ASPECTOS TÉCNICOS E GERENCIAIS DE MANUTENÇÃO EM INSTALAÇÕES ELÉTRICAS

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1 GMI/ a 26 de Outubro de 2001 Campas - São Paulo - Brasl GRUPO XII ASPECTOS TÉCNICOS E GERENCIAIS DE MANUTENÇÃO EM INSTALAÇÕES ELÉTRICAS INDICADORES DE DESEMPENHO DA TRANSMISSÃO: METODOLOGIA DE CÁLCULO E UTILIZAÇÃO EM MODELOS PROBABILÍSTICOS DE ANÁLISE E DECISÃO Sergo Bradão da Motta CEMIG RESUMO Este texto apreseta uma flosofa e uma prátca de egehara de mauteção voltada para a gestão da dspobldade de sstemas de trasmssão de eerga elétrca. Para tato é ecessáro o domío do cclo completo da formação, ou seja, desde o ambete operacoal ode são gerados os dados prmáros, passado por estágos termedáros de processameto e utlzação, até a sua fase fal, mas elaborada, ode, com apoo de modelos probablístcos, são tomadas as decsões de caráter estratégco. O objetvo deste texto é apresetar, suctamete, o cclo da formação da egehara de mauteção de trasmssão da Cemg e o sstema formatzado desevolvdo para suportar este processo. PALAVRAS-CHAVE: Trasmssão Egehara de Mauteção Cofabldade Sstemas de Iformação 1.0 INTRODUÇÃO No ovo modelo do Setor Elétrco Braslero a receta das empresas trasmssoras depede dretamete da dspobldade de seus sstemas de trasmssão. O papel estratégco que a mauteção deve desempehar este ovo cotexto mplca a mudaça do paradgma da efcêca para o da efcáca, ou seja, da preocupação focada o reparo rápdo e bem executado, para a busca da garata da dspobldade dos sstemas, com seguraça e custos adequados. Em um texto recete veculado em um portal de mauteção da Iteret (mater.com.br) o egehero Júlo Xaver susteta, com propredade, que as pergutas prcpas colocadas à mauteção são: O que a empresa precsa para ateder o mercado de forma compettva? O que a mauteção pode oferecer para ateder esta demada empresaral? Pretede-se este texto evdecar o esforço empreeddo pelo Departameto de Gerecameto de Mauteção da Trasmssão da Cemg o setdo de vablzar a realzação desta vsão estratégca por meo do domío do cclo completo da formação, ode os dcadores de desempeho despotam como elemetos chave para a tomada de decsão. O coceto subjacete à realzação deste trabalho é o de egehara de gestão da mauteção, aqu eteddo como o cojuto de atvdades, acorado o tratameto e o uso corretos da formação, vsado garatr a dspobldade dos sstemas de trasmssão de eerga elétrca. 2.0 O CICLO DA INFORMAÇÃO Ates de se descrever o cclo da formação o cotexto da egehara de mauteção de sstemas de trasmssão de eerga elétrca covém exclarecer os cocetos de dado e de formação utlzados este texto. Cosdera-se dado como qualquer represetação abstrata de um feômeo, e formação como a orgazação e a agregação de dados capaz de ser terpretada por quem a recebe. Iformação é, portato, algo provdo de sgfcado e que se orgaza para alguma faldade. A formação é de fudametal mportâca para a tomada de decsões as orgazações. No cotexto da mauteção das empresas trasmssoras de eerga elétrca mutas decsões têm mpacto dreto a receta, que depede dretamete da dspobldade dos sstemas de trasmssão. Na Cemg, as formações de egehara de mauteção, orgadas dos dados da operação e mauteção do sstema, são costruídas por meo de estágos sucessvos de processameto, almetado, este camho, os dversos processos de tomada de decsão. As decsões Av. Barbacea, 1200/13 º adar Barro Sato Agostho Belo Horzote - MG Telefoe: (31) E-mal: sergob@cemg.com.br

