Spolehlivostn orientovaná údržba za ízení distribu ní soustavy prof. Ing. Stanislav Rusek, CSc. doc. Ing. Radomír Go o, Ph.D. doc. Ing. Vladimír Král, Ph.D. a další
1 Úvod Vztah spolehlivost X údržba
2
Vliv údržbových prostoj na spolehlivost
3
intenzita poruch
P
(rok-1)
st ední doba poruchy
P
(h)
intenzita údržby
-1) (rok U
st ední doba údržby
U
(h)
Model stárnutí
období asných poruch
I
4
období provozu období normálního provozu za hranicí životnosti
II
III
t
Distribu ní funkce doby do poruchy t t0
Ft
1 e
t . . . . as poruchy (h) t0 . . . . garantovaná doba bez poruch [h] . . . . charakteristika opot ebení < 1 indikuje období asných poruch = 1 indikuje náhodné poruchy > 1 indikuje poruchy opot ebení
. . . . charakteristická životnost (h) 5
Zachovat spolehlivost s minimem náklad Provád ním koordinované údržby, tj.: Provádí-li se údržba na n kolika prvcích, které jsou z hlediska spolehlivosti v sérii (nap . jednotlivé ístroje vývodu rozvodny), provádí se zpravidla v jednom údržbovém prostoji, nedochází tedy ke ítání intenzit údržby. Zavedením principu spolehlivostn údržby.
6
orientované
Historie údržby do 50. let 20. století za ízení jednoduchá a ve tšin p ípad edimenzovaná nep íliš vysoká mechanizace korektivní (opravná) údržba tzv. provoz do poruchy t1, t2, ... technický stav S (%)
100 %
t1 7
konst., S1 = S2 = ... = 0
t2
t3
t4
as t
Historie údržby 50. – 70. léta 20. století povále né období rozvoj pr myslu, složit jší za ízení první koncepce preventivní (periodické) údržby t1 = t2 =... = konst., S1,S2,... technický stav S (%)
100 %
t1 8
konst.
t2
t3
t4
as t
Historie údržby 80. léta 20. století rozvoj m icích a diagnostických metod pod izování údržby skute ným pot ebám za ízení - údržba podle stavu t1, t2, ... technický stav S (%)
100 % údržba t1
9
konst., S1 = S2 = ... = konst.
t2
t3
t4
as t
Historie údržby 90. léta 20. století snaha o co nejvyšší efektivitu údržby ihlíží se k tzv. d ležitosti za ízení nástup spolehlivostn orientované údržby t1, t2, ... technický stav S (%)
konst.
100 %
t1 10
konst., S1,S2,...
t2
t3
t4
as t
2 RCM Reliability Centered Maintenance
11
Reliability Centered Maintenance Cílem spolehlivostn orientované údržby je vytvo it takovou strategii údržby, aby se minimalizovaly celkové provozní náklady p i zachování nezbytné míry spolehlivosti, bezpe nosti a ohleduplnosti k životnímu prost edí provozovaných za ízení.
12
Postup RCM 1. Ur ení všech za ízení, která podléhají údržb a uplatní se tedy v samotném procesu RCM. 2. Stanovení funkce t chto za ízení. 3. Ur ení výsledného modelu stárnutí za ízení. 4. Stanovení d ležitosti za ízení. 5. Identifikace poruch za ízení a jejich následk . 6. Sestavení rovnice celkových provozních náklad na za ízení a nalezení nejvhodn jší formy údržby. 13
Následky poruch Bezpe nostní následky - zran ní osob, zni ení za ízení, vznik požáru, obecné ohrožení Ekologické následky - zne išt ní ovzduší, vodních tok , kontaminace p dy, nap . únik oleje p i havárii transformátoru, únik radioaktivity p i havárii v jaderné elektrárn Provozní následky - p ímé ekonomické ztráty v d sledku omezení výroby (distribuce) a náklady na opravu Neprovozní následky - spojené s p ímými náklady na opravu Skryté následky - poruchy, které nejsou na první pohled patrné a mohou zap init vznik vícenásobné poruchy, nap . chybné funkce a poruchy ochranných za ízení
14
Obecné schéma procesu RCM Regulace: Vládní Bezpe nostní Životního prost edí
emíst ní
Preventivní údržba Logika
Prediktivní údržba
Program údržby
RCM Opravná údržba
Údržba: Historie, praxe, Dokumentace Efektivnost
za ízení
Vým na Výpadky zákazník intenzita a trvání
Údržbové náklady Analýza p vodních in
Náklady na výpadek zákazníka Stanovení rizik
15
Lidské zdroje
Zm na konstrukce nebo ení
Výpadky zákazník vodní p iny Analýzy Za ízení: Pohotovost Spolehlivost
Koordinace se zákaznickým asovým plánem
Aktuální výkon komponentu a trendy
Zautomatizovaný systém správy údržby
Kritéria výb ru prvk pro RCM 1. Kritéria, která odráží d ležitost prvk pro danou rozvodnou spole nost. 2. Kritéria v této skupin musí vyjad ovat „úplnost“ a dostate ný po et vstupních podklad pro zavedení systému RCM. 3.
