentes de información y optimizar el mantenimiento de varios miles de componentes, fue necesario diseñar una herramienta de software para el procesamiento útil de la misma cantidad de datos.
Después de estudiar la teoría del sistema RCM elegimos dos enfoques básicos para la implementación de RCM en el marco de las redes de distribución de energía. Un enfoque conduce a la optimización del ciclo de mantenimiento para todos los componentes del tipo determinado o grupos de componentes del mismo tipo. El otro enfoque conduce a la optimización de mantenimiento basado en la condición (mantenimiento en condiciones) , es decir, a la determinación del orden óptimo de mantenimiento de los componentes particulares del mismo tipo (Árbitro. [6] ) .
Los enfoques se aplicarán de acuerdo a un componente específico de la red de distribución. La comparación de los enfoques es la siguiente:
- Optimización del ciclo de mantenimiento-el número de componentes Ofthe cierto tipo es alto; generalmente, cada componente del cierto tipo tiene poca importancia, costos del componente específico de la cierto tipo no pueden obtenerse, en el análisis del evento (fracaso, corte) el componente específico no se puede encontrar.
- Determinación de la orden de los componentes para el mantenimiento-el límite debe ser definido de al realizar el mantenimiento es razonable no sólo desde el punto de vista económico, monitoreo de equipo es posible (v.g.. monitoreo en 1ine) , debemos ser capaces de determinar la condición y la importancia de los equipos.
El diagrama de bloques del programa se da en la figura. 3 . Los insumos básicos son bases de datos de la compañía de distribución (información técnica sistema de TIS y la información financiera del sistema-FIS), desde el que se leen los datos requeridos. Las entradas, que será introducida por el operador del programa, son principalmente los criterios para la determinación de la condición del componente (pesos de particulares influencias) y los criterios que servirán a la determinación de la importancia de los componentes particulares. Además, control por parte de las autoridades debe tenerse en cuenta, como las sanciones impuestas por no cumplir las normas prescritas para el suministro de electricidad.
Para el primer grupo de tipos de componentes de la salida del programa es el ciclo de mantenimiento óptima, para el segundo grupo de tipos de componentes entonces el óptimas
mantenimiento (coordenadas de componentes condición y la importancia de los) .
3.1 Optimización del ciclo de mantenimiento
La determinación del intervalo de mantenimiento óptimo se basa en la función de coste. Para cada elemento del equipo, una ecuación de los costos totales de operación como función de la tasa de mantenimiento es necesario que se creará y su mínimo local se encuentra. La ecuación de costo simplificado constará de tres partes básicas y expresará los costos totales de operación por año de operación de la pieza de equipo:
- Costes de mantenimiento Nu
- Los costos de reparación No
- Interrupción cuesta Nv
Los costos adicionales se omiten. La función de costos tiene la siguiente forma:
Nc = Nu Na Nv (CZK. año ~ *) (3)
La principal hipótesis de simplificación para la cuantificación de las partidas de costos en particular es el hecho de que estas partidas de gastos particulares no va a cambiar con el tiempo, o que sus incrementos porcentuales serán más o menos igual.
En aras de la simplificación, es posible decir que los costos de mantenimiento y los costos de reparación dependen de las tasas de mantenimiento y reparación, y por lo tanto en el tipo y la condición del elemento de cierta (en su modelo de envejecimiento). Los costos de interrupción dependen del tipo y la condición del elemento y, Además, en la ubicación del elemento en el sistema de energía eléctrica (dependiendo de la configuración del sistema) ; es decir. en la importancia del elemento.
La información detallada sobre partes concretas de la función de coste se introduce en la Ref.. [7] .
Con referencia al hecho de que cualquier “importancia” no puede ser asignado a cualquier componente específico (ni FIS, ni TIS divide los datos a un equipo específico) , es necesario proceder a la división de los datos en grupos. Entonces, los intervalos de mantenimiento de los grupos son diferentes. Los datos de entrada para la división de componentes en grupos por orden de importancia son los siguientes:
- Para todos los componentes del tipo determinado coeficiente para la evaluación de los consumidores, el número de grupos para la división y sus límites y el tipo de componente.
- Por separado para cada número de componente de su identidad, el número de consumidores conectados por tipo, posible otra división de la componente.
