strategija vzdrŽevanja distribucijskega omr Žja … · 2017. 11. 28. · tribologija. to...
TRANSCRIPT
-
STRATEGIJA VZDRŽEVANJA DISTRIBUCIJSKEGA OMREŽJA ELEKTRO
GORENJSKA
magistrsko delo
Študent: Primož Skledar
Študijski program: magistrski študijski program 2. stopnje Energetika
Mentor: red. prof. dr. Jurij Avsec
Somentor: doc. dr. Zdravko Praunseis
Lektorica: Nataša Pivk
Krško, junij 2014
-
II
-
III
ZAHVALA
Zahvaljujem se mentorju izr. prof. dr. Juriju Avscu in somentorju doc. dr. Zdravko
Praunseis za strokovne nasvete in vodenje pri pisanju magistrskega dela.
Velika zahvala gre mojemu dekletu Darji ter vsem domačim, ki so me med študijem
spodbujali, ter mi dajali potrebno pomoč in podporo.
Posebna zahvala gre podjetju Elektro Gorenjska, d. d., ki mi je omogočilo študij in vsem
sodelavcem, ki so mi kakor koli prisokočili na pomoč.
-
IV
STRATEGIJA VZDRŽEVANJA DISTRIBUCIJSKEGA OMREŽJA ELEKTRO
GORENJSKA
Ključne besede: strategija vzdrževanja distribucijskega omrežja, vzdrževanje, FMEA
metoda, distribucijsko omrežje
UDK: 621.311.1:621.039.568(043.3)
Povzetek
Vzdrževanje je pomembna funkcija vsake naprave in tako je tudi pri napravah
distribucijskega elektroenergetskega omrežja.
V prvem delu magistrskega dela sem želel predstaviti razvoj vzdrževanja, pravilnike,
standarde in navodila, ter ekonomske predpostavke v vzdrževanju. V nadaljevanju sem se
osredotočil na trenutni nivo vzdrževanja. Cilj izdelave magistrskega dela je bil optimizirati
vzdrževanje, zato sem določil kritične točke dela elektroenergetskega omrežja s pomočjo
analize FMEA. Vsekakor trenutno vzdrževanje ni idealno, zato sem izdelal tudi
optimiziranje vzdrževalnih preventivnih ukrepov.
-
V
STRATEGY OF MAINTAINING ELECTRICAL DISTRIBUTION NETWORK OF
ELEKTRO GORENJSKA
Key words: maintenance strategies for distribution networks, maintenance, FMEA
method, distribution network
UDK: 621.311.1:621.039.568(043.3)
Abstract
Maintenance is an important function of every device, including the devices of distributive
electro energetic network.
In the first part of the master's degree thesis, I wanted to present the development of
maintenance, rule books, standards and instructions, and economic presumptions in
maintenance. Further on, I focused on the current level of maintenance. The aim of the
master’s degree thesis was to optimise maintenance, which is why I focused on
determining critical points of the electro energetic network function with the help of the
FMEA analysis. The current maintenance is by all means not ideal, which is why I
designed the optimisation of maintenance preventive measures.
-
VI
KAZALO VSEBINE
1 UVOD ...................................................................................................................... 11
2 OSNOVE VZDRŽEVANJA ..................................................................................... 12
ZGODOVINSKI RAZVOJ VZDRŽEVANJA ................................................... 12 2.1
PRAVILNIK, STANDARDI IN NAVODILA NA PODROČJU 2.2
VZDRŽEVANJA ......................................................................................................... 14
2.2.1 Pravilnik o tehniških predpisih za obratovanje in vzdrževanje
elektroenergetskih postrojev...................................................................................... 14
2.2.2 Standardi .................................................................................................... 15
2.2.3 Navodila za vzdrževanje ............................................................................. 16
METODE VZDRŽEVANJA ............................................................................. 16 2.3
2.3.1 Kurativno (korektivno) vzdrževanje ............................................................ 16
2.3.2 Preventivno vzdrževanje ............................................................................. 18
2.3.3 V zanesljivost orientirano vzdrževanje (RCM) ............................................ 20
ZANESLJIVOST, RAZPOLOŽLJIVOST IN UČINKOVITOST KOT OSNOVA 2.4
VZDRŽEVANJA ......................................................................................................... 22
2.4.1 Zanesljivost ................................................................................................ 22
2.4.2 Razpoložljivost ........................................................................................... 24
2.4.3 Učinkovitost ............................................................................................... 24
3 EKONOMSKI VIDIKI VZDRŽEVANJA ................................................................ 26
4 PREGLED VZDRŽEVANJA V PRAKSI ................................................................. 29
PREGLED TRENUTNEGA VZDRŽEVANJA ELEKTROENERGETSKIH 4.1
NAPRAV IN OMREŽJA ELEKTRO GORENJSKA, D. D. ......................................... 31
4.1.1 Informacijska podpora za vzdrževanje ........................................................ 33
PREGLED DISTRIBUCIJSKIH ELEKTROENERGETSKIH NAPRAV .......... 34 4.2
PREGLED DIAGNOSTIČNIH NAPRAV ELEKTROENERGETSKEGA 4.3
DISTRIBUCIJSKEGA OMREŽJA .............................................................................. 36
5 OCENITVE, POMEMBNE ZA VZDRŽEVANJE .................................................... 39
VERJETNOST NASTANKA NAPAKE ............................................................ 40 5.1
POMEN NAPAKE ............................................................................................ 41 5.2
VERJETNOST ODKRITJA NAPAKE .............................................................. 42 5.3
-
VII
6 DOLOČITEV STRATEGIJE ZA DOLOČENO PODROČJE OMREŽJA EG .......... 44
OBRAVNAVANO PODROČJE ........................................................................ 44 6.1
ANALIZA KRITIČNIH MEST ......................................................................... 47 6.2
OPTIMIZIRANJE PREVENTIVNIH UKREPOV ............................................. 47 6.3
PRIMERJAVA DALJNOVODNEGA IN KABELSKEGA OMREŽJA ............. 48 6.4
6.4.1 Strošek življenjske dobe srednjenapetostnega daljnovodnega omrežja ........ 48
6.4.2 Strošek življenjske dobe srednjenapetostnega kabelskega omrežja .............. 49
6.4.3 Rekapitulacija stroškov življenjske dobe ..................................................... 50
6.4.4 Primerjava zanesljivosti daljnovodnega in kabelskega omrežja ................... 51
7 ZAKLJUČEK ........................................................................................................... 56
LITERATURA IN VIRI .................................................................................................. 58
PRILOGE ........................................................................................................................ 60
PRILOGA A: TABELE FMEA ANALIZE .................................................................. 60
PRILOGA B: TABELE OPTIMIZIRANJA PO METODI FMEA ................................ 85
PRILOGA C: IZRAČUN VZDRŽEVANJA KABELSKEGA IN DALJNOVODNEGA
OMREŽJA ................................................................................................................... 93
PRILOGA D: PRIDOBLJENA PONUDBA ZA IZGRADNJO DALJNOVODNEGA IN
KABELSKEGA OMREŽJA ........................................................................................ 99
PRILOGA E: IZJAVA O ISTOVETNOSTI TISKANE IN ELEKTRONSKE VERZIJE
ZAKLJUČNEGA DELA IN OBJAVI OSEBNIH PODATKOV DIPLOMANTOV ... 104
PRILOGA F: IZJAVA O AVTORSTVU ZAKLJUČNEGA DELA ............................ 105
-
VIII
KAZALO SLIK
Slika 2.1: Vrste vzdrževanj v različnih časovnih obdobjih [1] .......................................... 13
Slika 2.2: Razdelitev vzdrževanja po standardu SIST EN 13306:2010 .............................. 15
Slika 2.3: Model korektivnega vzdrževanja [1]................................................................. 18
Slika 2.4: Razdelitev preventivnega vzdrževanja [7] ........................................................ 19
Slika 2.5: Šest vzorcev odpovedi stroja (naprave) [8] ....................................................... 21
Slika 3.1: Stroški vzdrževanja [13] ................................................................................... 27
Slika 4.1: Osnovni prikaz geografskih območij oskrbe z električno energijo [14] ............. 29
Slika 4.2: Shema organiziranosti vzdrževanja................................................................... 31
Slika 5.1: Postopek metode FMEA [19] ........................................................................... 39
Slika 6.1: Obravnavano področje Elektro Gorenjska, d. d. ................................................ 45
Slika 6.2: SAIFI za izvod Pošta Frankovo naselje glede na vzrok in leto .......................... 52
Slika 6.3: SAIDI za izvod Pošta Frankovo naselje glede na vzrok in leto.......................... 52
Slika 6.4: SAIFI za izvod Poljanska dolina glede na vzrok in leto .................................... 53
Slika 6.5: SAIDI za izvod Poljanska dolina glede na vzrok in leto .................................... 54
Slika 6.6: MAIFI za izvod Poljanska dolina in Pošta Frankovo naselje glede na leto ........ 54
-
IX
KAZALO TABEL
Tabela 4.1: Osnovni tehnični podatki elektrodistribucijskega omrežja Elektro Gorenjska, d.
d. na dan 31.12.2013 [15] ................................................................................................. 30
Tabela 5.1: Ocenjevalna števila za verjetnost nastanka napake [20] .................................. 41
Tabela 5.2: Ocenjevalna števila za pomen napake [20] ..................................................... 42
Tabela 5.3: Ocenjevalna števila za verjetnost odkritja napake [20] ................................... 43
Tabela 6.1: Spisek opreme obravnavanega območja ......................................................... 45
Tabela 6.2: Strošek izgradnje enega kilometra srednjenapetostnega daljnovodnega omrežja
........................................................................................................................................ 48
Tabela 6.3: Strošek vzdrževanja enega kilometra srednje napetostnega daljnovodnega
omrežja ............................................................................................................................ 49
Tabela 6.4: Strošek življenjske dobe enega kilometra srednjenapetostnega daljnovodnega
omrežja ............................................................................................................................ 49
Tabela 6.5: Strošek izgradnje enega kilometra srednjenapetostnega kabelskega omrežja .. 50
Tabela 6.6: Strošek vzdrževanja enega kilometra srednjenapetostnega kabelskega omrežja
........................................................................................................................................ 50
Tabela 6.7: Strošek življenjske dobe enega kilometra srednjenapetostnega kabelskega
omrežja ............................................................................................................................ 50
Tabela 6.8: Rekapitulacija stroškov življenjske dobe ........................................................ 51
Tabela 6.9: Načrtovane dolgotrajne prekinitve (SAIFI) in kratkotrajne prireditve (MAIFI)
za izvod Pošta Frankovo naselje ....................................................................................... 51
Tabela 6.10: Načrtovane dolgotrajne prekinitve (SAIFI) in kratkotrajne prireditve (MAIFI)
za izvod Poljanska dolina ................................................................................................. 53
-
X
UPORABLJENE KRATICE
TPM (total productive maintenance) celovito produktivno vzdrževanje
RCM (reliability centered maintenance) v zanesljivost orientirano
vzdrževanje
FMEA (failure mode and effects analysis) metoda za izdelavo analize
nastanka in vpliva napake
SAIDI kazalnik povprečnega trajanja prekinitev napajanja v sistemu
SAIFI kazalnik povprečne frekvence prekinitev napajanja v sistemu
CAIFI kazalnik povprečne frekvence prekinitev napajanja odjemalca
CAIDI kazalnik povprečnega trajanja prekinitev napajanja odjemalca
MAIFI kazalnik povprečne frekvence kratkotrajnih prekinitev napajanja v
sistemu
ISO 9001 sistem vodenja kakovosti
ISO 14001 sistem ravnanja z okoljem
OHSAS 18001 sistem varnosti in zdravja pri delu
RTP razdelilna transformatorska postaja
RP razdelilna postaja
TP transformatorska postaja
BTP baza tehničnih podatkov
CIM (common information model) splošni informacijski model
PŠT prioritetno število tveganja
SCADA (supervisory control and data acquisition) sistem za krmiljenje in
nadzor
-
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
11
1 UVOD
Vzdrževanje sistemov oziroma naprav je ena najpomembnejših funkcij vsakega podjetja,
skupaj z obratovanjem pa sestavljata nepogrešljiva člena elektrodistribucijskega podjetja. S
prihodom gospodarske krize (recesije) se je pričelo analizirati in zmanjševati stroške na
vseh področjih, kar sili podjetja tudi k spremembam na področju vzdrževanja. Izvajanje
vzdrževanja kljub skrčenim sredstvom za vzdrževanje, ne sme vplivati na zmanjšanje
kakovosti dobavljene električne energije končnim odjemalcem. Odjemalci zahtevajo
neprekinjeno dobavo električne energije brez nenačrtovanih izpadov zaradi okvar sestavnih
delov omrežja, torej je potrebno vzdrževati napravo razpoložljivo oziroma v operativnem
stanju.
