MISE_MS11_5_Organizarea mentenantei.pdf

Conf. dr. ing. Sorina Costinas, Facultatea de Energetica, Universitatea POLITEHNICA din Bucuresti

IMPLEMENTAREA SI GESTIONAREA ACTIVITATILOR DE

MENTENANTA ALE INSTALAŢIILOR ELECTROENERGETICE

1. Analiza ABC (diagrama Pareto)

2. Organizarea activităţilor de mentenanţă corectivă

3. Organizarea activităţilor de mentenanţă preventivă

4. Organizarea activităţilor de mentenanţă predictivă

MIEE

Curs 5


Principiul Pareto (Regula 80/20)

Regula 80/20 poate fi aplicată în multe domenii, deci şi pentru echipamentele, instalaţiile şi staţiile electrice.

Secretul eficienţei activităţii de mentenanţă stă în abilitatea de a identifica cele 20% activităţi care aduc cele mai mari satisfacţii.

Activităţi

80%

20%

Rezultate

80%

20%

Încă din secolul al XIX-lea, economistul şi sociologul italian Villfredo

Pareto a observat că 20% din activităţi produc 80% din rezultate.


ORGANIZAREA MENTENANŢEI CORECTIVE

• Numărul de acţiuni de mentenanţă corectivă este determinat de numărul de incidente.

• Pentru caracterizarea performanţelor obţinute de staţia electrică, din punctul de vedere al siguranţei în funcţionare sau al continuităţii în alimentarea consumatorilor, se iau în considerare a doi indicatori: – numărul de defecte apărute în instalaţie;

– durata necesară pentru remedierea defectelor.

• Pe plan mondial se constată două tendinţe: – diminuarea importanţei care se acordă evaluarii exacte a numărului de

defecte într-o perioadă de timp (oricum, acesta este extrem de redus, datorită măririi fiabilităţii echipamentelor);

– estimarea cât mai corectă a comportării instalaţiilor în situaţii de postincident.



Activităţile de mentenanţă corectivă • sunt lucrări care se efectuează după detectarea defectării, în scopul

readucerii instalaţiilor la capacitatea de a putea îndeplini funcţiile pentru care au fost proiectate.

• se pot grupa în:

– activităţi de natură tehnică;

– activităţi de natură organizatorică.

Timpul total de mentenanţă corectivă

reprezintă timpul care trece de la momentul în care se răspunde la apelul prin care se anunţă incidentul până la momentul în care clientul este realimentat cu energie electrică.

MCorganizareMCefectivMC TTT Timp efectiv de

mentenanţă corectivă

Timp total de

mentenanţă corectivă

Timp de organizare necesar

mentenanţei corective



Activităţi de natură tehnică

• în funcţie de tipul şi complexitatea defecţiunilor,

• pot cuprinde activităţi de localizare a defectului, diagnoză, remediere prin înlocuire sau reparare propriu-zisă, verificare şi probe finale pentru repunerea în funcţiune a instalaţiei, înregistrarea cauzelor respectivelor defecţiuni.

• Durata activităţilor efective de natură tehnică

• Tlocalizare, Tdiagnoză, Treparare, Tverificare sunt variabile aleatoare. Prin metode statistice se poate identifica legea de repartiţie a fiecareia.

• Analiza avariilor şi a cauzelor ce au dus la acestea vor reduce timpul alocat mentenanţei corective.

• Durata de revenire a alimentării după un defect este sensibil influenţată de modul de organizare a mentenanţei corective.

verificarerepararearediagnosticlocalizareMCefectiv TTTTT



Activităţi de natură organizatorică • Durata activităţilor de natură organizatorică

depinde de: – factorul uman (durata necesară pentru a răspunde unei cereri de

service, de la momentul în care a fost anunţată defecţiunea şi până la momentul în care personalul de mentenanţă ajunge la locul defectului; durata de organizare a activităţilor de logistică, durata transportului echipei de mentenanţă de la sediul administrativ la locul defectului);

– resursele materiale şi financiare (numărul şi componenţa echipelor de intervenţie; numărul şi tipul mijloacelor de transport; nivelul, structura şi locul de amplasare a stocurilor de piese de schimb, capitalul disponibil pentru un anumit tip de activităţi etc.).

