Dissertação

{en_GB=Reliability Analysis of Power Equipment in a Combined-Cycle Power Plant} {} EVALUATED

{pt=De acordo com a Agenda para Desenvolvimento Sustentável para 2030 definida pela ONU, um dos objetivos é assegurar energia acessível,fiável,sustentável e moderna para todos. Esta tese visa em contribuir para a melhoria da fiabilidade de energia,de forma a cumprir com as expectativas traçadas pela ONU. Focando nos equipamentos de potência de uma central elétrica de ciclo combinado,três estudos de avaliação de fiabilidade e disponibilidade foram realizados: substituição,influência e adição de componentes. A fiabilidade e disponibilidade originais da central elétrica foram também calculadas e usadas como um caso padrão de referência (CP). Adicionalmente,realizou-se um estudo de manutenção preventiva para quatro frequências distintas. A metodologia aplicada nos estudos foi uma combinação de três métodos:“Reliability Block Diagram”,“Markov Chains” e “Monte Carlo Simulation”. Relativamente a resultados, do estudo de substituição de componentes, onde se realizou uma simulação focada na troca de disjuntores clássicos por eletrónicos, resultou uma melhoria da média total de fiabilidade (MTF) de 22%,em relação ao CP. Quanto ao estudo de influência de componentes, os transformadores redundantes foram analisados para os seguintes casos: remoção dos transformadores redundantes e uso dos mesmos transformadores em “standby”. O primeiro caso levou a uma diminuição da MTF de 35%,e o segundo a uma melhoria de 7%,ambos relativamente ao CP. O estudo de adição de componentes,que se baseou em adicionar um SVC ao esquema original da central elétrica,teve um desempenho 4% inferior ao CP em termos de MTF. Sobre o estudo de manutenção preventiva,a MTF foi melhorada em 54%,50%,40% e 28%, para as frequências anual,bienal,quinquenal e decenal,respetivamente. , en=In accordance with the 2030 Agenda for Sustainable Development defined by ONU, one of the goals is to ensure access to affordable, reliable, sustainable and modern energy for all. This thesis aims to contribute in improving the reliability of energy, in order to comply with the expectations set by ONU. Focusing on the power equipment of a combined-cycle power plant, three types of reliability and availability assessment studies were performed: component substitution, influence and addition. The original reliability and availability of the power plant was computed and used as reference standard case (SC). Additionally, a preventive maintenance study is performed for four distinct frequencies. The methodology applied in these studies was a combination of three methods: Reliability Block Diagram, Markov Chains and Monte Carlo Simulation. Regarding results, in the component substitution study, a simulation focusing on the replacement of classic circuit breakers by electronic ones, results in an 22% improvement of the SC’s total mean reliability(TMR). Concerning the component influence study, the redundant transformers were analyzed, considering the following cases: removal of the redundant transformers and usage of the redundant transformers in standby. The first, lead to a decrease of TMR of 35%, while the latter outperformed it 7%, both comparing with the SC. The component addition study, where a SVC was added to the original power plant scheme, is outperformed by the SC in TMR by 4%. Regarding the preventive maintenance study, the TMR is improved by 54%,50%,40% e 28%,for the annual,biennial,5-in-5 years and 10-in-10 years frequencies, respectively. }
{pt=estudo de fiabilidade, estudo de disponibilidade, central elétrica de ciclo combinado, equipamento de potência, Reliability Block Diagram, Monte Carlo Simulation, en=reliability assessment, availability assessment, combined-cycle power plant, power equipment, Reliability Block Diagram, Monte Carlo Simulation}

Julho 2, 2021, 10:30

Orientação

ORIENTADOR

Andres Alejandro Zuñiga Rodriguez

Área Científica de Energia (Energ)

Engenheiro

ORIENTADOR

João Filipe Pereira Fernandes

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Auxiliar