V elektrodistribucijskem podjetju Elektro Gorenjska, d. d. se vzdrževanje izvaja ciklično
glede na časovno obdobje (preventivno vzdrževanje) oziroma kurativno ob nastanku
okvare. Današnji trendi, tehnologije vzdrževanja in nove sodobne naprave seveda
narekujejo drugačne sodobnejše oblike vzdrževanja. Časovno obdobje, v katerem smo, ima
močno razvito informacijsko tehnologijo, ki močno pripomore k načrtovanju in sami
optimizaciji vzdrževalnih procesov, zato je potrebno strategijo vzdrževanja razvijati v tej
smeri. Vsako vzdrževanje se zaključi z analizo izvedenih del oziroma s spremljanjem
učinkovitosti izvedenega vzdrževanja. V vse sklope je potrebno vključiti informacijsko
podporo, ki nam poenostavi oziroma skrajša postopke. Poudariti je potrebno, da je s
pomočjo informacijske podpore tudi lažje nadzorovati celoten sistem.
-
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
12
2 OSNOVE VZDRŽEVANJA
Iz dneva v dan vzdrževanje pridobiva na pomenu, s čimer so se pričele pojavljati nove
metode in strategije vzdrževanja. Na začetku bom razložil razvoj vzdrževanja, nato pa
predstavil še najpomembnejše metode vzdrževanja, ki so se razvijale skozi leta.
ZGODOVINSKI RAZVOJ VZDRŽEVANJA 2.1
Mejnik začetka vzdrževanja lahko postavimo v leto 1930. »V teh časih je bilo vzdrževanje
kaotično in ni temeljilo na kakršnih koli ekonomskih ali tehničnih predpostavkah, saj je
bila že sama proizvodnja skrajno neracionalna [1]«. Z rastjo industrije je pridobivalo na
veljavi tudi vzdrževanje. Pojavljati so se začele nove metode in strategije vzdrževanja.
Na sliki 2.1 je na kratko prikazan razvoj vzdrževanja skozi zgodovino. Prikazuje nam
različne strategije vzdrževanja od samega začetka, ki sega v leto 1930. V tem obdobju se
še ni toliko razmišljalo o vzdrževanju, lahko rečemo, da je šlo bolj za popravilo kot pa
vzdrževanje. Takratna popravila so se izvajala po nastanku okvare, izvajal jih je načeloma
delavec, ki je stroj uporabljal in ga tudi najbolje poznal. Takemu tipu vzdrževanja bi z
današnjo terminologijo lahko rekli tudi obnavljanje oziroma korektivno vzdrževanje ali
vzdrževanje po odpovedi. Tukaj se še ni razpravljalo o stroških in posledicah. V 40-ih letih
so začeli z opazovanjem napak na sistemih in prišli do zaključka, da večina napak nastane
zaradi lomov in obrabljenosti. Spoznali so, da sistemi bolje delujejo, če se jih konstantno
maže, in zato vpeljali sistematiko na tem področju, ki ga danes strokovno imenujemo
tribologija. To strategijo vzdrževanja lahko uvrstimo v prvo generacijo.
Na nadaljnji razvoj vzdrževanja v tehničnem in organizacijskem smislu močno vpliva
razvoj industrije. Tako se je vzdrževanje poleg odpravljanja napak pričelo razvijati tudi v
preventivnem smislu. Težavo so predstavljali še primerni kriteriji, kot so na primer, kdaj
zamenjati nek sestavni del sistema in pa neekonomična poraba materiala, ki pa ne prinaša
-
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
13
večje zanesljivosti sistema. Tako se je iz tega po drugi svetovni vojni razvila druga
generacija vzdrževanja.
Potrebe po vzdrževanju so tako naraščale, da se je razvila tretja generacija vzdrževanja, ki
se uporablja še danes. Ta generacija je sposobna upoštevati vse v problem vpletene
faktorje. Današnji osnovni kriterij vzdrževanja ne temelji na času delovanja obravnavanega
sistema, temveč na zanesljivosti in verjetnosti odpovedi. Nekoč nepomembno vzdrževanje
je tako postalo eno od najpomembnejših ved pri modernih tehničnih sistemih.
Ker pa se razvoj ne zaustavlja, se je v vzdrževanju razvila četrta generacija, ki temelji na
preventivnem vzdrževanju in se vedno bolj nagiba k vzdrževanju po stanju. Lahko rečemo,
da gre tukaj za samovzdrževanje, saj ima mnogo sistemov že vgrajeno ˝samodiagnostiko˝,
kateri pa mora vzdrževalec le ˝prisluhniti˝. Razvoj vzdrževanja gre vedno bolj v smeri
obratovanja brez vzdrževanja, kjer se bodo napake odpravljale že v fazi projektiranja
sistema in ne v fazi delovanja sistema.
Slika 2.1: Vrste vzdrževanj v različnih časovnih obdobjih [1]
1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000+
Popravilo
po napaki
Kontrolno
mazanje
Preventivno
vzdrževanje
Sistematsko
načrtovanje
Napovedovanje
Diagnostika
Zanesljivost
Strokovno
vzdrževanje
Konkurenčno
projektiranje
-
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
14
Obstoječe metode, pristop, organiziranosti in strategije vzdrževanja lahko razdelimo v
naslednje skupine [1]:
korektivno/kurativno vzdrževanje,
preventivno vzdrževanje,
računalniško podprto vzdrževanje,
terotehnološko vzdrževanje,
logistično vzdrževanje,
plansko vzdrževanje,
celovito produktivno vzdrževanje (TPM),
v zanesljivost orientirano vzdrževanje (RCM),
ekspertni sistemi,
samovzdrževanje.
PRAVILNIK, STANDARDI IN NAVODILA NA PODROČJU VZDRŽEVANJA 2.2
Za področje vzdrževanja so predpisani tehnični predpisi, standardi in navodila. Ker se bom
v magistrski nalogi navezoval na področje elektroenergetike, bom v tem poglavju opisal
samo tehnične predpise, standarde in navodila za področje elektroenergetskih postrojev.
2.2.1 Pravilnik o tehniških predpisih za obratovanje in vzdrževanje
elektroenergetskih postrojev
Že daljnega leta 1968 je v Beogradu izšel pravilnik »Tehniški predpisi za obratovanje in
vzdrževanje elektroenergetskih postrojev [2]«. Ta pravilnik je elektroenergetskemu osebju
poznan pod imenom TP 8 in je kljub 46-letni zgodovini še vedno veljaven. Pravilnik
opisuje vzdrževanje in obratovanje proizvodnih enot, prenosa in razdeljevanja električne
energije za naprave napetostnega nivoja nad 1 kV. V nekaterih točkah so navedeni tudi
ukrepi in navodila za varno delo na elektroenergetskih napravah in postrojih.
-
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
15
2.2.2 Standardi
Standardov na področju vzdrževanja je kar nekaj. V elektrodistribucijskih podjetjih je
najpogosteje v uporabi standard »SIST EN 13306:2010 Vzdrževanje – terminologije s
področja vzdrževanja [3]«. Razdeljen je na 11 podpoglavij, v katerih so opredeljeni
osnovni in na napravo se navezujoči izrazi, lastnosti elementov, opredeljene so odpovedi,
dogodki, okvare, stanja, tipi vzdrževanja, vzdrževalne dejavnosti, izrazi navezujoči se na
čas, podpora vzdrževanju in vzdrževalna orodja in na koncu tudi ekonomski, ter tehnični
dejavniki. Standard SIST EN 13306:2010 opredeljuje tipe vzdrževanja, kjer razdeli
vzdrževanje na dve glavni veji. Razdelitev je prikazana na sliki 2.2.
Slika 2.2: Razdelitev vzdrževanja po standardu SIST EN 13306:2010
Za vzdrževanje je pomemben tudi standard »SIST EN 13460:2009 Vzdrževanje –
dokumentacija za vzdrževanje [4]«. V tem standardu so predpisani dokumenti o dogodkih
nastalih med obratovanjem naprave, ki nam služijo za izdelavo analiz in podpore
vzdrževanju. Ta standard določa tudi smernice za tehnično dokumentacijo, ki je dobavljena
z novo napravo.
Standard, ki je dobro poznan vzdrževalcem elektroenergetskega sistema, je »SIST EN
15341:2007 Vzdrževanje – bistveni kazalniki učinkovitosti vzdrževanja [5]«. Ta standard
opisuje kazalnike učinkovitosti vzdrževanja, tako ekonomske, tehnične kot tudi
VZDRŽEVANJE
Preventivno
vzdrževanje
Kurativno (korektivno)
vzdrževanje
Vzdrževanje glede
na stanje
Vzdrževanje po
času Odloženo Takojšnje
-
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
16
organizacijske. Vseh kalnikov v standardu SIST EN 15341:2007 je 71. Katere kazalnike za
določitev učinkovitosti vzdrževanja bo določeno podjetje izbralo, pa je seveda odvisno od
definicije ciljev. Za izračun izbranih kazalnikov je potrebno zbirati podatke, kako pogosto
in za kakšna časovna obdobja se bodo kazalniki izračunavali, kar je ravno tako odločitev
podjetja.
2.2.3 Navodila za vzdrževanje
Sistemski operater distribucijskega omrežja je na podlagi zakonov v letu 2013 izdal
»Navodila za vzdrževanje distribucijskega elektroenergetskega sistema [6]«. V navodilih
so opredeljeni načini vzdrževanja, vrsta vzdrževalnih del in vzdrževalna opravila. Priloge
navodilom so rokovniki vzdrževalnih opravil, v katerih so opredeljeni roki opravljanja
aktivnosti. V teh navodilih se žal vzdrževanje ne usmerja v zanesljivost orientiranega
vzdrževanja (RCM). Navaja se samo, da je potrebno vzpostaviti sistem spremljanja naprav
z vidika stroškov vzdrževanja, statistiko dogodkov ter določiti vlogo posamezne naprave v
sistemu.