El resultado de la división de los componentes en grupos por orden de importancia es la determinación de las cantidades de los componentes en los grupos particulares y la asignación de un número de grupo para cada componente.
Figura 3 Diagrama de bloques del programa
Los datos de entrada para el análisis RCM en sí son los costes de mantenimiento, los costes de reparación, porcentaje de averías, tiempo total de fallos, tiempo de parada programada, número de todos los consumidores, incluyendo sus tipos, número de interrupciones por no obedecer las normas, sanciones, precio de la energía eléctrica no entregada para tipos específicos de consumidores, relación entre los costos de la energía no entregada por tipos particulares de los consumidores, relación entre los costos de la corte por parte de grupos específicos, tasa de mantenimiento y el paso de potencia media a través del componente determinado. Los datos proporcionados están relacionados con el período considerado de un año.
Las fuentes de estos datos de entrada son las exportaciones de los registros técnicos, bases de datos de fallos y bases de datos financieras, o los datos se introducen directamente por el teclado y se almacenan en un archivo especial.
Se crea el programa de mantenimiento para todos los equipos del grupo en particular sobre la base de la tasa de mantenimiento óptimo calculado. Por ejemplo, si la tasa de mantenimiento óptimo es en la 0.2 (Figura. 4), que significa una vez cada cinco años, mantenimiento se realizará cada año, aproximadamente una quinta parte de todos los equipos.
3.2 Mantenimiento basado en la condición
Por medio de los sistemas de seguimiento y diversos métodos de diagnóstico se determina la condición de una pieza de equipo. Sobre la base de la condición de que uno puede evaluar el tiempo que un pedazo de equipo será probablemente funcionar hasta que se produce una falla funcional. Con referencia al hecho de que esta es una cuestión bastante caro, este tipo de mantenimiento se aplicará especialmente a piezas caras y operativamente importantes del equipo, tales como EHV, Transformadores de alta tensión, etc.
La estructura de datos de entrada depende del componente específico. Generalmente, que pueden dividirse en tres grupos. Por ejemplo, para 110 interruptores de potencia kV la estructura de datos de entrada es el siguiente:
un) Identificación de la componente de identificación específica del disyuntor de circuito específica, estación eléctrica, campo / salida, año de puesta en servicio, tipo de disyuntor, medio de extinción, número de serie del interruptor automático, año de fabricación disyuntor, tipo de unidad, tipo de unidad, número de serie de la unidad, año de fabricación unidad .
Figura 4 Representación gráfica de la función de coste
b) Los datos que determinan la condición de este componente condición de disyuntor, fecha de la última acción, estanqueidad de la cámara de extinción, fecha de la última revisión de los contactos, número de horas de motor de compresor después de reacondicionar los contactos, número de cierre / apertura (CO) ciclos después de la revisión de los contactos, fecha de la última revisión del compresor (drive) , número de horas de motor de compresor después de reformar el compresor, número de ciclos de CO después de reformar el compresor (drive) , fecha de las pruebas de diagnóstico, evaluación de las pruebas de diagnóstico de disyuntor, fecha de la evaluación técnica condiciones, condiciones climáticas, Número CO, número de horas del motor del compresor, condiciones de piezas metálicas, condiciones cable de tierra (protección contra el contacto con partes peligrosas no vivos) , condiciones de aisladores.
c) Los datos que determinan la importancia de este componente de importancia de disyuntor, ubicación disyuntor, tipo de línea, posibilidad de copia de seguridad, importancia del consumo, energía transmitida por año.
La consecuencia de un mantenimiento por condición y la impedancia es un gráfico con la distribución de particular piezas de equipo (Figura. 5) . Sobre la base de este gráfico, el orden óptimo de componentes para el mantenimiento se determina a continuación.
