Kobling mellom RCM-analyser og levetidsmodell Jørn Heggset SINTEF Energiforskning EBL Temadag 14.-15. oktober 2009 SINTEF Energiforskning AS 1
Sprecher & Schuh HPF 300 kv (Statnett) SINTEF Energiforskning AS 2
RCM-analyse S&S HPF 300 kv Delfunksjon Ant. skadetyper (feilårsaker) Antall levetidskurver Kommentar Manøvrere 15 13 1 oversett? 1 utsatt pga uklarhet Isolere over brudd 3 1 Ta=Tb=Tc=0 (2 stk) Bryte 6 2 Ta=Tb=Tc=0 (3 stk) 1 ikke ferdig Isolere mot jord 2 0 Ta=Tb=Tc=0 (2 stk) Lede 3 3 Holde 3 - Ikke gjennomgått Vern og overvåkning 4 - Ikke gjennomgått SINTEF Energiforskning AS 3
Lede Leder ikke (RCM) Indhold Leder ikke Feil Planlegging Appendix A: Opgave Besluttning Date 15.09.2008 R0 Standard Station R1 Analyseskjema effektbrytere og GIS R2 Effektbryter, Sprecher & Shuh. HPF/HGF R3 Effektbryter R4 Bryte/lede effekt R5 Lede R6 Leder ikke SINTEF Energiforskning AS 4
Lede Leder ikke (RCM) Feil Satt av oss: Ta = 20 år Tb = 30 år Attribut Ta Tb Tc Midlere nedetid Kode: Oppdagelse Sviktype Interval Interval Interval Interval Strømbane/klemmer Elektrisk feil 0 Y 0 Y 0 Y 0 Dårlig kontakt 0 Y 0 Y 0 Y 0 Slitasje Motstandsmåling Ökende over Termografi / IR måling tid 0 Y 0 Y 5 Y 14 D Bryterkontakt Mekanisk feil 0 Y 0 Y 0 Y 0 Avbrann gnistkontakter 0 Y 0 Y 0 Y 0 Driftsmessig slitasje Innvendig inspeksjon, må åpne komponent Ökende over tid 15 Y 30 Y 1 Y 1 W Lask mellom kammer Elektrisk feil 0 Y 0 Y 0 Y 0 Dårlig kontakt 0 Y 0 Y 0 Y 0 Vibrasjon Motstandsmåling Visuell inspeksjon Ökende over tid 20 Y 50 Y 10 Y 1 D Ta = Tid til første svikt ( sikker tid til første svikt ) Tb = Midlere tid til svikt (50 % av komponentene svikter) Tc = Tid feil svikt (PF-intervall) SINTEF Energiforskning AS 5
Tilstand Sammenhengen mellom tidene i modellene 1 2 3 4 5 t T 1 T 2 T 3 T 4 T C T B T 1 = T B -T C T A T 2 +T 3 +T 4 = T C T 1 +T 2 +T 3 +T 4 = T B Summen av 10%-kvantilene for T 1 -T 4 er omtrent T A SINTEF Energiforskning AS 6
Sammenhengen mellom tidene i modellene = T B - T C S = T C = T B S T A SINTEF Energiforskning AS 7
Kriterier for karaktersetting SINTEF Energiforskning AS 8
Hvis flere skadetyper leder til samme svikt (aggregert sviktsannsynlighet) Skadetypene må være uavhengige Skadetype X påvirker ikke skadetype Y Hver skadetype føre til en funksjonssvikt / feil Skadetypene kan da modelleres som et seriesystem Skadetype 1 Skadetype 2 Skadetype 3 SINTEF Energiforskning AS 9
Eksempel Leder ikke Årsak / skadetyper S1: Dårlig kontakt pga slitasje S2: Avbrann gnistkontakter pga driftsmessig slitasje S2: Dårlig kontakt pga vibrasjon Leder ikke S1 S2 S3 SINTEF Energiforskning AS 10
Ny funksjon Aggregert sviktsannsynlighet SINTEF Energiforskning AS 11
Tilstandsinformasjon SINTEF Energiforskning AS 12
Kumulativ sviktsannsynlighet F (t ) Tilstandsinformasjon 1 Sprecher & Schuh, HPF/HGF 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0 10 20 30 40 50 60 t [år] Aggregert Slitasje (ny) Driftsmessig slitasje (ny) Vibrasjon (ny) SINTEF Energiforskning AS 13
Kumulativ sviktsannsynlighet F (t ) Tilstandsinformasjon 1 Rana Trafostasjon, bryter 4 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0 10 20 30 40 50 60 t [år] Aggregert Slitasje (2) Driftsmessig slitasje (ny) Vibrasjon (3+) SINTEF Energiforskning AS 14
Nytteverdi Kvalitetssikring av RCM-analysene Hvilke feilmoder og skadetyper definerer levetiden? Og hva er gevinsten (økning av restlevetid) av målrettet vedlikehold? Kvantifisering av sviktsannsynlighet (og dermed sannsynlighetsfordeling av restlevetid) Input til beregning av risiko Input til beregning av økonomisk nytteverdi av vedlikehold og fornyelse (nåverdiberegning) Underlag for å finne optimalt fornyelsestidspunkt (eller den slot som ligger nærmest dette) Oversikt over sviktsannsynlighet for de enkelte anleggsdelene SINTEF Energiforskning AS 15
Funksjonell sammenheng mellom komponent og risiko Main Asset (e.g. cable, breaker ) Component Component types with equal degradation and failure mechanisms (e.g. cable of type XLPE, age, nominal voltage ) Component type 1 Component type 2 Subcomponents (e.g. cable, joints ) SC 1 SC 1 Degradation mechanisms (e.g. water treeing.. ) D 1 D 2 Condition monitoring methods (e.g. tg δ.. ) C 1 C 2 Condition state index with respect to each degradation mechanism (e.g. 1,2 ) Possible failure modes (FD associated with degrading mechanisms, F non degradation failure modes). Failure mode impact on relevant risk indicators T x λ 1D λ 2D FD 1 FD 2 R 1 R 2 λ 1 λ 2 F 1 F 2 SINTEF Energiforskning AS 16