2 assm tomadas rão melhorar o desempeho dos sstemas e realmetar os processos decsóros com formações ovas, caracterzado-se, deste modo, o caráter cíclco deste fluxo. As formações são processadas em quatro fases por um sstema computadorzado deomado DELTA Desempeho de Equpametos e Lhas da Trasmssão, cujos dados provêm de sstemas de plaejameto e cotrole da operação e mauteção de equpametos de subestações e lhas de trasmssão. Em cada fase sucessva do processameto as formações vão adqurdo um maor valor agregado e almetado os dversos processos relatvos à egehara de mauteção dos sstemas de trasmssão da Empresa. As fases do fluxo de formações são as segutes: 1) dados prmáros, 2) dados classfcados e agregados, 3) dcadores estatístcos e 4) probabldades. Veja Fgura 1, adate. A Operação e mauteção da Trasmssão Dados prmáros 2.1 Prmera fase: dados prmáros São os dados gerados dretamete pelos processos de operação e de execução das mauteções dos sstemas de trasmssão. Costtuem-se dos dados cadastras e dos relatvos aos evetos ocorrdos os equpametos e lhas, proveetes de três sstemas de formação: do módulo de mauteção do sstema corporatvo SAP R/3 e dos sstemas RME (Regstro de Medções e Esaos), da mauteção, e RDO (Relatóro Dáro de Ocorrêcas), da operação. Um eveto é defdo como toda dspobldade de equpameto ou de lha de trasmssão que requera a terveção da mauteção. 2.2 Seguda fase: dados classfcados e agregados Os dados de evetos, grade parte deles proveetes dos sstemas de formação da área de operação, são aalsados, codfcados e regstrados o sstema DELTA, equato os dados cadastras são captados dretamete do SAP R/3. O sstema DELTA processa estes dados prmáros, forecedo formações para processos de egehara de mauteção em ível de tecologa, tas como a aálse de falha (cujo objetvo é detfcar a causa fudametal do problema), o dagóstco de mauteção e a logístca de suprmeto de equpametos e peças de reserva. 2.3 Tercera fase: dcadores estatístcos Classfcação e agregação de dados Dados agreg. Dados agreg. Dagóstco Logístca de suprmetos Os dcadores estatístcos de desempeho de equpametos e lhas de trasmssão são calculados pelo sstema DELTA, cosderado-se um período estatístco especfcado e de acordo com as seleções possíves de serem realzadas o cadastro de equpametos e stalações e o de evetos. Cálculo de dcadores estatístcos Idcad. Estatíst. Aplcação de modelos probablístcos Probabldades Gestão da dspobldade de sstemas A Decsão Idcad. Estatíst. FIGURA 1 Cclo da formação Melhora da cofabldade de equpametos Estes dcadores referem-se aos três parâmetros terrelacoados que caracterzam a efetvdade de um sstema reparável: a cofabldade, a mauteabldade e a dspobldade. A cofabldade é defda como a probabldade de que ão ocorrerá falha o período de teresse. A mauteabldade de um sstema é determada pela facldade com que os reparos e outros servços de mauteção possam ser executados. A dspobldade é a probabldade de que um tem esteja dspoível quado requerdo, ou como a proporção do tempo total que o tem é dspoível para uso (O CONNOR, 1991). Exste um relacoameto estreto etre cofabldade e mauteabldade, um afetado o outro e ambos afetado a dspobldade e os custos. Os dcadores estatístcos estão melhor caracterzados a seção Probabldades Usualmete as decsões relatvas ao gerecameto da mauteção devem ser tomadas em um ambete caracterzado pela certeza, prcpalmete devdo às dfculdades de se determar o mometo em que ocorrerão falhas e defetos os sstemas em operação. Neste cotexto, o uso de téccas probablístcas como

3 ferrametas de auxílo aos processos decsóros torase especalmete relevate. Nesta fase do cclo de formações, a egehara de mauteção em ível de gestão ou, melhor dzedo, a egehara de gestão da mauteção, forece ao processo de gerecameto da mauteção da trasmssão as probabldades de ocorrêca de evetos o período cosderado, a partr dos dcadores de desempeho forecdos pelo sstema DELTA. Presume-se que as decsões assm tomadas rão refletr o desempeho dos sstemas, gerado ovos dados e recado-se, assm, o cclo da formação. 