METODE VZDRŽEVANJA 2.3
Metod vzdrževanja je kar nekaj. V magistrski nalogi se bom predvsem navezoval na
kurativno in preventivno vzdrževanje. Želja vsakega podjetja je tudi nekaj privarčevati na
tem področju, zato bom opisal tudi v zanesljivost orientirano vzdrževanje (RCM).
2.3.1 Kurativno (korektivno) vzdrževanje
Kurativno vzdrževanje je vzdrževanje prve generacije oziroma najstarejši način
vzdrževanja, ki je bilo v uporabi med tridesetimi in petdesetimi leti prejšnjega stoletja.
Strategija je temeljila na frazi »čakaj, poglej in odpravi«, torej je bilo odpravljanje okvar in
poškodb šele po njihovem nastanku. Te vrste vzdrževanja nikakor ne moramo časovno
-
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
17
načrtovati in nas vedno preseneti. »Kljub mnogim slabostim (nepredvidene odpovedi,
daljši zastoji, porušitev organizacijske in tehnološke priprave ...) pa je bila ta metoda
vzdrževanja dokaj priljubljena zaradi popolne izkoriščenosti sestavnega dela in majhne
tehnično-tehnološke zahtevnosti [7]«. V današnjih časih to metodo uporabljamo zgolj za
vzdrževanje delov, ki ne predstavljajo vpliva na potek proizvodnje, ter na področjih, kjer ni
enakovredne ali boljše alternative [7].
Korektivno vzdrževanje je nekakšna izpeljanka kurativnega vzdrževanja. Prednost
korektivnega pred kurativnim vzdrževanjem je v pripravljenosti na napako, torej ta
strategija vzdrževanja že vključuje predvidevanje napake. Pripravljenost temelji na načinu,
da imamo na zalogi dovolj nadomestnih delov in potrebnega orodja. Novost tega tipa
vzdrževanja je tudi v tem, da imamo že izoblikovan diagram servisiranja.
Korektivno vzdrževanje je sestavljeno iz štirih stopenj [1]:
odkritje okvare ali napake,
ugotovitev mesta in vzroka napake,
popravilo in odprava napake
preverjanje in zagon delovnega sredstva.
Pri korektivnem vzdrževanju ob odpovedi nekega dela stroja lahko seveda pričakujemo
okvaro še kakšnega drugega dela stroja, s tem pa se nam znatno podaljša čas in povečajo se
stroški odprave okvare.
-
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
18
Slika 2.3: Model korektivnega vzdrževanja [1]
2.3.2 Preventivno vzdrževanje
Preventivno vzdrževanje se je najprej pojavilo v Ameriki v petdesetih letih prejšnjega
stoletja in se sčasoma razširil po vsem svetu. Za tovrstno vzdrževanje lahko rečemo, da
temelji na frazi ¨bolje preprečiti kot zdraviti¨. Pojavile so se namreč zamisli o
preprečevanju napak in ne samo o odpravljanju napak po okvari. Sestavljen je iz niza
ZAZNAVA
NAPAKE
PRIPRAVA
VZDRŽEVANJA (ugotavljanje odpovedi)
MESTO NAPAKE (začetek vzdrževanja)
DEMONTAŽA (odkrivanje napake)
ODSTRANJEVANJE
VZROKA NAPAKE
ODSTRANJEVANJE
NAPAKE
ODSTRANITEV IN
ZAMENJAVA DELOV
SESTAVLJANJE
NASTAVITVE,
REGULACIJE
KONTROLA (zaključek popravila)
CIKEL
KOREKTIVNEGA
VZDRŽEVANJA
-
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
19
dejavnosti, s ciljem stalne kontrole nad obratovanjem določenega sredstva, in s tem
zmanjšanja nastanka poškodb. Aktivnosti so [1]:
ciklično pregledovanje delovnih sredstev,
ciklične meritve parametrov delovnih sredstev,
izdelava plana,
odprava okvare.
Cilj preventivnega vzdrževanja je vzdrževati sistem v najboljšem možnem operativnem
stanju. Preventivni ukrepi se vnaprej planirajo. Vsekakor je preventivno vzdrževanje eno
izmed tistih strategij vzdrževanja, s katerim želimo zmanjšati napake na minimum,
zagotoviti nemoteno proizvodnjo, dvigniti kakovost in storilnost, znižati stroške
proizvodnje in proizvoda. Preventivno vzdrževanje razdelimo na dve veji, in sicer na
vzdrževanje po času in vzdrževanje glede na stanje naprave.
Za izvajanje preventivnega vzdrževanja potrebujemo mnogo kvalificiranih strokovnjakov,
opremo za diagnosticiranje, precej nadomestnih delov in servisni ter pomožni material.
Posegi v delovno sredstvo so vnaprej časovno planirani, izvajajo se z različnimi metodami
in tehnikami ter v različnih obsegih. Poznano je tudi pravilo, da je preventivno vzdrževanje
praviloma primernejše za tiste naprave, ki imajo kritično vlogo v procesu proizvodnje.
Primernejše je tudi za kompleksnejše oziroma dragocene naprave in naprave, kjer je
pomemben varnostni vidik.
Slika 2.4: Razdelitev preventivnega vzdrževanja [7]
PREVENTIVNO
VZDRŽEVANJE
Vzdrževanje glede
na stanje naprave
Vzdrževanje po
času
Napovedano
vzdrževanje
Preddejavno
vzdrževanje
-
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
20
2.3.3 V zanesljivost orientirano vzdrževanje (RCM)
V zanesljivost orientirano vzdrževanje (RCM) je bilo razvito za potrebe letalske industrije.
Temelj te vrste vzdrževanja je na doseganju primerne zanesljivosti in sodi v najnovejšo,
tretjo generacijo vzdrževalnih konceptov. Nastal je kot odgovor na rastoče zahteve
ekonomizacije, kompleksnosti tehničnih sredstev in zagotavljanja vseh bistvenih lastnosti
dobrega vzdrževalnega procesa, kot so optimizacija stroškov ob hkratnem zagotavljanju
zanesljivosti, sledljivosti in preglednosti. Tehnika v zanesljivost orientiranega vzdrževanja
upošteva nova spoznanja o verjetnosti nastanka okvare določene naprave. Stare
vzdrževalne metode so predvidevale večanje verjetnosti okvare proti koncu življenjske
dobe ali pa na začetku obratovanja (tako imenovane otroške bolezni). Nove raziskave so
pokazale, da obstaja šest različnih karakteristik verjetnosti nastanka okvare v odvisnosti od
starosti naprave (slika 2.5). Na ta način je omogočena optimizacija vzdrževalnih del in
preprečevanja neučinkovitih vzdrževalnih del.
Kot tak je primer, ko z zamenjavo oziroma popravilom naprave povzročimo povečanje
verjetnosti okvare zaradi uvedbe otroških bolezni (prestavimo napravo na začetek
karakteristike A ali F, slika 2.5).
Razvite so bile tudi nove tehnologije in organizacijske sheme [8]:
podporni koncepti: študije tveganja, analiza nastanka in vpliva okvare (FMEA –
Failure Modes and Effects Analysis) in podobno,
sprememba organizacijskih struktur vzdrževalcev: timsko delo, fleksibilnost in
sodelovanje,
nove tehnologije merjenja in ugotavljanja stanja naprav,
izboljšave pri načrtovanju naprav v smeri izboljšanja vzdrževanja in zanesljivosti.
-
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
21
Slika 2.5: Šest vzorcev odpovedi stroja (naprave) [8]
Bistvena sprememba v konceptu vzdrževanja pri RCM je premik poudarka na ugotavljanje
smiselnosti (učinkovitosti) vzdrževalnih del namesto ugotavljanja, katera vzdrževalna dela
naj se izvede. Na ta način je mogoče izboljšati delovanje naprav in hkrati ohranjati ali celo
zmanjšati stroške vzdrževanja.
Temelj pravilnega RCM vzdrževanja je v natančnem popisu naprav in njihovih funkcij.
Pomembno je določiti, kakšno stanje oziroma katero funkcionalnost naprave želimo
ohranjati z vzdrževanjem. V skladu s tem se za vzdrževalno nalogo odgovori na naslednjih
klasičnih sedem vprašanj RCM vzdrževanja [8]:
Katere funkcionalnosti in določila glede obratovanja so zahtevana od naprave v
trenutnem obratovalnem režimu – procesu?
S katerimi okvarami lahko preneha funkcionalnost naprave?
Kaj povzroči posamezno prenehanje funkcionalnosti?
Kaj se zgodi, ko pride do posamezne okvare?
Kakšne so posledice posamezne okvare?
S katerimi ukrepi lahko predvidimo ali preprečimo posamezno okvaro?
-
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
22
Kakšne nadomestne ukrepe naj se izvede v primeru, da ne najdemo primerne
preventivne dejavnosti?
ZANESLJIVOST, RAZPOLOŽLJIVOST IN UČINKOVITOST KOT OSNOVA 2.4
VZDRŽEVANJA
Za doseganje ciljev procesa (proizvodnje) potrebujemo več naprav, opreme, delovnih
priprav ter tehničnih pripomočkov. Vse te elemente skupaj lahko poimenujemo kar
tehnični sistem. V tehnični sistem je običajno povezanih več elementov, ki sodelujejo ali
celo izvršujejo določeno pretvorbo. V vseh teh sklopih tehničnega sistema so seveda
pomembni kazalniki zanesljivosti, razpoložljivosti in učinkovitosti.
2.4.1 Zanesljivost
O zanesljivosti se je pričelo govoriti po prvi svetovni vojni. Prvotno se je o tem govorilo v
povezavi z varnostjo v letalski industriji. V sklopu industrijskih proizvodov so se
teoretične osnove zanesljivosti postavile v tridesetih letih prejšnjega stoletja, v širšo
uporabo pa so prešle po drugi svetovni vojni. S pojavom jedrskih elektrarn se je intenzivno
začelo raziskovati na problemu zanesljivosti.
Zanesljivost je sposobnost, da določen tehnični sistem oziroma element tehničnega
sistema, brez okvare opravlja svojo nalogo določen čas. Seveda vse to velja samo ob
predpostavki, da je sistem vzdrževan v skladu s priporočili proizvajalca in da obremenitve
ne presegajo meje, določene s strani proizvajalca. V dejanski uporabi tehnični sistem
projektirane zanesljivosti nikoli popolnoma ne doseže. Doseže jo le v primeru natančno
upoštevanih navodil za obratovanje in vzdrževanje in v primeru, da je bil tehnični sistem
izdelan popolnoma po projektu. Zanesljivost ne vpliva samo na produktivnost sistema,
ampak tudi na varnost. S povečevanjem zanesljivosti se nam zmanjšajo izpadi, s tem pa
pripomoremo tudi k nižjim stroškom poslovanja.
-
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
23
V realnosti nas bolj kot nezanesljivost tehničnega sistema zanima njegova zanesljivost.