Torganizare MC nu pot fi considerate variabile aleatoare. O analiză a duratei fiecarei activităţi în parte reprezintă un mod foarte important de evaluare a departamentului de mentenanţă. Volumul mare de date care trebuie prelucrat impune ca analiza să fie informatizată.

transportlucraripregatireisticMCorganizare TTTT log


Aria de aplicabilitate a mentenanţei corective

• MC este din ce în ce mai puţin utilizată, din cauza creşterii cerinţelor de fiabilitate şi disponibilitate a instalaţiilor cât şi a complexităţii sistemelor (defectarea sistemului conduce la creşterea costurilor).

În general, utilizarea mentenanţei corective se justifică în două situaţii:

• echipamentele nu sunt vitale pentru funcţionarea sistemului şi, în consecinţă, nu sunt continuu observate;

• costul echipamentului este mult mai mare decât costul produs de defectarea neaşteptată şi înlocuirea echipamentului.

Pentru anumite echipamente, se justifică în situaţii specifice:

• durata de viaţă a echipamentului, ţinând seama de faptul că acesta funcţionează până la defectare, este o mărime continuă;

• echipamente care au o intensitate de defectare independentă de timp, adică probabilitatea de defectare este constantă în timp, indiferent de acţiunile ce se întreprind;

• intensitatea de defectare a componentei este crescătoare, dar cheltuielile cu oprirea echipamentului şi repararea componentei nu sunt compensate de beneficiul adus de creşterea duratei de viaţă a echipamentului;

• piese foarte fiabile;

• piese greu accesibile.


ORGANIZAREA MENTENANŢEI PREVENTIVE • Acţiunile de menenanţă preventivă sunt lucrările care se efectuează la intervale

de timp predeterminate, pentru prevenirea defectării unor elemente componente ale instalaţiilor sau pentru reducerea probabilităţii de evoluţie în timp predeterminate, pentru prevenirea defectării unor elemente componente ale instalaţiilor sau pentru reducerea probabilităţii de evoluţie în timp a unor defecţiuni.

• regulament de conducere şi organizare a activităţii de mentenanţă.

Obs: Fişele tehnologice pentru intervenţiile planificate, specifice fiecărui tip de echipament şi intervalele dintre diferitele acţiuni de mentenanţă preventivă din aceste normative nu ţin seama de:

– structura schemelor staţiilor electrice;

– riscul de nefuncţionare al staţiei, instalaţiei sau echipamentului.

Luarea în considerare şi a celor două aspecte menţionate va determina periodicităţi diferite pentru instalaţii similare.

• Scopul principal al MP este prevenirea întreruperilor şi asigurarea realizării duratei de viaţă, în condiţiile unor strategii de mentenanţă preventivă justificată din punct de vedere tehnic şi economic.

Din punct de vedere al siguranţei în funcţionare, este ideal să se poată prevedea o periodicitate a lucrărilor de MP în scopul de a se preîntâmpina apariţia unor efecte care s-ar fi produs în lipsa acestor lucrări sau dacă

acestea s-ar efectua la alte date.


Lucrări de mentenanţă preventivă:

– lucrări de exploatare operative (LO);

– controlul preventiv în instalaţii (CP);

– revizia tehnică (RT);

– lucrări de reparaţii (R), curente sau capitale.

Obs: Profesioniştii care se ocupă cu mentenanţa şi cu instruirea au estimat

că o companie de electricitate ar trebui să cheltuiască 1200 $/an, pentru instruirea conducătorului departamentului de mentenanţă;

1000 $/an, pentru pentru fiecare membru calificat al echipei.

Din cauza progresului tehnologic, dacă o companie nu a asigurat nici un fel de instruire pentru membrii echipei de mentenanţă in ultimele 18 luni, calificarea lor devine depăşită.


Program de mentenanţă preventivă

• MP tradiţională se baza pe conceptul curbei "cadă de baie". Un studiu făcut în industria aeronautica a indicat că foarte puţine componente prezintă caracteristicile acestei curbe.