3.0 O SISTEMA DELTA Tem por objetvo vablzar as fases operacoas do cclo da formação, ou seja, a agregação de dados, o regstro de evetos, a geração de cosultas e relatóros e o cálculo dos dcadores de desempeho. O cohecmeto destes dcadores é fudametal para o atedmeto de demadas mportates da egehara de mauteção, tas como: subsdar estudos de egehara de mauteção em ível de tecologa (melhora da cofabldade do sstema de trasmssão); subsdar estudos de cofabldade do sstema; subsdar decsões gerecas; ateder às solctações dos órgãos reguladores do sstema elétrco braslero. As cosultas à base de dados podem ser fetas através de fltrages realzadas os segutes campos: espéce de equpameto, úmero de vetáro, tpo/modelo, período, fabrcate, local de stalação, stalação, fução da rede básca e tesão. O sstema Delta corpora a mesma estrutura de local de stalação exstete o módulo de mauteção do sstema corporatvo SAP R3. Local de stalação é defdo como uma etdade físca ou lógca, localzada em uma estrutura herárquca, a qual há atuação da mauteção e teresse de cotrole.. Ele permte a coleta e a aálse de dados em cada ível da estrutura. Cocetua-se equpameto como um objeto técco que é aalsado dvdualmete detro do processo de mauteção. As lhas são cosderadas como stalações da trasmssão e, como tal, são detfcadas e caracterzadas através de seus respectvos locas de stalação. A Fgura 3 mostra exemplos de estruturas herárqucas, represetado o auto-trasformador T1 da SE Neves 1 e a LT Neves 1 Taquarl 345 kv, cujos códgos são, respectvamete, T-S T-ATRA-T1 e T-L SE s Neves 1 Trasmssão 500 kv LT s 345 kv A Fgura 2, adate, apreseta a estrutura smplfcada do sstema DELTA, composto de três módulos: vetáro de equpametos e stalações; regstros de evetos; cálculo dos dcadores. Prot TP Trasf Trafo TC LT RBSU-TQL DELTA T1 Ivetáro Evetos FIGURA 2 Estrutura do sstema DELTA Idcadores Equp. SE Levatam. Cofab. LT Local Ist. Detalham. Mauteab. Dspob. 3.1 O vetáro de equpametos e stalações Bascamete, este vetáro é costtuído pelos equpametos de subestações, pelos equpametos de proteção, cotrole e automação e pelas lhas de trasmssão. FIGURA 3 Estrutura herárquca de local de stalação 3.2 O módulo de evetos O módulo de regstro de evetos do sstema DELTA compõe-se de duas partes: 1) levatameto de evetos e 2) detalhameto de evetos. O levatameto é costtuído de dados prmáros orgáros de sstemas de formação da área de operação do sstema de trasmssão da Empresa, equato os dados de detalhameto, mas elaborados, provêm dos regstros do módulo de mauteção do sstema corporatvo SAP R3. Os evetos levatados são dos tpos programado ou ão programado, sedo classfcados como: falhas, defetos de alta gravdade, falhas ocultas e operacoas de relés de proteção e mauteção prevetva (com ou sem detecção de defeto). As cosultas à base de dados de evetos podem ser fetas através de fltrages fetas os segutes

4 campos: tpo de eveto, espéce de equpameto, stalação, local de stalação, período, úmero de vetáro, classfcação do eveto, tesão, causa e fução dspoível. 3.3 O módulo de dcadores Este módulo utlza as bases de dados de vetáro e de evetos, para realzar os cálculos e emtr os relatóros dos dcadores de desempeho. Os cálculos são fetos de acordo com o período estatístco selecoado e com as fltrages possíves de serem estabelecdas a base de dados de vetáro. Nesta prmera etapa de desevolvmeto e aplcação do sstema buscou-se mplemetar os dcadores clásscos referetes à cofabldade, à mauteabldade e à dspobldade de sstemas reparáves. Posterormete serão mplatados outros dcadores, para subsdar estudos de egehara de mauteção drecoados ao melhorameto cotíuo do desempeho do sstema de trasmssão da empresa. Icalmete, selecoa-se o período estatístco e o objeto (lha de trasmssão ou equpameto de subestação). Os equpametos podem ser selecoados por espéce, por tesão de operação ou por fabrcate, ou por uma combação destes campos. As lhas podem ser selecoadas por tesão de operação ou por local de stalação, ou por ambos. Após a seleção do objeto, pode-se selecoar e calcular os dcadores de desempeho Os dcadores já mplemetados o sstema são: a taxa de falhas, a taxa de defetos de alta gravdade, o tempo médo para reparo e a dspobldade A taxa de falhas A taxa de falhas de um tem reparável expressa a probabldade de falha por udade de tempo, quado mas de uma falha pode ocorrer durate a vda