4 SISTEMAS PARA PILAS DE COMBUSTIBLE
En el llamado “Informe Blanco” los estados miembros de la UE se han comprometido a aproximadamente el doble de la cuota de las energías renovables en la cobertura de su energía interior bruto por consumir 20 lO. Este objetivo estratégico se basa en la premisa de que cada nación Contribuirá con su propia entrada de acuerdo con las condiciones nacionales. Según acuerdo de la UE de la República Checa producirá 896 de electricidad a partir de fuentes renovables en el 2010. Pero hay un gran problema con la continuidad y la fiabilidad del suministro de la mayoría de las fuentes de energía renovables. Nuestra investigación universitaria se centra en las aplicaciones de la pila de combustible. Nos gustaría que para apoyar el aumento de la cuota de las energías renovables como una copia de seguridad y una especie de acumulador de energía.
La fiabilidad de la actual generación de plantas de energía de células de combustible es uno de los temas más críticos. Los análisis de las razones de la disminución de la fiabilidad de muchas plantas de energía de células de combustible en EE.UU. y Japón han demostrado que, con mucho, la mayor de paro forzoso han sido causados por el fracaso de la balanza de componentes de la planta.
Figura 5 Mantenimiento de condiciones y la importancia
Por último, plantas de celdas de combustible pueden tener la disponibilidad de corriente de 98-99%, valores que se alcanzan actualmente en plantas de hidrógeno convencionales (Árbitro. [8] ).
La alta fiabilidad de un sistema de células de combustible en gran medida el resultado de la modularidad de las pilas (su facilidad de shutdown-único mantenimiento parcial es necesaria) , sino que también debe ser atribuible a su falta de partes móviles sometidas a grandes esfuerzos que operan bajo condiciones extremas y su facilidad de mantenimiento. El uso de unidades modulares permite un diseño de sitio que que pueden ser diseñados para permitir la sustitución de módulos completos, que no sólo permite un uso más económico de los repuestos, sino también minimiza la pérdida de producción. También, mediante la sustitución de módulos de repuesto, una planta puede ser operado a plena potencia durante los periodos de mantenimiento rutinario, debe ser esto necesario. Incluso sin piezas de repuesto, plantas podrían estar diseñados de manera que será necesario el cierre parcial en caso de fallo.
Se requieren las siguientes condiciones para las plantas conectadas a la red:
- Para mantener la alta calidad de la electricidad (armónicos más altos, regulación de voltaje, cambio de frecuencia, etcétera) .
- Para proporcionar una protección adecuada en caso de fallos del sistema.
En el caso de los “no hay suministro de electricidad a la red” la planta debe estar equipada con un “sistema de protección de potencia inversa,” que puede ser una carga ficticia u otro equipo apropiado.
Generadores de pilas de combustible que están siendo considerados para conectada a la red (grid-paralelo) , conectada a la red es de aterrizaje (proporcionar energía a las cargas locales en el momento del fallo en la red), independientes de la red (autónomo) así como la rejilla vinculados (que permita la importación de energía, pero no exporta a la red) operaciones (Árbitro. [9] ) .
Aunque la red de suministro eléctrico es generalmente una fuente de energía confiable, su diseño permite sobretensiones sustancial o hundimientos, y permite a las interrupciones momentáneas para despejar fallas. Recientemente, los cortes de la red son cada vez más frecuentes. Cuando se utiliza una combinación de una planta de energía de célula de combustible y la rejilla como una copia de seguridad más, disponibilidad sin precedentes de la fuente de alimentación se puede lograr.
Sistemas de células de combustible tienen una alta eficiencia energética, cero o casi cero emisiones de gases de escape nocivos (utilizando hidrógeno) . Sin embargo, hay varios problemas que mantienen FC de uso comercial.
4.1 Tipo adecuado de la FC
Para el transporte y la energía-producto residencial hasta 100 kW-se utilizan bajas temperaturas FC y para fuentes de plantas de producción más que yo MW-se utilizan altas temperaturas FC.
Se mencionan sólo los principales requerimientos de materiales para FC en el presente trabajo. Para todos los tipos de sustancias FC sulfhr tienen impacto venenoso.
- PEMFC (Ácido sulfónico perfluorado-Proton Exchange Membrane Fuel Cells-sólido) -requerir electrolyie polímero con una buena conductancia de protones, de hidrógeno muy puro como el combustible, los gases de entrada deben ser humedecidas, catalizador de platino caro, tienen la degradación de alto rendimiento y hay un impacto venenoso de CO.