16
etí skupina kritérií musí brát v úvahu návratnost, tedy fakt, že u n kterých prvk se asi nebude m nit stávající systém údržby.
ležitost za ízení ležitostí se rozumí významnost daného za ízení z hlediska dopadu jeho výpadku na provoz systému - p ímo závislá na velikosti náklad na výpadek. ležitost za ízení tedy nesouvisí se samotnou spolehlivostí za ízení, ale závisí výhradn na jeho umíst ní v soustav . TR 22/0,4 kV
TR 22/0,4 kV
ležitost nižší
maloodb r domácností 17
vyšší
pr myslový závod
Možné p ístupy k aplikaci RCM
18
Stanovení prvk pro aplikaci RCM Optimalizace údržbového cyklu distribu ní trafostanice (DTS) vn/nn venkovní vedení vn (vyjma spínacích prvk )
Stanovení optimálního po adí prvk do údržby transformátory 110 kV/vn vývodová pole 110 kV vedení 110 kV spínací prvky ve venkovních vedeních vn
19
3 Optimalizace údržbového cyklu Náklady
20
Nákladová rovnice Pro každé za ízení je nutné sestavit rovnici celkových provozních náklad a nalézt její lokální minimum
NC
NU
NO
NV
ND
NU . . . náklady na údržbu za ízení (K . rok-1) NO . . . náklady na opravu (K . rok-1) NV . . . náklady na výpadek (K . rok-1) ND . . . další náklady (K . rok-1)
21
-1
(K rok )
íklad nákladové rovnice NC NU
NU 1.
NU
NO
NV NO
U
P
PK
NV 22
P . 1- e
PK
U
. TV . PN . N P
N O1 .
PK
Aplikace metodiky na DTS Optimální intenzita údržby je 0,105 rok-1. Graf závislosti náklad - 2002 (DTS s údržbovými prostoji) 6000 Celk. nákl.
5500
Nákl.údrž.
5000
Nákl. výp. Nákl. na údržb. prostoj
4500
Nákl. opr.
Náklady [K ]
4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 0
0,05
0,1
0,15
Intenzita údržby
23
0,2
0,25
lení do skupin podle d ležitosti Metodika dle skladby odb ratel
Metodika dle kredit DTS
lení DTS je možné pouze do t í Po et skupin je možno „libovoln “ skupin ur it Není nutno ur ovat hranice mezi skupinami
Je nutno ur it hrani ní hodnoty kredit
DTS se zákazníkem VO (MOP) ležitost DTS je dána po tem má vždy v tší prioritu, nezáleží na zákazník a jejich d ležitostí po tu ostatních zákazník (VO:MOP:MOO = 50:5:1) Není zohledn n typ DTS
24
Je zohledn no, zda se jedná o kioskovou DTS, i nikoli
Rozd lení DTS podle kredit Kredit vyjad ující d ležitost Kredit
25
( N MOO k MOO
N MOP k MOP
NVO kVO ) T
NMOO
po et maloodb ratel domácností p ipojených k dané DTS
NMOP
po et maloodb ratel podnikatel p ipojených k dané DTS
NVO
po et velkoodb ratel p ipojených k dané DTS
kMOO
koeficient maloodb ratel domácností s hodnotou 1
kMOP
koeficient maloodb ratel podnikatel s hodnotou 5
kVO
koeficient velkoodb ratel s hodnotou 50
T
typ DTS - 2 pro kioskové a zd né, 1 pro ostatní
P
zatížení DTS (kW)
kP
váhový koeficient zatížení zatím s hodnotou 0
P kP
Grafické rozd lení DTS ve skupinách
1333
100%
184
71607
408507
90% 80% 70% 4966
60%
A 765
50%
B C
40% 349788
30% 43257 20% 1989
10%
0
3368
0% Po et DTS 26
Sou et VO
Sou et MOP
Sou et MOO
34278
Optimalizace údržbového cyklu u DTS
27
4 Stanovení optimálního po adí prvk do údržby Stav x d ležitost
28
Základní princip metodiky U každého prvku se stanoví stav a d ležitost
29
Základní princip metodiky Sestavení plánu údržby
30
Aplikace na výkonové vypína e 110 kV U každého prvku se stanoví identifikace, stav a ležitost prvku
31
Aplikace na transformátory 110 kV / vn Identifikace
32
Aplikace na transformátory 110 kV / vn Kritéria technického stavu Klimatické podmínky Doba od poslední b žné údržby nebo opravy Typ stroje Stá í stroje Stá í p epína e odbo ek Stá í pr chodek Stav nádoby (koroze, nát r) Net snosti Stav ovládací sk ín a její výzbroje Kabeláž Po et p epnutí Pr rné hodinové zatížení (hodnota není k dispozici) Vyhodnocení diagnostických zkoušek 33
Aplikace na transformátory 110 kV / vn Kritéria d ležitosti enesená energie za rok Možnost zálohování (transformátor, vedení VN) ležitost p ipojených vedení vn
34
5 Sofware RCM Využití databází
35
Blokové schéma TIS
FIS Regulace
ležitost
Kritéria
36
Program RCM
Sou adnice za ízení Optimální údržbový cyklus
DTS
37
Venkovní vedení 22 kV
38
Vypína e 110 kV ELF
39
Transformátory 110 kV/vn
40
6 Shrnutí a záv r Sou asný stav
41
Shrnutí a záv r Využití RCM periodické p i plánování b žné údržby distribu ních trafostanic (DTS) Využití RCM podle stavu p i plánování generální údržby vybraných vypína 110 kV Dokon ena aplikace RCM na transformátory 110 kV/vn. Dokon ena aplikace RCM na vedení 110 kV V sou asné dob probíhá ov ení na datech EZ Distribuce.
42
kuji Vám za pozornost
Dotazy?
Radomír Go o VŠB – Technická univerzita Ostrava Katedra elektroenergetiky
[email protected] 597 325 913 43
