¿Cuál es el mantenimiento preventivo de la fuente de energía?

DC Estrategias de mantenimiento de energía para la fiabilidad

Según el Instituto de Investigación de Energía Eléctrica (EPRI), el 98% de todos los cortes de energía duran menos de 10 segundos. Sin embargo, si las baterías de alimentación ininterrumpida (UPS) que soportan redes críticas, o los bancos de baterías que soportan sistemas de protección y control eléctricos, emergencia o respaldo fallan durante esos 10 segundos, las consecuencias pueden ser significativas. La seguridad del personal, el equipo y las operaciones de las instalaciones están en peligro. El daño a la reputación y los costos para el negocio pueden escalar rápidamente.

A menudo descuidados, los sistemas de energía DC son críticos para asegurar la continuidad del funcionamiento de una organización. Los sistemas UPS proporcionan un flujo constante y constante de energía limpia a equipos e instalaciones críticos que no pueden tolerar las más mínimas fluctuaciones de energía. Los sistemas de baterías de protección y control, emergencia, reserva y respaldo suministran energía a las redes de seguridad y a los sistemas eléctricos para garantizar un suministro continuo de energía fiable si hay un fallo o fallo de alimentación.

Por muy críticos que sean, los sistemas de energía de CC son vulnerables y a menudo no se mantienen adecuadamente. Están sujetos a un desgaste cotidiano que puede comprometer su eficacia. Incluyen componentes limitados a la vida, cada uno con una vida operativa finita, y puede fallar inesperadamente. Como resultado, los problemas con los sistemas de alimentación de corriente continua son a menudo la causa fundamental del tiempo de inactividad no planificado para los servicios públicos, los fabricantes y las empresas comerciales. Cada administrador del sistema es muy consciente de que la interrupción de energía puede ser desastrosa para su operación y clientes. También pueden resultar en lesiones graves, reparaciones costosas y multas por incumplimiento de las normas de la industria.

Comprensión de las normas de la industria sobre mantenimiento de baterías

La importancia del mantenimiento de la batería se refleja en las numerosas recomendaciones y requisitos estándar para los sistemas de UPS, protección y control, emergencia, reserva y respaldo. Existen múltiples estándares de la industria utilizados para informar y desarrollar procedimientos de prueba, alcance y frecuencia de los planes de mantenimiento, incluyendo la North American Electrical Reliability Corporation – NERC PRC-005, el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos – EEE 1188, 450 y 1106, y la Asociación Internacional de Ensayos Eléctricos – NETA ATS-2017 y MTS-2019 para diferentes tipos de baterías. (Valve-Regulated Pload-Acid – VRLA, Vented Pload-Acid – VLA, Lithium, Nickel Cadmium).

NERC PRC-005 especifica que los propietarios de generadores, propietarios de transmisión y proveedores de distribución están obligados a mantener adecuadamente sus sistemas de reserva de energía y batería como parte del cumplimiento de NERC PRC-005. El reto al que se enfrentan los servicios públicos es cómo cumplir estos requisitos de manera eficaz en función de los costos y eficiente. La solución depende de la configuración del sistema, la distancia geográfica entre las instalaciones, la criticidad del sistema y la experiencia técnica y de ingeniería.
IEEE 1188 especifica el mantenimiento, los horarios de prueba y los procedimientos de prueba que pueden utilizarse para optimizar la vida y el rendimiento de las baterías VRLA para aplicaciones estacionarias. También proporciona orientación para determinar cuándo deben reemplazarse las baterías.
IEEE 450 especifica el mantenimiento, los horarios de prueba y los procedimientos de prueba que pueden utilizarse para optimizar la vida y el rendimiento de las baterías VLA instaladas permanentemente. También proporciona orientación para determinar cuándo deben reemplazarse las baterías. Es aplicable al servicio de espera, aplicaciones estacionarias donde un cargador mantiene la capacidad de la batería y suministra las cargas CC.
IEEE 1106 ofrece recomendaciones para el diseño de instalación, instalación, mantenimiento y procedimientos de prueba que se pueden utilizar para optimizar la vida y el rendimiento de las baterías de níquel-cadmio ventiladas, incluidos los tipos parcialmente recombinantes, utilizados en aplicaciones estacionarias.

Dos de las estrategias más comúnmente practicadas para DC Power Maintenance son el mantenimiento de base basado en el tiempo y el rendimiento.

