دکتر عليرضا فريدونياندکتر عليرضا فريدونياندانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی

13911391مهر مهر

به نام خدا به نام خدا

منابع:منابع:ا. اخوان، م.ر. حقي فام، ع. فريدونيان، ”بررسي نقش نگهداري و تعميرات قابليت اطمينان-محور

(RCM) “در بهره برداري بهينه شبکه هاي برق ، صص. 1387، مرداد 87صنعت هوشمند، شماره

•.54 تا 44 J. Schneider, et al., Asset Management, 2006

• Lina Bertling, Reliability Centered Maintenance for Distribution Power System.

• Tero Kaipia, Reliability Centred Maintenance, 2006

مديريت داراييمديريت دارايي

بهMره بMرداري از تجهMيزات در کMل مMدت سMيکل فMني طMول به معMني: و ايمMني اسMتانداردهاي حفMظ ضMمن کMه اي گونMه بMه آنهMا عمMر سMرويس دهي بازگشMت سMرمايه در حMد مطلMوب را بMه دنبMال داشMته

.]1[باشد

بخش خدمات رساني

Service()Provider

بخش خدمات رساني

)Service Provider(

ساختار بخشهاي ساختار بخشهاي مختلف در جهت مختلف در جهت

تعامل براي تعامل براي مديريت دارايي مديريت دارايي

مدير دارايي

Asset()manager

مدير دارايي

)Asset manager(

بخش صاحبان دارايي

)Asset Owner(

بخش صاحبان دارايي

)Asset Owner(

اهداف

گزارش عملكردها

ترتيب انجام فعاليتها

گزارش عملكردها

نگهداري و تعميرات شبکه )نت(نگهداري و تعميرات شبکه )نت(

خالصه اي از اهداف نت برقراري سطح باالي ايمني براي کارکنان و

مشترکين دسترس پذيري و قابليت اطمينان باال جلوگيري از پيري سريع در شبکه به تعويق انداختن در سرمايه گذاريهاي جديد بدست آوردن دانش و اطالعات مناسب در

باره وضعيت شبکه توانايي رويارويي با تغييرات محيط )رشد

شاخه هاي درختان( ساير موارد

استراتژيهاي مختلف نگهداري و استراتژيهاي مختلف نگهداري و تعميرات )نت(تعميرات )نت(

هزينه هاي مختلف تعميرات اخذ استراتژيهاي مختلف نت

سطوح مختلف دسترس پذيري

(CM نت اصالحي )( استراتژيهاي نت نت پيشگيرانهPM)

( PdM) نت پيش بينانه (RCM نت قابليت اطمينان محور)

به طور کلي استراتژيهاي نت در سيستم با هدف دستيابي به

مناسبترين و موثرترين عمليات در جهت کاهش عوامل خرابي سيستم اتخاذ مي شود و نتيجه آن رسيدن به بهترين

.[2]در شبکه است بهبود قابليت اطمينان بهبود قابليت اطمينان راهکار براي

هزينه نگهداري و تعميرات

س رست

دي

رذي

پ

High

High

Low

Low

تعميرات تعميرات اصالحياصالحي

نگهداري و نگهداري و تعميرات تعميرات مبتني بر مبتني بر

زمانزمان

نگهداري و نگهداري و تعميرات تعميرات مبتني بر مبتني بر وضعيتوضعيت

نگهداري و نگهداري و تعميرات تعميرات قابليت قابليت اطمينان اطمينان

محورمحور

7

دنبال مي کند دنبال مي کند PMPMهدفي که هدفي که

:افزايش طول عمر تجهيزات و اجزاء

شبكه از طريق كاهش دالئل خرابي

و نتيجتا كاهش نرخ خرابي.

دنبال مي کند دنبال مي کند PMPMهدفي که هدفي که

:افزايش طول عمر تجهيزات و اجزاء

شبكه از طريق كاهش دالئل خرابي

و نتيجتا كاهش نرخ خرابي.

مطالعه روي دالئل خرابي درک ارتباط بين نت وقابليت اطمينان

ه ايMربخش هزينMاي اثMرح ريزيهMط Cost-effective بکهMراي شMب در شMبکه اجMزاء از يMک هMر روي کMه کنMد مي ملMزم را مMا

مناسبترين زمان مناسبترين عمليات تعميراتي را اعمMال کMنيم. اين بMدين معنMا اسMت کMه روي اجMزاء حيMاتي

شبکه که تاثير .[2]تمرکز کنيم مستقيم روي قابليت اطمينان دارد ،

تحقق اين امر را در شبکه ممکن مي کند. تحقق اين امر را در شبکه ممکن مي کند.RCMRCMمتدلوژي متدلوژي

تاريخچه تاريخچه

هMاخت 1960به دهMا سMب( . بMرمي گMردد در صMنعت هواپيمMا سMازي ( نتMايج موفMق اين مطالعMات بMه درک اهميت جنبMه هMاي 747بويينMگ

( در قMابليت اطمينMان سيسMتم و تعريMف فعاليتهMاي AgingزمMاني ) حياتي تعميرات کمک کرد .