do tem. A fórmula geral da taxa de falhas de equpametos de subestações é: NF =1 TF = Ntes t e para lhas de trasmssão é: ode: TF = = 1 = 1 NF ExtLT t 100 NF = úmero de falhas do ésmo tem Ntes = úmero de tes ExtLT = exteção, em km, da ésma lha t = período estatístco A taxa de defetos de alta gravdade É smlar à taxa de falhas. Neste caso, os evetos cosderados são os deslgametos de urgêca dos equpametos ou das lhas de trasmssão O tempo médo de reparo da fução É o tempo médo, em horas, gasto para restabelecer a fução exercda pelo equpameto o sstema por meo de reparo ou de substtução do equpameto. A fórmula geral é: ode: TMRF = 1 = = 1 HIR NF HIR = tempo gasto para restabelecer a fução exercda pelo ésmo equpameto ou pela ésma lha o sstema A dspobldade É a proporção do tempo total que o tem está dspoível para operar devdo às terveções da mauteção o período estatístco cosderado. A fórmula geral para equpametos de subestações é: INDI = = 1 = 1 HI HP 100 e para lhas de trasmssão é: ode: INDI = = 1 ( ExtLT HI ) = 1 ( ExtLT ) HP 100 HI = horas dspoíves do ésmo equpameto, ou da ésma lha, devdo às terveções da mauteção; HP = horas do período. 4.0 MODELOS PROBABIÍSTICOS DE AUXÍLIO À DECISÃO O uso de téccas estatístcas para aálse de dados e tomada de decsão as esferas técca e gerecal da mauteção é ada bastate cpete as empresas do setor elétrco braslero. Tedo-se em vsta que a mauteção deve garatr o máxmo de dspobldade dos sstemas de trasmssão com o mímo de custos, tem-se que as suas tarefas devem ser realzadas com o máxmo de prevsbldade possível. Neste cotexto, o uso de téccas de cofabldade como ferrameta de auxílo ao processo decsóro tora-se bastate útl. A segur são apresetados, suctamete, três modelos de cofabldade, para auxílo ao processo decsóro da egehara de mauteção. O prmero modelo já fo

5 desevolvdo e mplatado a empresa; o segudo está em desevolvmeto; e o tercero deverá ser desevolvdo em um futuro próxmo. 4.1 Prmero modelo: perodcdade de mauteções prevetvas de relés de proteção De acordo com o modelo de aálse desevolvdo, a perodcdade é defda em fução do maor tervalo etre speções que garata a cofabldade requerda do sstema de relés de proteção. A cofabldade é caracterzada por meo da probabldade de que o sstema rá desempehar a sua fução requerda, caso ocorra alguma perturbação o sstema protegdo (lha de trasmssão ou trasformador). As etapas de aplcação do modelo são as segutes: a) Estatístca descrtva da base de dados Nesta etapa são fetas dversas estratfcações das bases de dados, tas como: dades dos relés que falharam e ão falharam em cada tervalo do período estatístco; percetuas por quatdade de falhas e por tecologa; percetuas por quatdade de falhas e por espéce de relés (drecoas, de dstâca, de tempo, dferecas, etc). b) Aálse de cofabldade São estmadas as fuções de cofabldade dos agrupametos de relés que, a etapa ateror, revelaram apresetar desempehos semelhates. Ao fal desta etapa, são defdos os agrupametos de relés que possuem desempehos dferecados em termos de suas respectvas fuções de cofabldade: c) Escolha das perodcdades de mauteções prevetvas (speções) a serem aalsadas d) Estmação das dspobldades dos grupos de relés em cada tervalo de speção cosderado Assumdo-se a dstrbução expoecal, a equação de dspobldade é a segute: Ode: A(T I) = [1 R(T I)]/λT I A(T I) = dspobldade do grupo de relés o tempo T I; T I = tervalo etre speções aalsado; R(T I) = cofabldade do grupo de relés o tempo T I; λ = taxa de falhas do grupo de relés. A dspobldade do grupo de relés o tervalo T I, será: I(T I) = 1 - A(T I) e) Cálculo da probabldade de ocorrêca de perturbação o sstema protegdo F(T I) SP = 1 - R(T I) SP Ode: F(T I) SP = probabldade da perturbação ocorrer o tempo T I; R(T I) SP = cofabldade = probabldade de ão ocorrer perturbação o sstema protegdo, o tempo T I; T I = tempo de dspobldade do relé o tervalo sob aálse. f) Cálculo da probabldade de falha múltpla do relé, ou seja, da probabldade smultâea de ocorrêca de perturbação o sstema protegdo com o relé em estado de falha oculta. PFM(T I)= I(T I). F(T I) SP g) Cálculo da probabldade de falha múltpla em sstemas de relés redudates h) Escolha do melhor tervalo etre speções As cofabldades dos sstemas de relés de proteção assocam-se a cada perodcdade de speção aalsada. Assm, a escolha do melhor tervalo pode ser feta cojugado-se fatores téccos e ecoômcos com o rsco de falha operacoal que a orgazação se dspõe a assumr. 