Funkcija zanesljivosti je komplementarna funkciji nezanesljivosti. Določena je kot
verjetnost, da bo tehnični sistem deloval brez odpovedi v intervalu od 0 do t in jo lahko
definiramo [1]:
0
( ) 1 ( ) ( )
t
R t F t f t dt (2.1)
Pomen simbolov v zgornji enačbi:
R(t) – funkcija zanesljivost
F(t) – funkcija nezanesljivost
f(t) – funkcija gostote verjetnosti za čas do odpovedi
Zanesljivost delovanja tehničnega sistema se predvideva na osnovi [1]:
ocene zanesljivosti podobnih sestavnih delov,
ocene zanesljivosti skupin vgrajenih sestavnih delov,
ocene zanesljivosti posameznih vgrajenih sestavnih delov.
Učinkovitost vzdrževanja, kakor tudi zanesljivost sistema nam v elektrodistribucijskem
podjetju podajo tudi kazalniki neprekinjenosti (zanesljivosti) oskrbe, ki se merijo s
številom in trajanjem prekinitev. Ti kazalniki so: [9]
SAIDI (kazalnik povprečnega trajanja prekinitev napajanja v sistemu),
SAIFI (kazalnik povprečne frekvence prekinitev napajanja v sistemu),
CAIFI (kazalnik povprečne frekvence prekinitev napajanja odjemalca),
CAIDI (kazalnik povprečnega trajanja prekinitev napajanja odjemalca),
MAIFI (kazalnik povprečne frekvence kratkotrajnih prekinitev napajanja v
sistemu).
Kazalniki neprekinjenosti napajanja niso samo pokazatelji zanesljivosti sistema in
učinkovitosti vzdrževanja, ampak so tudi pokazatelji investiranja v omrežje.
-
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
24
2.4.2 Razpoložljivost
Razpoložljivost definiramo kot zmožnost sredstva biti v stanju izvrševanja zahtevane
funkcije pod danimi pogoji v danem trenutku, ali med danim obdobjem pod pogojem, da
so za to zagotovljeni potrebni zunanji viri. Razpoložljivost je odvisna od zanesljivosti,
vzdrževalnosti in podpore vzdrževanja [3]. Optimalno razpoložljivost se da doseči z
optimizacijo preventivnih posegov vzdrževanja, zato lahko velja razpoložljivost za
kazalnik uspešnosti vzdrževanja. Razpoložljivost je izražena s časom in jo lahko
izračunamo po enačbi [10]:
čas delovanjaRazpoložljivost
čas delovanja - čas zastojev (2.2)
Čas delovanja je zahtevano število ur, v katerih mora stroj oziroma naprava opravljati
svojo nalogo, čas zastojev pa je število ur, ko stroj izpade zaradi okvare ali kakšnega
drugega vzroka.
Seveda se vsak stroj projektira, pri čemer se izračuna razpoložljivost stroja, to je projektna
razpoložljivost. Tukaj je čas omejen samo na čas, ko stroj deluje in aktiven čas popravila
stroja. Tako kot pri zanesljivosti tudi tukaj težko dosežemo projektno razpoložljivost, zato
je dejanska razpoložljivost skoraj vedno manjša od projektne. Izraz za izračun projektne
razpoložljivosti se glasi [10]:
čas delovanja strojaProjektna razpoložljvost =
čas delovanja + aktivni čas vzdrževalnih aktivnosti (2.3)
2.4.3 Učinkovitost
Okolje, v katerem živimo, je dinamično in hitro se spreminjajoče. Do tega je prišlo zaradi
globalizacije, odprtega trga, težnje po novitetah, ter navsezadnje tudi zaradi vedno večje
-
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
25
zahteve kupcev. Ravno tako je tudi na področju elektroenergetike. Prednost podjetja pred
ostalimi je ravno v hitrosti in sposobnosti prilagajanja in v tem je ključ učinkovitosti.
Učinkovitosti vzdrževanja po standardu SIST EN 13306 pomeni »razmerje med
načrtovanimi in dejansko porabljenimi viri, potrebnimi za izvedbo zahtevane vzdrževalne
naloge [3]«. Torej stremimo k temu, da po najučinkovitejši poti dosežemo zastavljen cilj.
Trenutna literatura, ki določa kazalnike učinkovitosti vzdrževanja, je standard SIST EN
15341:2007. Po tem standardu je učinkovitost vzdrževanja rezultat aktivne uporabe virov
za ohranjanje elementa ali za vrnitev elementa v stanje, v katerem lahko izvaja zahtevano
funkcijo. Opredeli se lahko kot dejanski ali pričakovan rezultat. Učinkovitost vzdrževanja
je posledica kompleksnih dejavnosti, ki se lahko ocenjujejo s primernimi kazalniki z
namenom ugotavljanja tako doseženih kot pričakovanih rezultatov [5].
-
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
26
3 EKONOMSKI VIDIKI VZDRŽEVANJA
Želje po večjih dobičkih in preusmerjanjih kapitala na druga področja podjetja, povzročajo
krčenje stroškov na vseh področjih. Poleg tehničnih zahtev, se danes vzdrževanje spopada
tudi s tem. Vsekakor prekomerno krčenje sredstev za vzdrževanje vodi v tveganje in
manjšo zanesljivost elektroenergetskega sistema. Z nezanesljivostjo sistema in večjim
tveganjem pa pridemo v področje, kjer je potrebno več nenačrtovanega vzdrževanja, kar pa
predstavlja povečanje stroškov oziroma ekonomsko tveganje. Zaradi nezanesljivosti
sistema se zmanjšajo tudi prihodki zaradi nedobavljene električne energije.
Stroške vzdrževanja v grobem lahko razdelimo na stroške materiala in stroške dela. Kot je
navedeno v magistrski nalogi [11] lahko strošek vzdrževanja poleg stroškov materiala in
dela zajema še:
stroške zunanjih storitev (npr. laboratorijske analize),
stroške najetih delavcev,
stroške priprav izven lokacije vzdrževanja,
notranje stroške, ki jih zaračunavajo drugi oddelki za svoje delo.
Ne smemo pozabiti tudi na stroške skladiščenja, ki lahko predstavljajo kar zajetno vsoto.
Kako torej priti do optimalnih stroškov vzdrževanja? Na začetku je smotrno spremljati
funkcijo med vzdrževalnimi deli, stroški povezanimi z vzdrževanjem in statističnimi
podatki. S statističnimi podatki imamo v mislih kazalnika pogostosti odpovedi in pogostost
popravila posameznega elementa oziroma naprave. Kot je navedeno v magistrski nalogi
[11] lahko na podlagi takega modela izračunamo:
minimum stroškov,
občutljivost stroškov na spremembo pomembnih parametrov vzdrževanja,
tveganje pri odstopanju od finančnega načrta.
Za izdelavo finančnega načrta vzdrževanja je najbolj pomembno, katero vrsto vzdrževanja
bomo izbrali. Vsekakor je iz tehničnega vidika pomembno, da je proces vzdrževanja dovolj
-
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
27
pogost, v nasprotnem primeru bo prihajalo do nenačrtovanih motenj. Prepogosta izvedba
vzdrževanja pa bo s seboj prinesla velik finančni zalogaj. Torej moramo tudi tukaj izbrati
primeren interval vzdrževanja.
Finančni vidiki posamezne vrste vzdrževanja so različni. Vzdrževanje po okvari je sicer
sorazmerno ugodno, vendar pa tukaj nastanejo posredni stroški zaradi nedelovanja sistema
in v primeru elektroenergetskega sistema motena dobava električne energije uporabnikom.
Vzdrževanje v enakomernih časovnih presledkih zagotavlja zanesljiv tehnični sistem,
vendar pa se poraja vprašanje, če takšen tip vzdrževanja prinaša optimum med
zanesljivostjo in stroški vzdrževanja sistema oziroma naprave. Kot je navedeno v študiji
[12], je ta sistem vzdrževanja v elektrodistribucijskih podjetjih najpogostejši, razdelitev
stroškov pa je sledeče:
pregled 12 %,
revizija in remont 63 %,
odprava okvar 25 %.
Na sliki 3.1 je razvidno, da je iz stroškovnega vidika preventivno vzdrževanje
najugodnejše.
Slika 3.1: Stroški vzdrževanja [13]
celotni stroški stroški izgube
časa zaradi
preventivnega
vzdrževanja
stroški
preventivnega
vzdrževanja
stroški izgube časa zaradi
urgentnega posredovanja
stroški urgentnega
vzdrževanja
intenzivnost vzdrževanja
stro
ški
-
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
28
Tudi zaradi še boljšega iskanja optimuma med zanesljivostjo opreme in stroški
vzdrževanja so bili razviti sodobni trendi vzdrževanja. V zanesljivost usmerjeno
vzdrževanje (RCM) naj bi po navedbah v magistrski nalogi [11] prinašalo do 50 %
prihranka v primerjavi s preventivnim vzdrževanjem.
Za nadzorovanje stroškov naprave je pomembno tudi, da se nadzorujejo celotni stroški
življenjske dobe naprave. Stroški življenjske dobe naprave predstavljajo vse stroške, ki
nastanejo v njenem življenjskem obdobju. In sicer:
nakup naprave,
obratovanje naprave,
vzdrževanje naprave,
podpora,
demontaža naprave,
stroški nastali z neobratovanjem naprave.
Zagotovo največje tveganje med celotnimi stroški življenjskega obdobja predstavljajo
ravno stroški, ki nastanejo z neobratovanjem naprave. V elektroenergetskem sistemu so le-
ti težko predvidljivi.
-
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
29
4 PREGLED VZDRŽEVANJA V PRAKSI
Pregled vzdrževanja v praksi bo izveden na podjetju Elektro Gorenjska, d. d., ki je s strani
SODO d. o. o. pooblaščeno za izvajanje sistemskih storitev distribucijskega podjetja.
Elektro Gorenjska, d. d. je podjetje za distribucijo električne energije. V 100-odstotni lasti
ima še dve hčerinski podjetji. Ti dve družbi sta Gorenjske elektrarne, d. o. o., ki skrbi za
proizvodnjo elektroenergetske enote na področju Gorenjske, in Elektro Gorenjska Prodaja
d. o. o., ki skrbi za prodajo električne energije končnim odjemalcem.
Slika 4.1: Osnovni prikaz geografskih območij oskrbe z električno energijo [14]
Družba Elektro Gorenjska, d. d. je po obsegu sicer najmanjša distribucijska družba v
Sloveniji, vendar spada med strateško zelo razvite družbe na področju energetskega dela. Z
električno energijo družba Elektro Gorenjska, d. d. oskrbuje približno 88 tisoč odjemalcev,
od tega je več kot 74 tisoč gospodinjskih odjemalcev v severozahodnem delu Slovenije na
območju 2.091 km2 [15]. V Sloveniji že več let dosegajo najvišje standarde na področju
kakovostne in zanesljive oskrbe z električno energijo, kar je glavno poslanstvo družbe.
Sedež družbe je v Kranju, imajo pa še obrat v Žirovnici in osem krajevnih nadzorništev:
-
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
30
Bohinj, Jesenice – Kranjska Gora, Radovljica – Bled, Železniki, Tržič, Cerklje – Visoko,
Škofja Loka – Medvode in Kranj.
Elektro Gorenjska, d. d. se lahko pohvali tudi kot nosilec treh standardov kakovosti v
Sloveniji, ISO 9001, ISO 14001 in OHSAS 18001. Družba je v letu 2007 tudi prejela
bronasto in v letu 2010 srebrno priznanje za sodelovanje v procesih poslovne odličnosti.