- FC (Hidróxido de potasio Fuel Cells-alcalina líquida) -requerir hidrógeno puro y oxígeno puro como los reactivos y hay un impacto venenosa de CO y C02.
- AFC (Ácido fosfórico Fuel Cells-1iquid ácido fosfórico dispersa en carburo de silicio unido con teflón) -utilizar costosos metales nobles catalizadores, Electrolito de liquido que puede migrar, y hay un impacto tóxico de CO.
- CFC (Molten Carbonate Fuel Cells-muchos alkali (de potasio o de sodio) carbonato de retenida en un óxido de litio y aluminio (LiAI02) matriz) -tener líquido de alta electrolyie temperatura que puede migrar, de acero inoxidable diseñados adecuadamente.
- OFC (Combustible de óxido sólido Cells-sólida de zirconia estabilizada con itria) -requerir componentes de alta temperatura con el mismo coeficiente de expansión térmica y una buena gestión de sello. Desafortunadamente, toda la construcción de cerámica causa mayor resistencia interna.
4.2 Combustible
La reacción de la pila de combustible de hidrógeno requiere, pero hay varios métodos ofproducing hidrógeno a partir de recursos fósiles. Si la electricidad es generada por energía natural (energía solar, energía eólica, etc) , agua puede ser electrolizada para obtener gas hidrógeno.
- Sólo hidrógeno emisiones de agua (depende de la producción) .
- Combustible de metanol 1iquid (energía concentrada) pero requiere la reforma de calentamiento a aproximadamente 250 ~ C.
- -Gasolina generalizado disponible, pero requiere la reforma de calentamiento a aproximadamente 800 “C . Si la gasolina incluye azufre, no se puede reformar fácilmente.
- El biodiesel es similar como la gasolina, pero no incluye el azufre, no es tóxico y es biodegradable.
- Reformar Natural gas interno en alta temperatura FC, los compuestos de azufre se deben quitar primero.
En la zona de Ostrava con la industria pesada que nos gustaría utilizar el biogás procedente del tratamiento de aguas residuales o de la agricultura y el metano de las minas de carbón.
4.3 El almacenamiento de hidrógeno
Hay varios métodos de almacenamiento de hidrógeno, sino también con sus problemas:
- La presión del tanque de hidrógeno de alta de alta presión (por ejemplo, 35MPa) requiere depósito robusto que son pesados.
- Hidruro de adsorción de almacenamiento de metal y nanotubos de carbono de aleación tiene una muy alta capacidad de almacenamiento, pero los almacenes son bastante pesado y muy caro.
- Liquid-hidrógeno requiere de aislamiento térmico del tanque-temperatura extremadamente baja (-253'O el material causa dificultad.
4.4 Precio
El precio es uno de los temas más críticos que enfrenta la comercialización de esta tecnología de hoy. En caso de precio actual de combustibles fósiles, FC no tienen la oportunidad de competir con otras fuentes.
5 CONCLUSIÓN
Distribuidoras de energía eléctrica tienen que estar preparados que deben ser sancionados por la electricidad sin suministro. Monitoreo de fallos e interrupciones en la transmisión y disinbution de energía eléctrica es necesaria para la determinación de la fiabilidad de los elementos de la red y el suministro de energía eléctrica a los consumidores. Cables de datos de entrada incorrectos, por supuesto,, a resultados falsos, incluso si se utiliza el método de cómputo correcto. Para la evaluación consiguiente de la fiabilidad es necesario disponer de datos sobre el número y la gama de la pieza examinada de equipo. Hemos estado canying la observación y el análisis de las fallas en el trabajo de investigación del Departamento de Ingeniería Eléctrica desde el año 2000. Con referencia a un número bastante reducido de las fallas en el ámbito de la ingeniería de la energía eléctrica, los resultados serán fiables sólo después de varios años. El rango de datos más grande, el más preciso habrá resultados estadísticos. Es por ello que estaríamos encantados de tener también la posibilidad de mejorar las bases de datos con los datos de otros países. El conocimiento de la fiabilidad elemento permite averiguar series de producción defectuosos del equipo de la red de distribución, á menudo causa de fallos, ¿cuánto tiempo hace que corte de un equipo en particular en ciertos años, áreas de las mayores cantidades de energía no suministrada, costo de interrupción, etc. El conocimiento de la fiabilidad elemento es necesario para los cálculos de fiabilidad para la conexión de los consumidores al por mayor que están cada vez más solicitado hoy.