4.2 Segudo modelo: estmação dos mpactos faceros da cofabldade sobre a receta de atvos físcos de sstemas de trasmssão O objetvo da aplcação do modelo que está sedo desevolvdo é cohecer as característcas de cofabldade dos sstemas de trasmssão e as probabldades assocadas de perdas futuras de receta devdo a falhas e mauteções prevetvas. As prcpas etapas de desevolvmeto e de aplcação são as segutes: a) pesqusa de téccas e modelos de cofabldade e de gerêca facera aplcáves; b) cálculo dos dcadores de desempeho e de custos; c) estatístca descrtva dos dados; d) desevolvmeto e aplcação do modelo; cálculo da cofabldade do sstema; estmatva das dspobldades auas; estmatva das perdas de recetas auas. 4.3 Tercero modelo: determação da perodcdade de mauteção prevetva que maxmza a remueração de sstemas de trasmssão. A premssa básca deste modelo probablístco de aálse e decsão, a ser desevolvdo em um futuro próxmo, é a de que deve exstr um balaço ótmo etre os custos dretos de mauteções prevetvas e os custos dretos assocados às estmatvas de perdas de remueração devdo às dspobldades provocadas por falhas dos sstemas. 5.0 CONCLUSÕES O trabalho aqu apresetado é meos um produto acabado do que um camho que, vale dzer, está sedo trlhado com etusasmo por todos os que com

6 ele estão evolvdos. Este projeto pode ser avalado muto pelos resultados já obtdos e mas ada pelo excepcoal potecal que represeta para o desevolvmeto e cosoldação de uma egehara de mauteção cosoate com os ovos vetos soprados pela modera ecooma. A aplcação do modelo de cofabldade para escolha da melhor perodcdade de speções de relés de proteção resultou em uma redução de cerca de 47% a ecessdade de mão-de-obra de mauteção prevetva dos relés. - Mestrado em Egehara de Produção UFMG 1999 e Especalzação em Gestão Estratégca UFMG 2000; - Experêca profssoal: desevolvmeto de modelos de cofabldade aplcados à Egehara de Mauteção, artgo publcado a revsta Eletrcdade Modera e trabalhos apresetados em cogressos e semáros da ABRAMAN e do GCOI. Uma medda do potecal de cotrbução do projeto ao desevolvmeto da egehara de mauteção pode ser dada pelo modelo que se pretede desevolver para a determação da perodcdade ótma de mauteção prevetva de equpametos da rede básca de trasmssão. Sua aplcação represetará uma verdadera mudaça de paradgma, já que o foco atual a redução de custos de mauteção cederá lugar à preocupação com a agregação dreta de valor ao egóco de trasmssão de eerga elétrca. 6.0 BIBLIOGRAFIA (1) BUCKLAND, Mchael. Iformato as Thg. School of Lbrary ad Iformato Studes, Uversty of Calfora, Berkeley, (2) CHOO, Chu We. The Kowg Orgazato how orgazatos use formato to costruct meag, create kowledge, ad make decsos. New York, Oxford: Oxford Uversty Press, (3) KECECIOGLU, Dmtr. Mataablty, avalablty ad operatoal readess egeerg hadbook. New Jersey: Pretce Hall, (4) MOTTA, Sergo B. Perodcdade de mauteções prevetvas em dspostvos de proteção de sstemas elétrcos de potêca: aplcação de téccas quattatvas de cofabldade à egehara de mauteção. Belo Horzote: Uversdade Federal de Mas Geras, (Dssertação, Mestrado em Egehara de Produção). (5) O`CONNOR, Patrck D. T. Practcal Relablty Egeerg. Eglad: Joh Wley & Sos Ltd, (6) SIMON, Herbert. Comportameto Admstratvo: estudo dos processos decsóros as orgazações admstratvas. Ro de Jaero: Ed. da Fudação Getúlo Vargas, 1979, cap. 4 e DADOS BIOGRÁFICOS - Sergo Bradão da Motta; - Local / ao de ascmeto: Satos Dumot / 1952;