Elektro Gorenjska, d. d. je lastnik večine objektov za prenos in distribucijo električne
energije na področju Gorenjske. V tabeli 4.1 so prikazani osnovni tehnični podatki
elektrodistribucijskega omrežja, s katerim razpolaga Elektro Gorenjska, d. d..
Tabela 4.1: Osnovni tehnični podatki elektrodistribucijskega omrežja Elektro Gorenjska, d. d. na dan
31.12.2013 [15]
Objekt Količina
Daljnovod 110 kV 59.196 km
Daljnovod 35 kV 40.3020 km
Daljnovod 20 kV 743.800 km
Daljnovod 10 kV 0
Daljnovodi skupaj 843.265 km
Kablovodi 110 kV 1.022 km
Kablovodi 35 kV 1.045 km
Kablovodi 20 kV 757.326 km
Kablovodi 10 kV 6.416 km
Kablovodi skupaj 765.809 km
NN omrežja 3775.845 km
OMREŽJE SKUPAJ 5384.919 km
RTP 15
RP 5
TP 1326
-
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
31
PREGLED TRENUTNEGA VZDRŽEVANJA ELEKTROENERGETSKIH 4.1
NAPRAV IN OMREŽJA ELEKTRO GORENJSKA, D. D.
Vzdrževanje je organizirano kombinirano, domače in pogodbeno, torej za večji del
vzdrževanja poskrbijo domači kadri, za določene specifične in bolj zahtevne naloge pa so
zadolženi pogodbeni izvajalci. Znotraj podjetja Elektro Gorenjska, d. d. je za vzdrževanje
omrežja zadolžena organizacijska enota distribucijsko omrežje (OE DO).
Znotraj te enote so trije inženirji za vzdrževanje zadolženi za načrtovana in nenačrtovana
dela. Za manjše nenačrtovane okvare na omrežju poskrbijo v osmih krajevnih
nadzorništvih (KN), v kolikor pride do večje okvare pa posreduje osebje iz enote Kranj ali
Žirovnica, ki je zadolženo za izvedbo večjih vzdrževalnih del. Osebe, ki izvajajo večja
vzdrževalna dela so razporejene v tri skupine, od katerih sta dve skupini locirani na sedežu
podjetja, ena skupina pa v obratu Žirovnica.
Slika 4.2: Shema organiziranosti vzdrževanja
UPRAVA
DIREKTOR OE
DO
POMOČNIK IN SVETOVALCI
UPRAVE
VODJA SLUŽBE ZA
OBRATOVANJA IN
VZDRŽEVANJE
VODJA SLUŽBE ZA IZVAJANJE
VZDRŽEVANJA IN GRADENJ
KRAJEVNA
NADZORNIŠTVA SKUPINE ZA
IZVEDBO
-
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
32
Vzdrževanje elektroenergetskih naprav in omrežja v družbi Elektro Gorenjska, d. d. se
izvaja na dva načina. Prvi način izvajanja je ciklično preventivno vzdrževanje, torej
vzdrževanje glede na pretečeno časovno obdobje obratovanja določenega sredstva. Tega
načina vzdrževanja se v Elektro Gorenjska, d. d. poslužujemo največ. Drugi način
vzdrževanja pa je kurativni način vzdrževanja, torej po nastanku okvare na določeni
opremi oziroma sredstvu.
Aktivnosti, ki se izvajajo pri preventivnem vzdrževanju so:
pregledi,
revizije,
remonti,
odprave pomanjkljivosti,
meritve,
preizkusi,
diagnostika.
Večina zgoraj naštetih aktivnosti preventivnega vzdrževanja se izvaja po stanju omrežja
oziroma po pretečenem času od zadnje izvedene aktivnosti. Preventivni pregledi se po
priporočilih navedenih v Tehniških predpisih za obratovanje in vzdrževanje izvajajo
različno za določeno elektroenergetsko opremo, najkrajše obdobje pregleda je enkrat letno
[2].
Tu ne smemo pozabiti omeniti tudi diagnostičnih meritev, ki so opisana v poglavju 4.3.
Omenjeno je bilo, da se v družbi Elektro Gorenjska, d. d. poslužujemo tudi kurativnega
načina vzdrževanja, torej vzdrževanja po nastanku okvare. Okvaro na srednje in
visokonapetostnem nivoju zaznamo preko centralnega nadzornega sistema, tako
imenovanega SCADA sistema. SCADA torej prikaže zaznano napako na določeni opremi
oziroma sredstvu, zaščita v razdelilnih postajah in razdelilnih transformatorskih postajah
pa odreagira in izloči okvarjeno opremo oziroma sredstvo. Okvare na nizkonapetostnem
nivoju v večji meri zaznamo preko odjemalcev električne energije, ki so zaradi okvare
prizadeti.
-
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
33
4.1.1 Informacijska podpora za vzdrževanje
Največja razlika v vzdrževanju je narejena na ravni informacijske podpore, zato si v
današnjem času ne predstavljamo uspešnega vzdrževanja brez informacijske podpore. V
podjetju Elektro Gorenjska, d. d. ne razpolagamo s profesionalno programsko opremo za
obvladovanje vzdrževanja. Osnova informacijske podpore je baza tehničnih podatkov
(BTP), ki je bila zasnovana v devetdesetih letih prejšnjega stoletja, kasneje so bile narejene
manjše nadgradnje, vendar pa BTP danes ne zadostuje več potrebam. V osnovi je bila
metodologija razdeljena na [16]:
sredstvo,
vrsta sredstva ter
tip sredstva.
Z določenimi preureditvami BTP se je v podjetju vzpostavil program za geografski
informacijski sistem. Še vedno pa vsi ti programi ne omogočajo spremljanja bistvenih
podatkov za vzdrževanje. Moderen informacijski sistem mora na podlagi pridobljenih
podatkov iz sistema vzdrževalcem omogočati:
planiranje,
organiziranje,
izvajanje,
analiziranje in
optimiranje vzdrževanja.
Na podlagi zgornjih podatkov je seveda možno sprejemati potrebne odločitve za
vzdrževanje. Z dobrim informacijskim sistemom in s pomočjo izkušenj strokovnjakov za
vzdrževanje se seveda lahko znatno zmanjšajo okvare in s tem povezana neplanirana
vzdrževanja. Prednosti dobre informacijske podpore je seveda še več, nekatere od teh so
tudi:
optimiranje skladišče zaloge,
pravočasno zagotavljanje rezervnih delov,
-
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
34
obvladovanje nabave,
in tako dalje.
Nadaljnji razvoj informacijske podpore naj bi temeljil na CIM modelu, kjer bo omogočena
podrobna delitev vsakega elementa določenega sredstva. Ob uveljavitvi CIM modela bo
možno zajemanje podatkov in spremljanje podatkov določenega elementa oziroma
sredstva.
PREGLED DISTRIBUCIJSKIH ELEKTROENERGETSKIH NAPRAV 4.2
Distribucijske elektroenergetske naprave lahko za začetek razdelimo glede na napetostni
nivo obratovanja posamezne naprave. Torej ločimo distribucijske elektroenergetske
naprave visokenapetosti 110 kV, srednjenapetosti 35 kV, 20 kV in 10 kV ter
nizkenapetosti 0,4 kV. Znotraj napetostnih nivojev so različni objekti, torej se na 110 in 35
kV napetostnem nivoju srečujemo z razdelilnimi transformatorskimi postajami (RTP). Na
20 kV napetostnem nivoju so zgrajene transformatorske postaje (TP), ki poskrbijo za
transformacijo na 0,4 kV napetostni nivo. Ta najnižji napetostni nivo je v uporabi v
gospodinjstvu in industriji. V teh objektih je vgrajena oprema, ki jo lahko razdelimo na
primarno in sekundarno. Primarna oprema skrbi za distribucijo električne energije,
sekundarna oprema pa skrbi za podporo obratovanju (zaščita, vodenje, meritve ...).
Zaradi obširnosti distribucijskega omrežja se bom v tem delu osredotočil na
transformatorske postaje in 20 kV omrežje. V študiji Poenotenje vzdrževanja
distribucijskega elektroenergetskega omrežja in postrojev je navedena delitev naprav, od
koder bom povzel delitev za transformatorske postaje in 20 kV omrežje [17]:
transformatorska postaja (TP SN/NN)
primarna oprema
- transformator SN/NN
- celice in zbiralke SN ali NN
- ločilnik SN
- ločilno stikalo SN
-
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
35
- odklopnik SN ali NN
- varovalke SN ali NN
- instrumentni transformator SN ali NN
- prenapetostni odvodniki SN ali NN
- lastna raba (UPS, AKU baterije, usmernik/razsmernik)
sekundarna oprema
- zaščita in vodenje (zaščitne naprave, naprave daljinskega
vodenja, lokalno vodenje)
- merilne naprave in naprave za nadzor kakovosti (števci,
stikalne ure, analizatorji kakovosti)
- telekomunikacije
gradbeni objekt
- zgradba
- strelovodna zaščita, ozemljitveni sistem in prenapetostna
zaščita
- alarmne in požarne naprave
- prezračevanje, klimatizacija in ogrevanje
nadzemni vodi (SN, NN)
oporišča (konstrukcija – steber, temelji, ozemljitve)
trasa
tokovodniki
zaščitne vrvi
ločilno mesto (ločilnik, ločilno stikalo, odklopnik)
ostala oprema (TK vodi, meritve idr.)
kablovodi (SN, NN)
kabel
trasa
spojke
kabelske glave in končniki
kabelska kanalizacija
-
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
36
cevi, kinete
kabelske police
jaški
Tehnični podatki vseh teh vgrajenih sredstev naj bi se nahajali v bazi tehničnih podatkov
(BTP), do katerih je moč dostopati preko različnih aplikacij.
PREGLED DIAGNOSTIČNIH NAPRAV ELEKTROENERGETSKEGA 4.3
DISTRIBUCIJSKEGA OMREŽJA
Velik poudarek pri izvajanju preventivnega vzdrževanja nam poda diagnostika.
Diagnostiko izvajamo na dva načina:
stalno (kontinuirano) in
občasno.
Stalne diagnostične metode (angl. on-line) se uporabljajo predvsem na napravah, ki
predstavljajo največji pomen za elektroenergetsko omrežje. Na področju omrežja Elektro
Gorenjska, d. d. se stalno spremljajo električne veličine v razdelilnih transformatorskih
postajah, razdelilnih postajah, vedno bolj pa se uveljavlja spremljanje električnih veličin na
nizko napetostnem nivoju v transformatorskih postajah. Električne veličine, ki se
spremljajo, so:
napetost,
tok,
delovna in jalova moč,
temperatura (na VN/SN transformatorjih),
cos(φ) (v transformatorskih postajah),
in tako dalje.
Staline diagnostične metode imajo predvsem poudarek na kakovosti električne energije.
Kakovost električne energije razdelimo na štiri področja [18]:
komercialna kakovost,
zanesljivost oskrbe in
-
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
37
kakovost napetosti.
Občasne diagnostike se poslužujemo po potrebi. Te metode so:
termovizija,
korona meritve,
meritve hrupa,
kontrola izolacije (pri VN/SN transformatorjih),
fizikalno – kemijske analize materialov (pri VN/SN transformatorjih),
diagnostika kvalitete kablovodov,
kontrola tlaka, pretokov, moči, časov delovanja, števila delovanj.