• Cercetările au arătat că numai aproximativ 11% din componente prezintă caracteristicile de uzură, dar 72% din componente prezintă caracteristicile de defectare în fază incipientă. Aceleaşi caracteristici se regăsesc şi în statisticile Departamentului Apărării din SUA, precum şi în sistemele centralelor electrice nord-americane. Este foarte posibil să se aplice şi pe caz general. Caracteristicile menţionate ar trebui luate în considerare când se configurează un program de MP pentru un echipament industrial.

Rata de

defectare()

rodaj maturitate uzură

(a) (b)

t


AVANTAJELE UNUI PROGRAM DE MENTENANŢĂ PREVENTIVĂ

• pot apărea indiferent de tipul şi mărimea

instalaţiei electrice.

• Cu cât numărul echipamentelor pe metru pătrat este mai mare, cu atât mai mari vor fi beneficiile unui program de MP.


RISCURILE UNUI PROGRAM DE MENTENANŢĂ PREVENTIVĂ

• Riscul se referă la posibilitatea de a se produce diferite defecte in timp ce au loc operaţiile de mentenanţă preventivă.

• Erorile umane din timpul aplicării MP şi defectarea în fază incipientă a componentelor nou instalate pot conduce la avarii adiţionale ale echipamentului asupra căruia s-a aplicat MP. În mod frecvent, aceste avarii au loc foarte repede.

Exemplu: O analiza statistică a datelor de la o centrală la care s-a examinat frecvenţa şi durata întreruperilor neplanificate după acţiuni de mentenanţă planificată a arătat că 1772 dintr-un total de 3146 acţiuni de mentenanţă corectivă au survenit în mai puţin de o săptămână.

în 56% din cazuri, întreruperile au fost cauzate de erori comise în timpul unei recente acţiuni de mentenanţă preventivă.

Erori umane apărute în timpul MP: • stricarea unui echipament adiacent în timpul operaţiunilor de MP, ceea ce poate

include – erori în timpul unei inspecţii, reparaţii, ajustări sau al instalarii unei piese de schimb;

– folosirea unor componente cu deficienţe,

– instalarea incorectă a pieselor de schimb sau reasamblarea incorectă a instalaţiilor;

• reintroducerea posibilitaţii de defectare în fază incipientă prin instalarea unor componente sau materiale noi;

• daune cauzate de erori apărute la reinstalarea echipamentului în locaţia sa originală.


ASIGURAREA REUŞITEI UNUI PROGRAM DE MENTENANŢĂ PREVENTIVĂ

Cheia unui program MP este programarea calendaristică şi execuţia.

Cele mai mari beneficii ale programului de MP apar datorită vopsirii, lubrifierii, curăţirii şi înlocuirii unor componente minore pentru a prelungi durata de viaţă a echipamentelor şi a instalaţiilor.

– Curăţenia trebuie făcută pentru îndepărtarea prafului şi a murdăriei care ar putea masca defecte care ar necesita acţiuni de mentenanţă corectivă.

– Operaţiile de ajustare sau de înlocuire a unor componente este indicat să fie realizate de personal calificat şi motivat.

– Înlocuirea predeterminată a pieselor, ar trebui să fie minimă şi să fie făcută numai atunci când informaţiile statistice indică foarte clar caracteristici de uzură. În absenţa datelor care să susţină înlocuirea unor componente, ar trebui iniţiat un program de centralizare a datelor privind vârsta sau colectarea datelor din analizele statistice pentru a determina când trebuie înlocuite componentele.

• Un program de MP de calitate, necesită un personal motivat.

Sunt necesare următoarele activităţi:

– recunoaşterea faptului că inspecţiile şi MP sunt o parte importantă a programului general de mentenanţă;

– repartizarea de oameni competenţi, responsabili în cadrul programului de MP;

– asigurarea instruirii în ceea ce priveşte mentenanţa de precizie şi procedurile corecte pentru MP la anumite echipamente;

– urmărirea asigurării calităţii;

– instituirea unor standarde ridicate;

– punerea în evidenţă a reducerii costurilor ca rezultat al MP.


Aria de aplicabilitate a mentenanţei preventive

• a - mentenanţa corectivă;

• b - MP de înlocuire dupa vârstă;

• c - MP de înlocuire în bloc;

• d - strategie rigida cu timp de asteptare.

