MANUTENZIONE PREDITTIVA SUGLI IMPIANTI ELETTRICI - Orientamenti attuali e prospettive future - Sezione AEIT-TAA
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MANUTENZIONE PREDITTIVA SUGLI IMPIANTI ELETTRICI
Orientamenti attuali e prospettive future
Venerdì 26 Maggio 2017
Presso Dipartimento Ingegneria Civile Uni. TN
LA MANUTENZIONE NEL SUO CONTESTO
SISTEMA
La manutenzione di un Impianto
Elettrico non può prescindere
dal contesto di Sistema in cui si
trova e dalla funzione svolta a
servizio dello stesso
MANUTENZIONE
ESERCIZIO e MANUTENZIONE: due mondi spesso in conflitto tra di loro
ESERCIZIO MANUTENZIONE
Garantire la massima disponibilità Garantire la massima efficienza dell’apparecchio
all’esercizio con il solo riferimento preservandone l’integrità per un impiego duraturo
ai dati di targa dell’apparecchio. nel tempo.
SOLO FUNZIONALITA’ CONSERVARE VALORE
ESERCIZIO e MANUTENZIONE nell’organizzazione aziendale
Distinte
Funzioni
aziendali
Complementari
Normalmente la funzione Manutenzione viene considerata subalterna a quella di Esercizio
venendo meno una visione univoca dell’interesse generale.
Vedi il caso della manutenzione segregata al periodo di ferie estivo.
Necessità di personale
In proprio preparato nel settore
Conduzione
Attività Difficoltà di definire
Tramite Terzi un contratto specifico ed
individuare la ditta qualificata
Le varie forme di manutenzione
Def. UNI 10147:
“Combinazione di tutte le azioni tecniche ed amministrative, incluse le azioni di supervisione,
volte a mantenere o a riportare una entità in uno stato in cui possa eseguire la funzione richiesta”.
Manutenzione
su guasto A data costante
Ciclica
A età costante
Politiche di Manutenzione Su condizione
Manutenzione preventiva
Predittiva
Migliorativa
La manutenzione nella storia della tecnologia
Anni 1940-1950 Anni 1960-1970 Anni 1980-2000 Oggi
Si ripara su guasto Si tende ad evitare il guasto Si aumentano le informa- Si tende ad aumentare
e conseguente fuori servizio zioni tramite il monitoraggio l’affidabilità
Manutenzione Manutenzione Manutenzione Manutenzione
Correttiva Preventiva Predittiva Migliorativa
Si presume che il Si ha una programmazione L’obiettivo è quello di L’obiettivo è più
sistema abbia delle con interventi periodici o sfruttare i «segnali deboli» ambizioso in quanto
Sovrabbondanze. su condizione. per contrastare le cause si vuole migliorare
Gestione banale Necessita di una gestione primarie di guasto. l’affidabilità.
relativamente semplice Necessita di una gestione Necessita di una gestione
(anche a mano) Complessa (con mezzi complessa.(con modelli
Informatici) ingegneristici)
Può prevedere sostituzioni Utile per garantire la Per la continuità del
In tutti i casi di componenti non usurati continuità del servizio. servizio e per aumentare
il valore dell’impianto
passato presente futuro futuro
Visione temporale
I COSTI COMPLESSIVI DI MANUTENZIONE
Predittiva
Preventiva
Su guasto
0 25 50 75 100
Perdita di produzione
Costi diretti di manutenzione
La manutenzione nel ciclo di vita di una macchina
( l’affidabilità nel tempo )
Invecchiamento
fisiologico
Revisione
revisione
Margine
di
sicurezza Invecchiamento
precoce
Livello critico
Affidabilità
Riparazione
Fine vita
teorico
Età
Esercizio Normale Esercizio Difettoso Guasto
Riparazione: azione di semplice recupero del difetto prevalente
Revisione: azione accompagnata dalla rimozione delle cause di invecchiamento precoce (risanamento
ambientale, aggiornamento del progetto, etc).