Trenutno so v Elektro Gorenjska, d. d. v največjem razmahu sodobne tehnologije, torej
termovizija in korona meritve, vedno bolj pa se uveljavlja diagnostika kvalitete
kablovodov. Meritev hrupa se izvaja zaradi zahtev zakonodaje, kontrola izolacije in
fizikalno-kemijske analize materialov pa se izvaja samo na 110/20 kV (VN)
transformatorjih.
Termovizija predstavlja brezkontaktno merjenje temperature na površini katere koli
naprave oziroma dela naprave. Meritve se izvajajo s termovizijsko kamero, ki nam
omogoča slikovni prikaz porazdelitve temperature merjene naprave. Poudarek termovizije
je v odkrivanju vročih oziroma pregretih točk. S termovizijsko kamero tako lahko
odkrijemo slabe spoje, pregrevanje kontaktov stikal, napake na izolatorjih, pregrevanje
transformatorjev, in tako dalje. Izvedba termovizije je najuspešnejša pri velikih
temperaturnih razlikah, zato jo v večini izvajamo v zimskem času. Prednost termovizje je
tudi v sami izvedbi, saj jo moramo izvajati v obratovanju naprave, torej nikogar ne
prikrajšamo pri oskrbi z električno energijo.
Delne razelektritve na površini izolacije oziroma korono opazujemo s korona kamero. Za
korono so značilni svetlobni in zvočni učinki. Intenzivnost je odvisna tudi od vremenskih
vplivov, tako bo korona intenzivnejša ob meritvah v vlažnem vremenu. Korona nam
predstavlja izgube in je tudi znak, da bo prišlo do napake oziroma preboja na elementu,
-
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
38
kjer je korona zaznana. Ravno tako kot pri termoviziji tudi pri izvedbi korona meritev ni
potreben izklop naprav in posledično ni prikrajšanja za odjemalce električne energije.
Delež kablovodov v elektroenergetskem omrežju se vsak dan povečuje, kar nam prinaša
tudi določene težave, saj kablovodov, ki so pod zemljo, ne moremo spremljati s klasičnimi
metodami. V izogib težavam in nepredvidenim napakam na elektroenergetskih kablovodih
se v Elektro Gorenjska, d. d. vedno bolj poslužujemo diagnostike kvalitete kablovodov. S
to vrsto diagnostike ugotavljamo degradacijo izolacije kablovoda.
-
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
39
5 OCENITVE, POMEMBNE ZA VZDRŽEVANJE
Kaj in kdaj vzdrževati, je seveda pomembno. Kot smo že večkrat poudarili, je poglavitni
cilj vzdrževanja ohranjati stopnjo zanesljivosti obratovanja sistema na najvišjem nivoju.
Zato je potrebno elementom sistema določiti možnost nastanka napake. V ta namen je v
svetu razvitih kar nekaj metod. V magistrski nalogi bom uporabil FMEA metodo, kjer gre
za analizo nastanka in vpliva napake. Osnovna filozofija metode je preprečitev napake še
predno se pojavi. FMEA je razvita za konstrukcije kakor tudi za tehnološke procese.
Procesa se med seboj lahko tudi prepletata. Aktivnosti FMEA metode razdelimo v tri
sklope. Prvi sklop vključuje pripravo in izdelavo analize, drugi sklop vključuje izvedbo
korektivnih ukrepov, v zadnjem, tretjem, sklopu pa je vključen proces spremljanja in
preverjanja stanja izvršenih ukrepov, nakar sledi ponovno vrednotenje.
Slika 5.1: Postopek metode FMEA [19]
Pomoč pri odločitvi, na kateri napravi je potrebno izvesti korektivne aktivnosti, nam poda
prioritetno število tveganja (PŠT, angl. RPN – Risk Priority Number). Prioritetno število
tveganja je zmnožek ocenjevalnih števil, ki so verjetnost nastanka napake (N), pomen
napake (P) in verjetnost odkritja napake (O). Vrednosti ocenjevalnih števil so navedena v
-
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
40
tabelah 4.1, 4.2 in 4.3. V kolikor je PŠT večje od 125, so nujni korektivni ukrepi. Izraz za
izračun PŠT je sledeč [1]:
PŠT N P O (5.1)
VERJETNOST NASTANKA NAPAKE 5.1
Verjetnost nastanka napake nam poda pomemben podatek, v kaj usmeriti poudarek pri
vzdrževanju ter tudi kje se lotiti investicijskega vzdrževanja ali celo novogradnje. Stanje
komponent se ocenjuje z vizualnimi pregledi v okviru cikličnih pregledov, čedalje bolj pa
se uveljavljajo tehnični diagnostični postopki. Vizualne preglede običajno izvaja osebje z
izkušnjami v vzdrževanju. Zaradi gospodarskih razlogov je uporaba takšnih postopkov
odvisna predvsem od vrednosti in pomembnosti komponente, ki se jo nadzira. Lahko bi
rekli, da so vedno bolj v podporo pri vizualnem pregledu naprave za izvedbo vizualnih
diagnostik (termovizija), ki se uporablja zaradi naraščajoče starosti komponent in
povečanja njihove uporabe.
Kot primer ocene lahko podamo VN/SN transformatorje, ki spadajo med najpomembnejše
komponente napajanja. To prioriteto dosegajo zaradi visokih stroškov investicije in zaradi
svojega pomena za zanesljivo oskrbo z električno energijo.
Osnovna merila za verjetnost nastanka napake so lahko:
starost,
obremenjenost,
zunanje stanje,
posebni dogodki (kratki stiki, prenapetosti, prevozi).
Vsekakor so pomembna tudi specifična merila za analizirano napravo. Za energetske
transformatorje sta to analiza olja (DGA) ter stanje regulacijskega stikala, za stikala pa
število preklopov.
-
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
41
Merila za oceno verjetnosti nastanka napake so določena na podlagi izkušenj delovanja,
analiz iz preteklosti ter statistike okvar in poškodb. Seveda pa zadeva ni tako enostavna, saj
se količina in kakovost podatkov razlikuje od primera do primera, v nekaterih primerih niti
nimamo dovolj razpoložljivih informacij iz preteklosti. V takih primerih uporabimo
izkušnje vzdrževalcev, kot tudi drugih operaterjev, vsaj ko gre za pridobivanje informacij o
zgodovini obratovanja naprave.
Tabela 5.1: Ocenjevalna števila za verjetnost nastanka napake [20]
Verjetnost pojavitve Pogostost Vrednost
zelo velika: napaka skoraj
neizbežna 1 od 2 10
zelo velika: napaka skoraj
neizbežna 1 od 3 9
velika: ponovljiva napaka 1 od 8 8
velika: ponovljiva napaka 1 od 20 7
srednja: občasna napaka 1 od 80 6
srednja: občasna napaka 1 od 400 5
srednja: občasna napaka 1 od 2000 4
majhna: relativno malo
napak 1 od 15000 3
majhna: relativno malo
napak 1 od 150000 2
zelo majhna: napaka ni
verjetna 1 od 1500000 1
POMEN NAPAKE 5.2
V preteklosti so bili podatki, ki so se uporabili za oceno pomena napake pridobljeni iz
izkušenj uporabe. Danes se zaradi večje usmerjenosti k tveganju daje večjo pozornost
analizam. Različni vidiki pomembnosti so opredeljeni glede na kriterije povezanih z
zanesljivostjo, tveganjem, in splošne oziroma netehnične kriterije. Vedeti je potrebno, da
se s korektivnimi ukrepi kriterij pomembnosti napake ne zmanjšuje.
Na podlagi analiz vzdrževanja se določi vpliv vodov in stikal, ki vplivajo na nezanesljivost
omrežja. Primerna kazalca za izdelavo analize sta kazalca pogostosti in verjetnosti izpada
dobave električne energije. Kot je navedeno v članku [21], je vpliv stikala na
nezanesljivost omrežja majhen.
-
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
42
V nasprotju s stikali pa so vodi lažje ranljivi in imajo večjo pogostost odpovedi. Zato je
smotrno pomembnost posameznega voda jasno definirati in ga razporediti v skupine z
različno prioriteto vzdrževanja. Pri izdelavi prioritete vzdrževanja vodov je pomembno
upoštevati tudi starost voda.
Tabela 5.2: Ocenjevalna števila za pomen napake [20]
VERJETNOST ODKRITJA NAPAKE 5.3
Verjetnost odkritja napake komponente lahko ocenimo s poznavanjem stanja in pomena
komponente. Za izdelavo ocene verjetnosti odkritja napake so potrebna sofisticirana
orodja, pravilne informacije in znanje. V odvisnosti od tipa komponente lahko uporabimo
različne metode za odkritje napak.
Posledica Resnost posledice Vrednost
nevarna, brez
opozorila
Zelo resna napaka, pojavi se brez opozorila in
vpliva na varnost in/ali povzroči neusklajenost z
regulativo.
10
nevarna, z
opozorilom
Zelo resna napaka, pojavi se z opozorilom in vpliva
na varnost in/ali povzroči neusklajenost z
regulativo.
9
zelo velika Izdelek neoperativen, izguba primarne funkcije. 8
velika Izdelek operativen z znižanimi performansi. Kupec
nezadovoljen. 7
srednje Izdelek operativen, vpliva na komfort. Kupec občuti
nelagodje. 6
majhna Izdelek operativen, zmanjšan komfort. Kupec
občuti neugodje. 5
zelo majhna Manjše napake (hrup, tresenje, izgled). Napako
opazi večina kupcev. 4
minimalna Manjše napake (hrup, tresenje, izgled). Napako
opazi povprečen kupec. 3
zanemarljiva Manjše napake (hrup, tresenje, izgled), napako
opazi zahteven kupec. 2
nič Napaka ne obstaja. 1
-
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
43
Tabela 5.3: Ocenjevalna števila za verjetnost odkritja napake [20]
Odkrivanje Verjetnost odkritja s predvidenim nadzorom Vrednost
absolutno
nezanesljivo
Sedanji (predvideni) nadzor ne bo ali / in ne more
odkriti vzrokov za napako. Nadzor ne obstaja. 10
zelo
minimalno
Zelo minimalna verjetnost da bo predvideni nadzor
odkril vzrok/mehanizem za napako. 9
minimalno Minimalna verjetnost, da bo predviden nadzor
odkril vzrok/mehanizem napake. 8
zelo majhno
Zelo majhna verjetnost, da bo predviden nadzor
odkril
vzrok/mehanizem napake.
7
majhno Majhna verjetnost, da bo predviden nadzor odkril
vzrok/mehanizem napake. 6
srednje Srednja verjetnost, da bo predviden nadzor odkril
vzrok/mehanizem napake. 5
srednje veliko
Srednja velika verjetnost, da bo predviden nadzor
odkril
vzrok/mehanizem napake.
4
veliko Velika verjetnost, da bo predviden nadzor odkril
vzrok/mehanizem napake. 3
zelo veliko
Zelo velika verjetnost, da bo predviden nadzor
odkril
vzrok/mehanizem napake.
2
skoraj
zanesljivo
Predviden nadzor bo skoraj zanesljivo odkril
vzrok/mehanizem napake. 1
-
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
44
6 DOLOČITEV STRATEGIJE ZA DOLOČENO PODROČJE OMREŽJA EG
Ob besedi strategija se nam že takoj poraja vprašanje kaj strategija pravzaprav sploh je.