Notaţii:

Tu = timpul de utilizare;

t1, t2,…,t5 = momentele de timp la care a fost necesară înlocuirea componentei, din cauza defectării acesteia;

t2 - t1, t3 - t2 = duratele de funcţionare între două înlocuiri neplanificate succesive;

v = vârsta componentei;

t1 + v = durata de funcţionare după care se face înlocuirea planificată;

d = durata de timp planificată, după care se înlocuieşte o componentă.

Diagrame ale evoluţiei procesului de înlocuire (timpul necesar efectuării unei înlocuiri = 0)


ORGANIZAREA ACTIVITĂŢILOR DE MENTENANŢĂ PREDICTIVĂ

Tehnici moderne de monitorizare şi diagnoză tehnică

• Monitorizarea înseamnă achiziţie de date.

• Diagnoza este pasul următor monitorizării şi cuprinde interpretarea datelor măsurate off-line şi on-line.

• Monitorizarea stă la baza diagnozei, dar, fără diagnoză, datele măsurate nu ar avea nici o valoare.

Obs: Un aspect delicat al mentenanţei predictive îl reprezintă stabilirea domeniilor admisibile de variaţie a parametrilor critici şi corelarea valorilor acestora cu durata până la o eventuală defectare.


În cadrul mentenanţei predictive, decizia de înlocuire

a unui element se ia în urma aplicării unor metode

specifice, nedistructive, ca de exemplu:

• înregistrarea zgomotelor sau vibraţiilor (inclusiv analize spectrale şi urmărirea temperaturii lagărelor);

• analiza impurităţilor metalice din uleiurile de ungere (ferografie) pentru a monitoriza echipamentele cu elemente rotative,

• observaţii în spectrul infraroşu a echipamentelor care emit căldură (motoare, întreruptoare, dulapuri electrice, zone izolate termic etc.) pentru a detecta zonele defecte;

• înregistrarea curbei efortului de deplasare pentru monitorizarea integrităţii mecanice în cazul armăturilor acţionate cu motor,

• utilizarea de sisteme acustice pentru detectarea regimurilor de funcţionare anormale.


Înregistrarea zgomotelor sau vibraţiilor

PARAMETRU INFORMAŢIE UTILĂ PENTRU DIAGNOZĂ

Amplitudinea indicator al stresului la care este supus o componentă a unei maşini ce se

roteşte;

Frecvenţa orice deviaţie de la spectrul caracteristic este un semn de defect; poate fi

sincronă sau asincronă;

Defazajul

unghiular

permite depistarea acelor părţi ale pieselor în mişcare ce nu se află pe o

traiectorie perfect circulară;

Turaţia şi

acceleraţia

furnizează informaţii importante, dar nu se pot măsura cu exactitate.


Exemplu de montare la un transformator

a sistemului de achiziţie de date


Clasificarea activităţii DP

CLASA

Activitatea DP DECIZIE

a - amplitudine scăzută;

- număr mic de pulsuri;

- este suficientă doar o analiză periodică a

gazelor prezente în uleiul de

transformator;

b - amplitudine scăzută dar,

uneori, cu număr ridicat de

pulsuri sau amplitudine

ridicată (regim intermitent);

- trebuie făcute măsurători regulate ale

conţinutului de gaze pentru a verifica dacă

o fază iniţial nepericuloasă de impurificare

are tendinţe de avansare rapidă;

c - amplitudine ridicată şi număr

redus de pulsuri, sau un număr

întotdeauna mare de pulsuri şi

amplitudine mică;

- sunt necesare investigaţii mai complexe

ca identificarea, localizarea şi

monitorizarea descărcărilor parţiale;

d - amplitudine ridicată şi număr

mare de pulsuri (regim

permanent).

- trebuie intervenit urgent prin reducerea

sarcinii transformatorului sau reparaţii

imediate.