Mantenimiento basado en el tiempo se refiere al mantenimiento o sustitución de pilas y sistemas de baterías para restaurar su rendimiento y fiabilidad en un tiempo, intervalo o uso fijos, independientemente de su condición. Los intervalos pueden haberse desarrollado a partir de la experiencia previa, las recomendaciones de los fabricantes o las especificaciones estándar de la industria. El intervalo de verificación también puede basarse en otros factores, como la importancia crítica del equipo que soporta el sistema, la experiencia pasada con el sistema, el entorno y la frecuencia de funcionamiento. Por lo general, los intervalos de mantenimiento son fijos y los servicios se programan mensualmente, trimestralmente o anualmente.

Tradicionalmente, los programas de mantenimiento del sistema de alimentación DC se han basado en el tiempo e incluyen mantenimiento periódico rutinario con intervalos de prueba de la capacidad de la batería basados en un plan de mantenimiento establecido. (NERC PRC-005 requiere que los servicios públicos tengan un plan formal de mantenimiento del sistema eléctrico (PSMP) y registros de rendimiento).

Se ha demostrado que una estrategia de mantenimiento basada en el tiempo es eficaz para gestionar la salud de los activos y reducir el riesgo de fracaso. Un completo programa de mantenimiento preventivo garantiza el correcto funcionamiento y seguridad de los sistemas UPS, inversores, sistemas de baterías y cargadores de baterías con inspecciones visuales y mecánicas regulares en un plazo especificado para abordar cada uno de estos componentes en la cadena de energía.

Los servicios para los sistemas UPS incluyen escaneos termográficos, calibraciones electrónicas y verificación de circuitos de alarma e indicadores e historial de alarmas para comprobar si hay signos de posibles problemas. Las baterías se mantienen para prolongar la vida útil de la batería y los bastidores se inspeccionan en busca de corrosión, limpieza e integridad estructural. Los servicios de campo de la batería incluyen los siguientes:

Evaluaciones de las condiciones
Ohmic batería estado de pruebas de salud
Pruebas de integridad de la conexión de la batería
Medición de la tensión de flotación
Lecturas gravitatorias específicas
Registro de todas las pruebas y mediciones
Medidas correctivas

Una estrategia de mantenimiento basada en el rendimiento proporciona a los propietarios el plan de mantenimiento de energía DC más confiable. Con el avance de la tecnología de monitoreo, los propietarios de activos están pasando a programas de mantenimiento basados en el rendimiento utilizando una combinación de productos y servicios de monitoreo y mantenimiento para asegurar que los sistemas sean siempre compatibles y la energía siempre esté encendida. Para los sistemas de alimentación de corriente continua esto requiere la instalación de equipos de monitoreo de baterías y servicios de monitoreo remoto 24×7, junto con una evaluación de mantenimiento anual de todos los equipos de monitoreo y alimentación de corriente continua. El sistema de vigilancia proporciona información continua sobre la salud del equipo, eliminando la necesidad de evaluaciones periódicas del mantenimiento. Al igual que un electrocardiograma (ECG), un sistema de monitorización de baterías alerta a los propietarios del sistema de un posible fallo que no se puede ver de otra manera. Al automatizar las tareas de mantenimiento requeridas, los propietarios pueden cumplir con los estándares de la industria al tiempo que aumentan la fiabilidad del sistema. Esta estrategia de mantenimiento optimiza los presupuestos y recursos de mantenimiento al eliminar las tareas rutinarias de mantenimiento in situ.

Los sistemas de monitoreo miden y registran continuamente los parámetros críticos de la batería. Estos datos permiten a los usuarios tomar decisiones inteligentes sobre la salud de su sistema y realizar proactivamente acciones correctivas. En el cuadro que figura a continuación se ofrece un ejemplo de mediciones de la vigilancia de la batería y medidas correctivas conexas. Nótese que el cuadro no incluye todas las mediciones clave.

Las normas de la industria reconocen las ventajas únicas de los sistemas de vigilancia que proporcionan una evaluación continua de los equipos y sistemas de alimentación de corriente continua. La norma NERC establece que no se requiere mantenimiento periódico. Esto se debe a que el sistema de vigilancia está diseñado para señalar cualquier irregularidad. Lo que se requiere son revisiones periódicas de los datos, informes de tendencias y análisis de datos, junto con inspecciones visuales del entorno del sistema, rack y condición celular.