Los distribuidores también tienen que gastar sus recursos con eficacia para poder competir en el mercado de la electricidad. Esto es imposible sin la aplicación de nuevos materiales que aumentan la fiabilidad de los equipos, extender el tiempo entre las inspecciones y reducir eventualmente cancelar por completo el tiempo de mantenimiento. Sin la fiabilidad artículo es imposible introducir Centrado en Confiabilidad sistema de mantenimiento. En esta contribución, la teoría RCM se resume en pocas palabras. El problema principal es siempre para encontrar los datos de entrada actualizada fiable. Así, la tarea principal es un cambio en las estructuras existentes de las bases de datos particulares en las ciertas empresas regionales de distribución de energía. El programa fue desarrollado con el objetivo de ser universal, de modo que pueda resolver tanto los enfoques de la optimización del ciclo de mantenimiento y determinación del orden de los componentes para el mantenimiento. Todas las variables del programa pueden ser ingresados desde bases de datos de entrada y editados por medio del teclado. La novedad de nuestro enfoque es su aplicabilidad a los datos reales de la empresa de distribución. Esto se verifica porque una empresa de distribución incluye nuestros resultados al programa de mantenimiento de varios tipos de equipos.
La primera experiencia con las pilas de combustible muestra que la opción en isla permite la entrega de potencia a la carga crítica local durante fallo en la red.
Esta capacidad también permite que un sistema de pila de ftiel independiente para funcionar a la carga base y extraer la potencia pico de la red. La mayoría de los sistemas de pilas de combustible están diseñados para proporcionar una disponibilidad de >959i ~. Varias de estas plantas se pueden conectar en paralelo para lograr un mayor nivel de disponibilidad. Es necesario el desarrollo de nuevos materiales más baratos que aseguran un funcionamiento fiable del FC.
Acuse de recibo
Este trabajo es apoyado por el Ministerio de Educación, Juventud y Deportes de la República Checa. Proyecto MSM6198910007.
Referencias
[1] Las empresas de distribución de la República Checa, “Red de distribución Código de la Red”, Apéndice n. 2-Metodología de la determinación de la confiabilidad de los equipos de suministro de energía eléctrica y de la red de distribución, Praga, (2001) . [2] Rusek, S., Proch ~ LA, K., “Metodología ur ~ 0V ~ del ni ~ n ~ elektrick6 sistemas rch fiabilidad de suministro de energía y el control disinbu (Metodología para la determinación de la confiabilidad del suministro de energía elecincal y elementos de los sistemas de distribución) ,”Conferencia ~ K CIRED, pp. 4/16-4120, Tabor, (1999) . [3] Rusek, S. “Fiabilidad de la YCH ~ siti eléctrica (La fiabilidad de las redes eléctricas) ,” V ~ B-TU Ostrava, ISBN 80-7078-847-X, (200 1 ) . [4] Moubray J “Mantenimiento Centrado en Confiabilidad”, Butterworth-Heinemann, (1997). [5] Bosque, J., “Tarea de mantenimiento Intervalo Determinación,” Mantenimiento e Ingeniería de prueba Co. EE.UU. ( 1999) . [6] Rusek, Raska S T , “Zuverlassigkeitsorientierte programación de mantenimiento en el Sistema Interconectado,” Construcción de la red Jubilaumsforum y operación, Potsdam, (2002). [7] Rusek. S.. Gono. R., “Mantenimiento Centrado en Confiabilidad y su aplicación a las redes de distribución,” CONFERENCIA CIENTÍFICA INTERNACIONAL EPQU 2003, Cracovia, pp. 529-536, ISBN 83-914296-7-9, (2003). [8] Blomen, L.J.M.J., Mugelwa, M.N., “Sistemas de células de combustible,” Plenum Press, 614 p., ISBN 0-306-44158-6, (1993)9] Farooque, M., Maru, H.C., “Las células-El combustible limpio y generadores de energía eficiente,” Proc. IEEE, vuelo. 89, No. 1 2. p 1819-1829, (2001)