Măsurarea temperaturii Fotografia în spectru vizibil şi

termografia în infraroşu pentru contact defectuos intre cleme


Fotografia în spectru vizibil şi termografia în infraroşu

pentru un separator cu contact defectuos între brat şi portcuţit


Fotografia în spectru vizibil şi termografia

în infraroşu pentru un întreruptor cu contact

defectuos între clema de racord şi bornă


Fotografia în spectru vizibil şi termografia în infraroşu la

un transformator cu contact defectuos între bornă şi BC


Fotografia în spectru vizibil şi termografia în infraroşu

pentru infraroşu pentru un transformator de masurare de

curent cu contact defectuos între bornă şi clema de racord


Analiza reziduurilor de ulei Gaze descompuse in uleiul de transformator

GA

S C

ON

STITU

EN

TS

250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000

FAULT TEMPERATURE (°C)

HYDROGEN (H2)

METHANE (CH4)

ETHANE (C2H6)

ETHYLENE (C2H4)

ACETYLENE (C2H2)


Indicarea tipului de defect prin

analiza gazelor descompuse în ulei

GAZE DIZOLVATE

ÎN ULEI

SIMBOL CHIMIC TIP DE DEFECT

-hidrogen H2 - descărcări corona;

- monoxid de carbon şi

dioxid de carbon

CO şi

CO2

- străpungerea izolaţiei de hârtie;

- metan şi

etan

CH4 şi

C2H6

- descompunerea uleiului la temperatură

scăzută;

- acetilenă C2H2 - arc electric;

- etilenă C2H4 - descompunerea uleiului la temperatură

ridicată.


Aria de aplicabilitate a mentenanţei predictive

MPr este foarte importantă în procesele industriale neîntrerupte, unde penalităţile pentru întreruperi şi nelivrarea produsului finit sunt considerabile, mult mai mari dacât costul defectării unui echipament. În cazul unei avarii la un transformator de mare putere, costul total are următoarele componente:

• cost de înlocuire cu un transformator nou (alcătuit din cost de investiţie, cost de transport, cost de instalare şi punere în funcţiune);

• în cazul staţiilor, după izolarea transformatorului defect, topologia staţiei se modifică prin manevre şi se restabileşte alimentarea consumatorilor. În cazul în care acest lucru nu este posibil, se plătesc daune de nealimentare cu energie electrică (în funcţie de puterea nelivrată, timpul de nelivrare şi dauna specifică - conform contractului de furnizare);

• cost de contractare a energiei electrice de la alt furnizor la limita de avarie;

• cost de eliberare a zonei de amplasare şi de deplasare a transformatorului avariat într-o hală de reparaţii echipată corespunzător;

• cost de reparare a echipamentele învecinate afectate din cauza defectării transformatorului;

• alte costuri indirecte (pot fi de câteva ori mai mari decât costul de înlocuire).


Statisticile arată că majoritatea defectelor majore ale transformatoarelor au evoluat pe parcursul mai multor săptămâni sau chiar luni.

Factorii care influenţează costurile de reparare depind mai mult de gravitatea consecinţelor (economice, de siguranţă a instalaţiei, de securitate a personalului de exploatare şi a mediului ambiant, de imagine) pe care le poate avea defectarea unui transformator de putere decât de funcţionarea acestuia.

• Se pot produce şi defecte imediate, la care timpul de trecere de la faza de descărcare la faza de arc electric este foarte scurt.

• Riscul defectării unui transformator creşte după 10 ani de funcţionare, astfel că un sistem de avertizare este strict necesar.

• Costul de reparare pentru un acelaşi defect înainte sau după ce acesta a apărut este aproximativ acelaşi, însă dacă repararea are loc înainte, se reduce riscul de accidentare a personalului de exploatare din staţie iar planificarea reparatiei duce la scăderea daunelor atât în ceea ce priveşte nealimentarea consumatorilor cât şi în ceea ce priveşte afectarea echipamentelor aflate în imediata vecinătate.


Monitorizarea off-line a transformatoarelor de putere

• se utilizează instrumente de măsurare şi înregistrare directă sau

grafică a datelor caracteristice.

• pentru măsurarea cu precizie a parametrilor, este necesară folosirea

unor instrumente performante, pentru determinarea:

– parametrilor vitali:

– rezistenţa de izolaţie;

– tangenta unghiului de pierderi dielectrice;

– valoarea descărcărilor parţiale;

– conţinutul de umiditate etc.