Strategija je v SSKJ definirana kot [22]:
1. postopki, načini načrtovanja in vodenja velikih vojaških operacij, vojne;
2. publ., navadno s prilastkom postopki, načini za dosego kakega cilja.
Strategija je torej opredeljevanje poti, postopka oziroma načina za dosego zastavljenega
cilja. V poslovnem področju strategija predstavlja konkurenčno prednost, konkurenčna
prednost pa predstavlja doseganje nižjih stroškov.
Ob izdelavi strategije se nam poraja vprašanje, kako se zadeve lotiti. Vedno me vodi
načelo, da težave rešujem po korakih. Prvi korak v mozaiku izdelave strategije je izbira
področja omrežja. Ko imam izbrano področje se bom lotili izdelave analize kritičnih mest
po metodi FMEA. Ko imam določena kritična mesta, lahko ukrepam z vzdrževanjem. Po
ukrepanju zopet izvedem analizo po metodi FMEA s čimer pridobim orientacijo, ali sem
na pravi poti.
OBRAVNAVANO PODROČJE 6.1
Ob izdelavi strategije vzdrževanja se bom osredotočil na srednjenapetostno omrežje
Elektro Gorenjska, d. d.. Izbral sem del omrežja, ki vključuje vse bistvene elemente
distribucijskega elektroenergetskega omrežja, torej kablovode, daljnovode,
srednjenapetostna stikala in transformatorske postaje. V obravnavanem omrežju se ne
pojavljajo samo različni tipi sredstev, razlikujejo se tudi po starosti, načinu vgradnje, in
tako dalje.
Obravnavno področje omrežja prikazuje slika 6.1. Geografsko se razteza od razdelilne
transformatorske postaje (RTP) Škofja Loka, skozi Frankovo naselje, vasi Grenc, Virmaše
-
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
45
in Sveti Duh, do transformatorske postaje Žabnica. Vključuje 10 SN/NN transformatorskih
postaj, 16 srednjenapetostnih stikal, 3657 m kablovodov in 2228 m daljnovodov. Spisek
opreme se nahaja v tabeli 6.1.
Slika 6.1: Obravnavano področje Elektro Gorenjska, d. d.
Tabela 6.1: Spisek opreme obravnavanega območja
Zap
. št.
Naziv opreme Vrsta opreme Tip opreme Leto
zgraditve
1 K5088 RTP ŠKOFJA
LOKA – TAMPELJ
kablovod XHE 49A
3x1x150
1979
2 K5126 FRANKOVO
NASELJE – TAMPELJ
kablovod XHE 49A
3x1x150
1986
3 K5038 FRANKOVO
NASELJE – GRENC
kablovod XHE 49A
3x1x150
1971
4 K5254 GRENC –
VIRMAŠE
kablovod XHE 49A
3x1x150
1971
5 D0451 STRAŽIŠČE
ŠKOFJA LOKA
daljnovod AL-FE
3x1x35
1944
6 K5213 D0451 – SVETI
DUH
kablovod XHE 49A
3x1x150
2002
7 D0464 SVETI DUH PRI
CERKVI
daljnovod AL-FE
3x1x35
1994
8 D0460 FORME daljnovod AL-FE
3x1x35
1978
9 K5282 FORME – SV.
DUH GRAD
kablovod XHE 49A
3x1x150
2009
»se nadaljuje«
-
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
46
»nadaljevanje«
Zap
. št.
Naziv opreme Vrsta opreme Tip
opreme
Leto
zgraditve
10 K5198 SVETI DUH
GRAD – SVETI DUH
GORAJTE
kablovod XHE 49A
3x1x150
1998
11 D0459 SP. ŽABNICA daljnovod AL-FE
3x1x35
1981
12 S0971 TAMPELJ – RTP
ŠKOFJA LOKA
prostozračno stikalo v stavbi CS1N 1979
13 S0972 TAMPELJ –
FRANKOVO NASELJE
prostozračno stikalo v stavbi CS1N 1979
14 S0973 FRANKOVO
NASELJE – TAMPELJ
prostozračno stikalo v stavbi CS1N 1977
15 S0231 FRANKOVO
NAS – GRENC
prostozračno stikalo v stavbi CS1N 1977
16 S1671 GRENC –
FRANKOVO NASELJE
s plinom izolirano stikalo v
stavbi (SF6)
8DJ 2006
17 S1672 GRENC –
VIRMAŠE
s plinom izolirano stikalo v
stavbi (SF6)
8DJ 2006
18 S0653 VIRMAŠE –
GRENC
prostozračno stikalo v stavbi CS1N 1971
19 S0232 VIRMAŠE –
ZVEZNI
prostozračno stikalo RAL 1983
20 S1378 ODCEP TP
SVETI DUH
prostozračno stikalo RAL 2002
21 S2350 SVETI DUH – DV
KRANJ
s plinom izolirano stikalo v
stavbi (SF6)
8DJ 2002
22 S3551 T1003 SVETI
DUH PRI CERKVI –
UVOD
prostozračno stikalo RAL 1994
23 S1836 DV FORME –
ODCEP SVETI DUH
GRAD
prostozračno stikalo RAL 2009
24 S1838 SVETI DUH
GRAD – DV FORME
prostozračno stikalo v stavbi CS1N 1987
25 S1273 SVETI DUH
GRAD – TP GORAJTE
prostozračno stikalo v stavbi CS1N 1987
26 S2352 SVETI DUH
GORAJTE – SVETI
DUH GRAD
prostozračno stikalo v stavbi CS1H 1998
27 S3558 T0561 SPODNJA
ŽABNICA
prostozračno stikalo RAL 1998
-
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
47
ANALIZA KRITIČNIH MEST 6.2
Analiza kritičnih mest obravnavanega omrežja iz slike 6.1 bo izdelana po FMEA metodi.
V pomoč pri določitvi prioritetnega števila tveganja (PŠT) nam bodo tabele 5.1, 5.2 in 5.3.
Rezultati analize so v tabelah priloge A tega magistrskega dela. Obarvani deli tabel
predstavljajo napako, kjer prioritetno število presega vrednost 125, kar pomeni, da napaka
predstavlja ogrožajočo napako in je za to napako potrebno prilagoditi preventivni ukrep. S
prilagojenim preventivnim ukrepom se bo zmanjšala nevarnost pojavljanja napake. Ko
imamo prilagojen preventivni ukrep določen, se izvede ponovna analiza kritičnega mesta.
OPTIMIZIRANJE PREVENTIVNIH UKREPOV 6.3
V tem poglavju bom opisal optimiziranje preventivnih ukrepov kot predvideva metoda
FMEA. S tem bomo povečali zanesljivost delovanja obravnavanega elektroenergetskega
sistema. Optimiziranje mora upoštevati naslednje prioritete:
zmanjšati vzroke odpovedi,
zmanjšati učinke odpovedi,
urediti sistem, da bo potencialna napaka pravočasno odkrita.
Optimiziranje po metodi FMEA je predstavljeno tabelah priloge B. Razvidno je, da z
optimizacijo zmanjšamo prioritetno število tveganja, kar pomeni, da smo zmanjšali
možnost nastanka napake.
Največ možnih napak se nam pojavi na daljnovodu, saj so najbolj izpostavljeni
vremenskim vplivom. Na vremenske in elementarne dogodke nimamo vpliva, zato ne
moremo zmanjšati možnosti nastanka te napake. Rešitev tega problema je le v prehodu v
kabelsko omrežje. Zaradi planiranja prehoda v kabelsko omrežje se v vzdrževanje
daljnovodov investira malo, v kolikor pa se, so to minimalni zneski. Primerjava
vzdrževanja in izgradnje daljnovodnega in kabelskega omrežja je predstavljeno v poglavju
6.4.
-
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
48
Oprema, ki ima tudi veliko možnih napak so stikala. Največji problem pri stikalih je starost
in s tem pojavljanje predvsem mehanskih napak. Te napake se odpravlja ob planiranih
vzdrževanjih, v veliki meri pa se največkrat odloča o investiciji v novo sodobno opremo.
Le-ta nam ob pravilni montaži ne predstavlja tveganja za nastanek napake.
PRIMERJAVA DALJNOVODNEGA IN KABELSKEGA OMREŽJA 6.4
V tem poglavju bom predstavil ekonomsko kakor tudi primerjavo zanesljivosti
daljnovodnega in kabelskega omrežja. Iz česa so stroški življenjske dobe naprave
sestavljeni, sem obdelal že v poglavju 3. Primerjal bom strošek življenjske dobe 1 km
srednjenapetostnega daljnovodnega omrežja oziroma 1 km srednjenapetostnega kabelskega
omrežja. Vsi predstavljeni stroški so zgolj informativne narave in v realnosti lahko
odstopajo. V primerjavi ni navedenih stroškov odškodnin za poškodovana zemljišča, ravno
tako niso navedeni stroški odkupa zemljišč oziroma stroški pridobitve služnostne pravice.
Primerjava zanesljivosti bo izvedena na primerjavi kazalnika SAIDI in SAIFI.
6.4.1 Strošek življenjske dobe srednjenapetostnega daljnovodnega omrežja
Strošek izgradnje srednjenapetostnega daljnovodnega omrežja je ocenjen na podlagi
pridobljene ponudbe izvajalskega podjetja. Pridobljena ponudba je priloga C magistrske
naloge, v tem delu pa bom navedel samo končne cene izgradnje srednjenapetostnega
daljnovodnega omrežja.
Tabela 6.2: Strošek izgradnje enega kilometra srednjenapetostnega daljnovodnega omrežja
IZVEDENO DELO OZ. MATERIAL VSOTA V €
elektromontažna dela in material 45.892,94
gradbena dela in material 2.729,90
SKUPAJ gradbena in elektromontažna dela in material 48.622,84
-
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
49
Vsako napravo je potrebno tudi vzdrževati. V nadaljevanju bom predstavil oceno stroška
vzdrževanja daljnovodnega omrežja. Ocena vzdrževanja je izvedena na podlagi časovnih
intervalov in potreb po vzdrževanju, kot je navedeno v publikaciji Navodila za vzdrževanje
distribucijskega elektroenergetskega omrežja. Stroške enoletnega vzdrževanja enega
kilometra srednjenapetostnega daljnovodnega omrežja sem ocenil na 436,123 €/km. Za
vzdrževanje celotnega srednjenapetostnega daljnovodnega omrežje Elektro Gorenjska, d.
d. (dolžina 784,102 km) bi za eno leto to predstavljalo 341.964,92 €. Za izračun stroškov
življenjske dobe je tudi pomembno kakšna je življenjska doba naprave. Za
srednjenapetostne vode (daljnovode in kablovode) imamo v Elektro Gorenjska, d. d.
določeno življenjsko dobo 40 let. Izračun stroška vzdrževanja daljnovodnega in kabelskega
omrežja je priloga D magistrske naloge.
Tabela 6.3: Strošek vzdrževanja enega kilometra srednje napetostnega daljnovodnega omrežja
Strošek vzdrževanja DV za 1 km/leto 436,123 €/km
Strošek vzdrževanja celotnega DV omrežja v enem letu 341.964,92 €
Strošek vzdrževanja DV v celoti življenjski dobi za 1 km 17.444,92 €/km
Stroški življenjske dobe srednjenapetostnega daljnovoda predstavlja vsoto stroška
investicije in vzdrževanja v celotni življenjski dobi. Strošek je izračunan v tabeli 6.4.