La manutenzione secondo i costi
Manutenzione Manutenzione
Ordinaria Straordinaria
Spese correnti Investimenti
Orientata a mantenere le prestazioni - Può prolungare la vita utile e/o migliorare
per la prevista vita utile le prestazioni
- Determina un’incremento del valore
Costi propri Costi indotti Costi che dipendono dall’intervento
e vanno commisurati al recupero di
prevedibili Dipendono dal aspettativa di vita ed al costo di
tipo di intervento sostituzione.
LA NORMATIVA SULLA MANUTENZIONE
Normativa generale Norme CEI orientate
valida per ogni settore prevalentemente
industriale sulla sicurezza
Si introduce un orientamento
al valore dell’impianto
ISO CEI
55000 Asset Management EN 50110-1 Esercizio degli impianti elettrici
9001 Quality management systems 11-15 Esecuzione dei lavori sotto tensione ….
17359 Condition monitoring and diagnostics of machines 78-17 Manutenzione delle cabine elettriche MT/MT
e MT/bt dei clienti/utenti finali
UNI
10144 Classificazione dei servizi di manutenzione
10146 + 10685 Criteri per la formulazione di un contratto ..
10147 Manutenzione, terminologia
10366 Criteri di progettazione della manutenzioneLE CONDIZIONI PER UNA MANUTENZIONE PREDITTIVA
La Manutenzione Predittiva ha come obiettivo quello di misurare il tipo di usura di esercizio
e valutare i segnali significativi per l’insorgere di malfunzionamenti orientando verso il
miglior intervento manutentivo. Necessita quindi
- Conoscere il componente d’impianto
(informazioni sulla tecnologia costruttiva)
- Conoscerne la storia di esercizio
(informazioni sul singolo individuo ma anche sulla famiglia)
- Individuare i parametri significativi per valutare lo stato di funzionamento
ed eventuali anomalie
- Disporre di un modello di comportamento dell’oggetto che possa definire
il livello di usura e le eventuali patologie e prevedere il fine vita.L’INGEGNERIA DELLA MANUTENZIONE L’attenzione odierna ai costi di esercizio e manutenzione di un apparecchio impone un’analisi dettagliata del processo di manutenzione sin dalla progettazione dell’apparecchio con riferimento a: - Gli elementi essenziali per un piano di manutenzione - Una valutazione dell’affidabilità - Definizione delle parti di ricambio con relativa logistica - L’accessibilità dei componenti per la manutenzione
NEL CONTESTO DELL’EVOLUZIONE INDUSTRIALE
SMART
GRID
La macchina Energia elettrica Elettronica Connettività, Reti
a vapore Produzione di serie Automazione Internet delle cose
e e eNELLA RETE INTELLIGENTE TUTTO E’ CONNESSO
MANUTENZIONE 4.0 NELL’INDUSTRIA 4.0
Efficienza
Energetica
Efficienza EFFICIENZA Efficienza
Servizi E VALORE Manutenzione
DELL’ASSET
Efficienza
EsercizioGLI ORIENTAMENTI PER LA MANUTENZIONE PREDITTIVA
(Industry 4.0 e smart factory)
E’ quindi possibile immaginare di disporre di un sistema di monitoraggio con elaborazione
dei dati in tempo reale che possa definire i parametri utili per valutare:
- Usura dell’apparecchio
- Margini di sovraccaricabilità (curva di carico)
- Eventuali anomalie di comportamento
- Analisi delle cause delle anomalie
- Eventuali tipi di intervento manutentivo ed in quali tempi
- Eventuale monitoraggio mirato di alcuni parametri con periodicità più spinta del normaleIL FLUSSO DELLE INFORMAZIONI
data-base
Individuo
Segnali di allarme e
famiglia
Responso diagnostico
Segnali di esercizio
MODELLO
Monitoraggio on-line INGEGNERISTICO
parametri diagnostici
Piano manutenzione
Raccolta dati dal
manutentoreESEMPIO DI MODELLO INGEGNERISTICO PER TR DI POTENZA
Rappresentazione
degli elementi
concorrenti.FLUSSO LOGICO DEI PROVVEDIMENTI
Modello ingegneristico di manutenzione
INPUT OUTPUT
ispezioni