– parametrilor uzuali ai transformatorului

– pierderile de putere în transformator;

– rezistenţa şi reactanţa de scurtcircuit;

– conţinutul de gaze din ulei;

– rigiditatea dielectrică a uleiului etc.


Se preconizează achiziţionarea on-line a cel puţin 50 mărimi diferite:

• tensiunile de linie primare şi secundare (6), curenţii de linie primari şi secundari (6), puterea electrică în primar şi secundar (2), energia electrică transformată intr-un interval de timp (1), frecvenţa (1), curenţii prin conductoarele de legare la masă (2);

• temperaturile uleiului în diferite zone ale transformatorului, ale înfăşurărilor şi miezului (6), conţinutul de gaze (1), umiditatea uleiului (1) şi a aerului din conservator (1), nivelul uleiului (2), viteza uleiului prin radiatoarele de răcire, temperaturile uleiului la intrarea şi la iesirea din radiatoare (8);

• zgomotele şi vibraţiile transformatorului, presiunea în cuvă şi solicitările mecanice ale cuvei în regim anormal de funcţionare (8).

• curenţii de descărcări parţiale în izolatoarelore de trecere pe partea de înaltă tensiune (4) .

Monitorizarea on-line a transformatoarelor de putere


Monitorizarea transformatoarelor de putere

234

5 6

7

1

2 34

56

7

1

1 – starea accesoriilor;

2 – concentraţia de gaze

dizolvate în ulei;

3 – nivelul descărcărilor

parţiale;

4 – temperatura;

5 – sarcina electrică;

6 – tensiunea;

7 – parametrii mecanici

Sunt supervizate: înfăşurarile; izolaţia complexă; comutatorul de prize pentru reglajul

tensiunii; ventilatoarele şi pompele de răcire ale uleiului; automatizările şi protecţiile.


LOCALIZAREA

DEFECTULUI

INDICATOR MONITORIZAT/

MOTIV

METODĂ/ INSTRUMENT DE

MONITORIZARE ON-LINE

Izolaţia înfăşurărilor

şi izolaţia principală

(ulei)

Puncte de temperatură ridicată/

pot afecta durata de viaţă şi limita de

încărcare a transformatorului.

Termocuple tradiţionale

Senzori din fibră optică

Modele termice

Tehnici de imagini termice

Tehnici infraroşu

Termografie

Tipul, concentraţia şi rata de producere a

moleculelor de gaze în ulei /

pot identifica motivele formării gazelor şi pot

indica necesitatea efectuării unei activităţi de

mentenanţă

Analiza gazelor dizolvate în ulei

Senzori pentru detectarea prezenţei hidrogenului

Analiza furfurolului

Descărcări parţiale/

simptom al tuturor defectelor de izolaţie în

fază incipientă şi cauză a deteriorărilor

interne ale izolaţiei.

Interferenţă radio – frecvenţă

Sistem de spire Rogowski.

Senzori piezo-electrici cu emisie acustică

Sonde din fibră de sticlă funcţionând ca ghid de undă

Comutatorul cu prize

de reglaj sub sarcină

Comutatorul cu prize de reglaj

sub sarcină /

majoritatea defectelor transformatoarelor sunt

cauzate de defecte ale comutatorului cu

prize.

Monitorizarea temperaturii

Măsurarea momentelor de torsiune

Monitorizarea poziţiei prizei de reglaj

Monitorizarea vibraţiilor


Schemă bloc a unui sistem de monitorizare

a parametrilor unui transformator de putere


• Costul unui sistem de monitorizare capabil să măsoare parametrii care influenţează vital funcţionarea transformatorului – este relativ redus (aproximativ 0,5 % din costul unui

transformator nou);

– este în continuă scădere datorită reducerii continue a costului componentelor electronice.

• Având în vedere preţul ridicat al achiziţionării unui nou transformator şi chiar al unei reparaţii, introducerea unui sistem de monitorizare şi diagnoză, în combinaţie cu o protecţie rapidă şi eficace este pe deplin justificată.


Intrebări ?

Date post:	17-Jan-2016
Category:	Documents
Upload:	liliblondyx
View:	18 times
Download:	0 times

MISE_MS11_5_Organizarea mentenantei.pdf

Documents