هMده ،1980در Electric Power Research Institute (EPRI) متدلوژيRCM .را به صنعت برق معرفي کرد

ازيMس پيMاده و تحقMق بMراي اوليMه تالشMهاي امMروزه RCM در . [2]دست بررسي و مطالعه است شرکتهاي برق انجام در

RCM – مفاهيم

RCM- يک چهارچوب اساسي براي راه اندازي و رويارويي با پيچيدگيهاي مساله

نگهداري و تعميرات شبکه ارائه مي کند . اين چهارچوب نقش اصلي تعريف ارتباط

بين رفتار اجزا سيستم و قابليت اطمينان شبکه را بوسيله ارزيابي دالئل وقوع خرابي

( Failure Causesدر سيستم ، مشخص مي کند )[2] .

اين متد به منظور بهينه سازي هزينه نت بدون کاهش -سطح قابل قبول قابليت-

[3] اطمينان و يا خدمات رساني در سيستم توسعه يافت .

تاکيد اين روش بر اين است که فرموالسيون هر نوع -استراتژي انجام نت بايد بر

پايه قابليت اطمينان شبکه بنا شود . از اينرو تعيين و تحليل آيتمهاي حياتي در

سيستم هسته اصلي اين متدلوژي محسوب مي .[3]شود

RCM – مفاهيم

RCM از طريق ايجاد تعادل بين انجام PMو CM ابزاري را ، براي تحقق طرحهاي تعميراتي قرون به صرفه AMدر

فراهم مي کند.

:ويژگيهاي اين متدحفظ عملکرد سيستم،- 1 شناسايي مدهاي خرابي سيستم،- 2اولويت بندي توابع مورد نياز، و- 3.[2]- انتخاب عمليات نت موثر و قابل اجرا4

::[[22]]مرحله اصلي مرحله اصلي 33متشکل از متشکل از

تعريMف سيسMتم و ارزيMابي اجMزا آنMاليز قMابليت اطمينMان سيسMتم: اطمينMMان (Critical Components)حيMMاتي قMMابليت بMMراي

سيستم .

بMا تمMام : PMارزيMابي رفتMار اجMزاء و انجMام آنMاليز اجMزاء شMبکه جزييMات انجMام مي شMود )در اين مرحلMه کليMه داده هMاي مMورد ورودي نيMاز بايMد فMراهم شMود(. نتيجMه بصMورت نMرخ

بMراي اجMزاء خواهMد بMود ) PMخMرابي بعنMوان تMابعي از زمMان و .)

در اين مرحلMه هزينMه/ فايMده در سيسMتم:آنMاليز قMابليت اطمينMان و روي PMدرکي از رفتMار اجMزاء بدسMت آمMده ، اثMر اعمMال

مزايMاي و اطمينMان سيسMتم قMابليت گMرفتن درنظMر بMا اجMزاء حاصMل از اعمMال هMر کMدام از اسMتراتژيها و متMدهاي مختلMف نت

ارزيابي مي گردد.

مراحل اصلي در متدلوژي RCM

شاخصهاي قابليت اطمينان- اجزاء حياتي

PM طرحهاي مختلف

RCM

RCMچهارچوب مراح

لپروسه داده هاي

مورد نيازنتايج

1 آناليز قابليت اطمينان

سيستم داده هاي اجزاء شاخصهاي قابليت اطمينان

2 آناليز حساسيت سيستم داده هاي اجزاء تعيين اجزاء حياتي شبکه

3 آناليز اجزاء حياتيCritical

Components

اجزاء مدهاي خرابي تعيين اثر اعمال نت روي اجزاء حياتي

4 آناليز مدهاي خرابي مدهاي خرابي اجزاءناشي از وقوع

خرابي

تعيين تعداد دفعات انجام تعميرات

5 failure rateتخمين

ترکيبي اجزاءاجزاء دفعات انجام

نت failure rate تعيين *

(Compositeترکيبي)

6 آناليز حساسيت سيستم دفعات انجام نت

تعيين ارتباط بين شاخصها و برنامه

PMزمانبندي

7 Cost / Benefitآناليز سيستم هزينه ها RCMRCM

* Composite Failure Rate : نرخ خرابي هر يک از اجزا حاصل از مشارکت تمام دالئلFail

داده هاي ورودي مورد نياز در آناليز RCM

به طور خالصه در سه سطح مطرح مي شود به طور خالصه در سه سطح مطرح مي شود ::

،شماي کلي سيستم. 1سطح سيستم : ،توصيف سيستم . 2 و کنترلي که برروي PMبرنامه هاي . 3

سيستم اعمال مي شود ،تعهدات و ملزومات برنامه هاي نت . 4

جاري .

ليستي از اجزاء ،. 1سطح اجزاء شبکه :

اطالعات گذشته اعمال نت . 2 روي اجزاء

داده هاي ورودي مورد نياز در آناليز RCM

هزينه قابليت اطمينان شامل .1: هزينه/فايده براي آناليز گذاري و هزينه-سرمايه هزينه هاي

هاي ناشي از خاموشي،

هزينه انجام نت ،شامل هزينه هاي . 2 نيروي انساني،

،تعويض اجزاء و . . . ( Material) موادهزينه عدم انجام نت،که شامل هزينه . 3

هاي خاموشي که شرکتها و مشترکين متحمل مي شوند.