Elaborazione
segnali on line
dati singoli
Target
dati esercizio
Proposta di
Elaborazione Elaborazione Individuazione azione con
dati combinati complessa azione programma
manutenzione
dati componente
Correlazione
storia componente dati storici
e della famigliaLE OPPORTUNITA’ OFFERTE DAL MONITORAGGIO ON-LINE
Temperatura ambiente
Fattore di perdita
Corrente di carico
Temperatura olio alto
Ventilatori
Correnti
Pompe
Umidità
Temperatura olio basso
Gas disciolti: HYDRAN
Indice motore VSCEsempio di sistema di monitoraggio con funzionalità di controllo
NEL FUTURO PROSSIMO: INTEGRAZIONE
In sala controllo arriveranno
anche informazioni dal monitoraggio:
Es. livello di sovraccaricabilità on-line
monitoraggio
Sistema
monitoraggio
e controllo
on-site controllo
monitoraggio
comando
Modello Sala controllo di Stazione
Piano di
manutenzione segnalazione
IngegneristicoDUE ESEMPI ATTUALI Siemens ABB Per trasformatori di potenza Anche per trasformatori di distribuzione
VERSO IL FUTURO I costruttori consegneranno le apparecchiature dotate di sistema di monitoraggio. Nel sistema di monitoraggio saranno presenti criteri di valutazione dei segnali con definizione di limiti di esercizio ed interventi di manutenzione. Il manuale di manutenzione sarà quindi integrato nel sistema. C’è il rischio che l’Esercente diventi sempre più un soggetto passivo.
VERSO IL FUTURO
Manutenzione orientata all’affidabilità
del sistema e al valore dell’asset.
Ricadute sui contratti Ricadute sui costi dei
di manutenzione premi assicurativi.Alcuni esempi di cattiva manutenzione o disattenzione verso l’impianto. Le foto sono state fornite dal collega L. Rossato e riguardano la sua attività di consulenza sui TR.
Scarica esterna tra i passanti a seguito sovratensione atmosferica
evitabile con l’adozione di idonei scaricatori.TR 250 kVA 10-20/0,4 kV Scarica tra spire e tra strati in zona centrale avvolgimento M.T. a causa di scarso trattamento in forno ed autoclave. Il controllo dell’olio poteva evidenziare Il problema.
TR da 160 kVA 10-20/0,4 kV Surriscaldamento connessione di b.t. per cattivo contatto. Problema rilevabile da analisi olio e probabilmente anche da thermovision esterna.
TR 400 kVA 10-20/0,4 kV
Ossidazione spinta dell’olio con formazione
di morchie
Le analisi olio e controllo
temperature avrebbero
monitorato il problemaTR da 1000 kVA 20/0,4 kV Perdite notevoli d’olio sulle tenute del coperchio. Funzionamento prolungato in sovraccarico testimoniato dal «biscottamento» della parte attiva (senza foto). Mancato monitoraggio: - Carico - Temperature - Olio.
TR 25 MVA 132/15 kV Scoppio isolatore passante per cedimento isolamento interno del passante Il controllo periodico del tgd eviterebbe il problema.
TR 40 MVA 132/15 kV
Evidenti trasudamenti d’olio
con contemporaneo esercizio
in sovraccarico
Mancato monitoraggio:
- Carico
- Temperature
- OlioTR surriscaldato ma ancora funzionante. Mancato monitoraggio del carico e dell’olio.
TR 100 kVA 20/0,4 kV
Y/Zn11
Surriscaldamento della
zona centrale delle pareti
di cassa per circolazione di
flusso omopolare causato
da carico squilibrato.
Mancato monitoraggio:
- Carico
- Temperature
- Olio.IL MONDO DELLA MANUTENZIONE E’ COINVOLTO DA UNA VERA RIVOLUZIONE
Cambierà completamente l’approccio all’impianto A voi la nuova sfida
dove saremo sommersi da molte più informazioni.
I sistemi saranno chiamati a fornire anche ipotesi di
intervento.
Per superare il rischio della deresponsabilizzazione
bisognerà formare il personale con conoscenze più
approfondite sui componenti di impianto e sulle
logiche di supervisione.
Ringrazio per l’attenzione e per la pazienza !!.Puoi anche leggere