Tabela 6.4: Strošek življenjske dobe enega kilometra srednjenapetostnega daljnovodnega omrežja
Skupni strošek investicije 48.622,84 €/km
Skupni strošek vzdrževanja DV 17.444,92 €/km
Strošek življenjske dobe DV 66.067,76 €/km
6.4.2 Strošek življenjske dobe srednjenapetostnega kabelskega omrežja
Ravno tako kot strošek izgradnje srednjenapetostnega daljnovodnega omrežja je tudi
strošek izgradnje srednjenapetostnega kabelskega omrežja ocenjen na pridobljene ponudbe
izvajalskega podjetja. Ponudba je priloga magistrske naloge.
-
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
50
Tabela 6.5: Strošek izgradnje enega kilometra srednjenapetostnega kabelskega omrežja
IZVEDENO DELO OZ. MATERIAL VSOTA V €
elektromontažna dela in material 29.170,65
gradbena dela in material 9.140,00
SKUPAJ gradbena in elektromontažna dela in material 38.310,65
Ravno tako kot pri daljnovodnem omrežju je potrebno tudi kabelsko omrežje vzdrževati.
Seveda je tega vzdrževanja manj, vendar pa ga je potrebno v stroških življenjske dobe
upoštevati.
Tabela 6.6: Strošek vzdrževanja enega kilometra srednjenapetostnega kabelskega omrežja
Strošek vzdrževanja KBV za 1 km/leto 228,05 €/km
Strošek vzdrževanja celotnega KBV omrežja v enem letu 174.409,70 €
Strošek vzdrževanja KBV v celoti življenjski dobi za 1
km 9.122,0 €/km
Strošek življenjske dobe predstavlja vsoto vzdrževalnih stroškov in stroškov izgradnje.
Tabela 6.7: Strošek življenjske dobe enega kilometra srednjenapetostnega kabelskega omrežja
Skupni strošek investicije 38.310,65 €/km
Skupni strošek vzdrževanja KBV 9.122,0 €/km
Strošek življenjske dobe KBV 47.432,65 €/km
6.4.3 Rekapitulacija stroškov življenjske dobe
Rekapitulacija predstavlja povzetek stroška življenjske dobe daljnovodnega in kabelskega
omrežja. Predstavljena je v spodnji tabeli.
-
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
51
Tabela 6.8: Rekapitulacija stroškov življenjske dobe
Strošek življenjske dobe DV 66.067,76 €/km
Strošek življenjske dobe KBV 47.432,65 €/km
Razlika DV – KBV 18.635,11 €/km
Iz rekapitulacije je razvidno, da je strošek življenjske dobe daljnovoda za nekaj več kot 18
tisoč evrov višji kot strošek življenjske dobe kablovoda. Torej z izgradnjo kablovoda kar
nekaj privarčujemo.
6.4.4 Primerjava zanesljivosti daljnovodnega in kabelskega omrežja
Primerjava zanesljivosti daljnovodnega in kabelskega omrežja bo izvedena s primerjavo
kazalnika SAIDI in SAIFI. Za zanesljivost daljnovodnega omrežja bom vzel izvod
Poljanska dolina v RTP Škofja Loka. Ta izvod ima večino daljnovodnega omrežja. Za
kabelsko omrežje sem izbral izvod Frankovo naselje v RTP Škofja Loka. Ta izvod je
zgrajen izključno s kabelskim omrežjem.
Tabela 6.9: Načrtovane dolgotrajne prekinitve (SAIFI) in kratkotrajne prireditve (MAIFI) za izvod Pošta
Frankovo naselje
Nenačrtovane dolgotrajne prekinitve Kratkotrajne
prekinitve
Naziv izvoda Pošta Frankovo naselje
Vzrok/leto Lastni Tuji Višja sila
SAIFI SAIDI SAIFI SAIDI SAIFI SAIDI MAIFI
2011 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000
2012 0,000 0,000 2,000 21,200 0,000 0,000 0,000
2013 1,000 11,283 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000
-
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
52
Slika 6.2: SAIFI za izvod Pošta Frankovo naselje glede na vzrok in leto
Slika 6.3: SAIDI za izvod Pošta Frankovo naselje glede na vzrok in leto
Lastni
Tuji
Višja sila
0,000
0,500
1,000
1,500
2,000
2011 2012 2013
Šte
vil
o p
rek
init
ev [
prek
./od
j.]
Leto
SAIFI - Pošta Frankovo naselje
Lastni
Tuji
Višja sila
0,000
5,000
10,000
15,000
20,000
25,000
2011 2012 2013
Traja
nje
prek
init
ev [
min
/od
j..]
Leto
SAIDI - Pošta Frankovo naselje
-
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
53
Tabela 6.10: Načrtovane dolgotrajne prekinitve (SAIFI) in kratkotrajne prireditve (MAIFI) za izvod
Poljanska dolina
Nenačrtovane dolgotrajne prekinitve Kratkotrajne
prekinitve
Naziv izvoda Poljanska dolina
Vzrok/leto Lastni Tuji Višja sila
SAIFI SAIDI SAIFI SAIDI SAIFI SAIDI MAIFI
2011 0,140 8,217 0,000 0,000 0,999 26,273 9,975
2012 0,399 15,535 2,365 32,209 0,034 1,740 21,007
2013 0,051 1,629 0,000 0,000 2,880 147,853 19,654
Slika 6.4: SAIFI za izvod Poljanska dolina glede na vzrok in leto
Lastni
Tuji
Višja sila
0,000
0,500
1,000
1,500
2,000
2,500
3,000
2011 2012 2013
Šte
vil
o p
rek
init
ev [
prek
./od
j.]
Leto
SAIFI - Poljanska dolina
-
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
54
Slika 6.5: SAIDI za izvod Poljanska dolina glede na vzrok in leto
Iz slike 6.2 in 6.4 je razvidno, da je manjše število prekinitev za izvod Pošta Frankovo
naselje kot pa za izvod Poljanska dolina. Iz slike 6.3 in 6.5 pa je razvidno, da je trajanje
prekinitev na izvodu Pošta Frankovo naselje manjše. Torej lahko iz tega sklenemo, da so
odjemalci na izvodu Pošta Frankovo naselje manjkrat moteni in tudi za manj časa.
Slika 6.6: MAIFI za izvod Poljanska dolina in Pošta Frankovo naselje glede na leto
Lastni
Tuji
Višja sila
0,000
50,000
100,000
150,000
2011 2012 2013
Traja
nje
prek
init
ev [
min
/od
j.]
Leto
SAIDI - Poljanska dolina
0,000
5,000
10,000
15,000
20,000
25,000
2011 2012 2013
MAIFI
Pošta Frankovo naselje
Poljanska dolina
-
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
55
Iz slike 6.6 je razvidno, da je na izvod Poljanska dolina tudi veliko večje število
kratkotrajnih prekinitev (MAIFI), medtem ko na izvodu Pošta Frankovo naselje v obdobju
med 2011 in 2013 ni bilo zaznanih kratkotrajnih prekinitev.
Vsebina poglavja 6.2 dokazuje, da je smotrnost le v gradnji kabelskega omrežja, saj je v
svoji življenjski dobi cenejše in tudi bolj zanesljivejše. Naslednja težava gradnje
daljnovodnega omrežja se danes kaže tudi v nasprotovanju prebivalstva, še večji problem
gradnje pa so urbana naselja, kamor daljnovoda nikakor ne moremo umestiti.
-
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
56
7 ZAKLJUČEK
Za zanesljivo delovanje elektroenergetskega omrežja in s tem povezano preskrbo
odjemalcev je pomembno, da je vzdrževanje zasnovano na najvišjem nivoju. Distributerja
elektroenergetskega omrežja k vzdrževanju silijo pravilnik in od nadaljnjega tudi navodila,
ki določajo letno pregledovanje in spremljanje omrežja. Kriza, ki se je pričela že pred leti,
pa sili načrtovalce vzdrževanja v varčevanje, s tem da mora nivo zanesljivosti ostati na
istem nivoju.
Vsekakor je pomembno v začetku izbrati strategijo, ki bo po najcenejši poti privedla do
tega nivoja. Ključno v vzdrževanju je poznavanje vsakega elementa omrežja. Zavedati se
je potrebno, da je elektroenergetsko omrežje distribucijskega operaterja ogromno, to pa
prinaša tudi zelo veliko število naprav, od tega veliko različnih. Za nadzorovanje takega
ogromnega števila naprav je potrebno imeti tudi zelo dobro inforamcijsko podporo.
S pomočjo FEMA analize sem določil kritična mesta omrežja, na katera se moramo še
posebej osredotočiti. Vseh kritičnih mest s preventivnimi vzdrževalnimi ukrepi ne moremo
odpraviti, zato sem nadalje poiskal drugo rešitev, in sicer izgradnjo kabelskega omrežja. Ta
ima kar nekaj prednosti v primerjavi z daljnovodnim omrežjem. Razvidno je, da se
privarčuje kar nekaj denarja. Meni dostopna literatura, take analize kritičnih mest
elektroenergetskega distribucijskega omrežja še ni obravnavala. Sama analiza pa se je za to
področje dobro izkazala.
Po pričevanju izkušenega vzdrževalnega osebja in po podatkih (predvsem iz ustnega
izročila) je jasno, da veliko napak nastane med montažo elektroenergetskega sistema.
Zaradi tega bo potrebno posvetiti večjo pozornost monterjem, ki gradijo elektroenergetsko
omrežje. Tu je predvsem mišljeno izobraževanje.
Glavna težava na katero sem naletel med izdelavo magistrske naloge, je pomanjkanje
pravih (ključnih) podatkov, kar pomeni, da bo za vzdrževanje potrebno pripraviti lastno
-
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
57
profesionalno aplikacijo. Z njo bo veliko lažje izdelovati analize, predloge za nove načine
vzdrževanja, hkrati pa bo aplikacija tudi podpora nakupu naprav in opreme.
-
Univerza v Mariboru – Fakulteta za energetiko
58
LITERATURA IN VIRI
[1] Aberšek, B. Flašker, J. Vzdrževanje: sistemi, stretegije, procesi in optimiranje,
Fakulteta za strojništvo. Maribor: 2005.
[2] Tehniški predpisi za obratovanje in vzdrževanje elektroenergetskih postrojev.
Ljubljana: Elektrotehniška zveza Slovenije, 1968.
[3] SIST EN 13306: 2010. Vzdrževanje – terminologija iz področja vzdrževanja. SIST,
Ljubljana, 2010.
[4] SIST EN 13460:2009. Vzdrževanje – dokumentacija za vzdrževanje. SIST,
Ljubljana, 2009.
[5] SIST EN 15341: 2007. Vzdrževanje – Bistveni kazalniki učinkovitosti vzdrževanja.
SIST, Ljubljana, 2007.
[6] Navodila za vzdrževanje distribucijskega elektroenergetskega omrežja. Maribor:
SODO d.o.o., 2013.
[7] Androjna, A. Rosi, B. Celostno obvladovanje vzdrževanja, Učila International.
Tržič: 2008.
[8] Moubray, J. Reliability-centered maintenance, Oxford. New York: 1991.
[9] Akt o posredovanju podatkov o kakovosti oskrbe z električno energijo. Ur. L. RS
št. 73/2012.
[10] Campbell, J. D. Jardine, A. McGlynn J. Asset Ma