موانع و سختي ها:موانع و سختي ها:

بايد بتوانيم با پروسه تعميراتي که طرح ريزي مي کنيم ، شرکتهاي برق را در زمينه

اهميت ارتباط بين اعمال نت و قابليت اطمينان سيستم ، مجاب کنيم .

در سطح اجزاء شبکه بايد قادر باشيم بر روي موارد زير بحث کنيم :

مدهاي خرابي اجزاء را تعيين و آنها را رتبه بندي کنيم .- تعيين اينکه کدام يک از مدها از اعمال تعميرات تاثير مي -

پذيرند . و طول عمر اجزاء .( Failures)تعيين ارتباط بين خرابيها- اثر دارد هاFailureبررسي اينکه اعمال نت روي کدام - (Constant or Wear out)

اينکه کدام فاکتورها بايد توجه به Cost/Benefitدر سطح آناليز باالنس شوند بسيار حياتي

است .

مطالعه مورديمطالعه موردي

مطالعه روي يک شبکه توزيع شهري در استکهلم سوئد بنام Birka)220/11)kV .انجام شد

نتايج بررسي شبکه : %( و مدت زمان 35خرابي ها )با توجه به تعداد kV11سطح ولتاژ -

، سطح ولتاژ بحراني در مطالعات قابليت خاموشي مشترکيناطمينان محسوب مي شود.

و % قطعي ها در آن منطقه است62 علت kV11 کابل زير زميني - % مشترکين را تحت تاثير قرار مي دهد. 78

از اجMزاء حيMاتي سيسMتم اسMت و مدلسMازي نMرخ kV11کابMل

BirkaخMرابي اين کابMل در رسMيدن بMه اسMتراتژي مMوثر نت در سيسMتم ضروري است.

اين مدل بايد بفرم كلي باشد .

Birka –Urban Distribution System

درخت خطا:درخت خطا:تعيين دالئل تعيين دالئل

خرابي خرابي در سيستم در سيستم

BirkaBirka

Water Treeing

در در Water TreeingWater Treeingپديده پديده کابلکابل

مهمترين پديده اي که در اثر پير شدن کابلهاي با عايق پليمريک بوجود مي آيد.

o بيهMدي شMود و رشMاد مي شMل ايجMايق کابMه روي عMکافهايي کMش شMاخه هMاي درخت دارد کMه مي توانMد تMا اليMه بMيروني عMايق کابMل پيشMروي کنMد، بMه اين تMرتيب رطMوبت مي توانMد بMه داخMل کابMل وقMوع خطMا نتيجتMا و ولتMاژ شکسMت کMاهش بMاعث و کنMد نفMوذ

شود.

Reliability Assessment of Distribution Power System

هر مد خرابي شاخصهاي قابليت اطمينان برايوروديهاي برنامه :

هر نقطه بار

شاخصهاي قابليت اطمينان خروجيهاي برنامه : و... ( SAIFI، SAIDIسيستم )

مدلسازي تابع نرخ خرابي مدلسازي تابع نرخ خرابي

.I( محاسبه نرخ خرابيها بصورت تابعي از زمانt )

.II اعمال اثراتPM روي آن و استخراج تابع

مدلسازي تابع نرخ خطا مدلسازي تابع نرخ خطا بفرمبفرم

سه نوع عمليات مختلف تعميراتي مطالعه شد :

( – Rehabilitation از طريق عمليات نوسازي )PMاعمال - 1 تزريق سيليکن به عايق کابل .

از طريق تعويض کابلهاي معيوب .PMاعمال - 2 . CMاکتفا کردن به - 3

مدلسازي تابع نرخ خرابي مدلسازي تابع نرخ خرابي بفرمبفرم

مطالعه شد:PMدو استراتژي مختلف

1 - PMاز % 10عمر کابل اعمال شد و هر بار به 12و 11 ،9 در سالهاي

. )V11)S1کل کابلها

2 - PM از% 30عمر کابل اعمال شد و هر بار به 12و11 ،9 در سالهاي .)kV11 )S2کل کابلهاي

PMنتايج حاصل از اعمال هر دو استراتژي

آناليز قابليت اطمينان آناليز قابليت اطمينان با مقايسه با مقايسه

PMPMاستراتژيهاي مختلف استراتژيهاي مختلف

توابع PM اعمال استراتژيهاي مختلف -متفاوتي براي

- RUN برنامه RADPOW براي هر کدام شاخصهاي مختلف قابليت اطمينان

بر قابليت اطمينان PM مدلسازي اثر

مناسبترين است ؟PMکدام متد

Failures Cf PM Cpmاعمال توابع هزينه

Cint خاموشيها

Corrective تعميرات

هزينه هاي ساليانه نوسازي

Preventiveتعميرات

تعويض