La investigación de campo de Vertiv Services ha demostrado que la utilización de un sistema de monitoreo y especialistas en monitoreo para proporcionar evaluaciones de baterías las 24 horas del día aumenta el tiempo medio entre fallas (MTBF) en más del doble en comparación con el mantenimiento preventivo por sí solo. Otras prestaciones incluyen:

Los productos de monitorización de baterías de última generación disponibles en la actualidad están diseñados específicamente para cumplir con las normas de la industria y las prácticas recomendadas para el mantenimiento de baterías. Además de las evaluaciones las 24 horas del día, permiten el acceso remoto para evaluar el estado de los sistemas de DC en lugares difíciles de llegar, durante tormentas o condiciones peligrosas.

El monitor trabaja en conjunto con un sensor de nivel de electrolitos para cumplir con los requisitos del NERC para las inspecciones de nivel de electrolitos, reduciendo la necesidad de inspecciones in situ y eliminando intervalos de mantenimiento periódicos. Se puede agregar software al sistema para agregar datos de baterías y alarmas de múltiples sistemas y mejorar la eficiencia de monitoreo y los tiempos de reacción en múltiples plantas e instalaciones.

Todos los parámetros críticos de la batería son monitoreados continuamente y proporcionan detección temprana de posibles problemas cuando los valores monitoreados comienzan a desviarse de un punto de referencia. La revisión automatizada de los resultados de las pruebas proporciona notificación cuando se rompe un umbral. Los operadores pueden entonces utilizar los datos para evaluar la salud en tiempo real del equipo y el rendimiento de tendencia en el tiempo para predecir las variaciones del ciclo de vida.

No todos los sistemas de monitoreo se crean iguales. Hay muchos tipos diferentes de sistemas que varían en el alcance de las funciones de supervisión. Algunos sistemas ofrecen un conjunto completo de servicios que eliminan la necesidad de mantenimiento adicional del sistema. Otros productos de monitoreo sólo pueden ofrecer uno o dos tipos de evaluaciones, lo que requiere pruebas de campo adicionales para cumplir con las directrices estándar. Estas variaciones deben ser comprendidas al seleccionar un sistema de monitoreo. Un sistema de monitoreo de baterías debe automatizar las prácticas recomendadas por IEEE para el mantenimiento y pruebas de baterías, ofrecer múltiples opciones de comunicación remota y alarma, y facilitar registros de mantenimiento completos y precisos.

Servidor de monitorización de batería 24×7

La función de los encargados de examinar y comunicar los datos es fundamental para la eficacia de un sistema de vigilancia. Los dispositivos de monitoreo están registrando continuamente los datos y los datos deben ser revisados y analizados de manera continua. La intervención de un servicio externo de monitoreo remoto de baterías para proporcionar tendencias y análisis de datos y alarmas de monitoreo de baterías las 24 horas del día, garantiza que la información sea revisada por especialistas en baterías entrenados y elimina virtualmente el riesgo de un corte del sistema de energía debido a baterías fallidas. Con servicios de monitoreo remoto de baterías 24×7, los expertos detectan, diagnostican y solucionan problemas de batería que de otro modo podrían pasar desapercibidos, evitando que se conviertan en problemas importantes.

La instalación de un sistema de monitoreo con servicio de monitoreo remoto ayudará a maximizar la disponibilidad de baterías y sistemas de alimentación general, prolongar la vida útil de los sistemas de baterías, y puede reducir los costos de mantenimiento in situ al tiempo que aumenta la seguridad de las baterías. El servicio de emergencia para la respuesta rápida a incidentes, así como la tendencia mensual y los informes para una mejor gestión de la batería, también deben ser parte de un programa de servicio de monitoreo integral para la mejor defensa contra cortes y problemas relacionados con la batería.

Las UPS y baterías del sistema eléctrico DC son algunos de los componentes más críticos y vulnerables del sistema de distribución de energía, lo que hace que las agencias reguladoras aumenten las especificaciones de instalación y mantenimiento. Las prácticas de mantenimiento actuales ofrecen un espectro de servicios periódicos de mantenimiento de UPS y sistemas de baterías y productos y servicios de monitoreo diseñados específicamente para garantizar la fiabilidad de la cadena de energía eléctrica y cumplir con todos los requisitos de cumplimiento durante todo el ciclo de vida del equipo.

Elegir una estrategia de mantenimiento y diseñar un plan de mantenimiento de energía DC rentable puede ser un reto con muchos factores a considerar. Debido a que cada sistema eléctrico tiene sus variables únicas, es una buena idea consultar con un experto, un proveedor de servicios de mantenimiento eléctrico que ayudará a crear un programa personalizado basado en la configuración de activos de la instalación, requisitos de energía y criticidad, entorno del sistema y parámetros presupuestarios.