Risk based maintenance and lifetime management of overhead lines

porN. Pinho da Silva¹, J. Casaca², F. Azevedo ³, J. Gomes-Mota¹, L. Campos-Pinto²

¹ Albatroz Engenharia, ² REN - Rede Eléctrica Nacional, ³ CENTRIA-FCT-Universidade Nova de Lisboa

apresentado na Conferência "Innovation for Secure and Efficient Transmission Grids" CIGRE Belgium 2014 , 12-14 Março, Bruxelas, Bélgica.

Resumo

Pontos de interesse de vegetação baseados em LiDAR (em cima) e ocupação do solo (em baixo)

The Portuguese Transmission System Operator [TSO] launched a long term enterprise for developing a risk based methodology to optimise Overhead Line [OHL] lifetime and maintenance costs, based on asset information, inspection, maintenance and third party data. The methodology must provide next-day and next-year risk estimates for operation and maintenance, respectively.

The authors propose combining heterogeneous information into a probabilistic model that may be used to find maintenance policies optimizing the trade-off between cost reduction and higher quality of service. It leverages field data from helicopter inspections, dispatch event records and third party data. Such approach is most suitable for OHL risk analysis and estimation, since OHL spreads across heterogeneous territories and are subject to diverse environmental factors.

The procedure considers the interaction between the OHL and its space-time context, thus departing from the more traditional single component view towards a system analysis. To cope with the heterogeneity covered by transmission OHL, the model’s spatial resolution is data driven, varying from a Portuguese geographic administrative (larger) unit to the physical span (smaller), according to how data is geographically framed, while the time unit may range from seconds to years, thus satisfying the diverse time-scope requirements of the undergoing work promoted by REN, the Portuguese TSO.

The methodology is generic enough to be applied to different contingencies and different time scopes. The paper shows an example of risk-based maintenance considering the reliability of the OHL due to bushfires, fog, and obstacles collisions, like trees.

Keywords

Risk-Based Maintenance and Operation, Reliability, Overhead Lines [OHL], LiDAR Inspections.

O Operador do Sistema de Transmissão Português [ TSO - Transmission System Operator] lançou um programa de longo prazo para desenvolvimento de uma metodologia para otimizar a exploração e manutenção das linhas aéreas [ OHL - Over-Head Lines] baseada em modelos de risco e tempo de vida restante, a partir de informações de ativos , inspeção, manutenção e dados de terceiros. A metodologia deve fornecer estimativas de risco do dia seguinte e no próximo ano para operação e manutenção, respectivamente.

Os autores propõem uma combinação informações heterogéneas num modelo probabilístico que pode ser usado para encontrar políticas de manutenção, otimizando o compromisso entre redução de custos e qualidade de serviço. Ela aproveita os dados de campo de inspeções feitas a partir de helicóptero, o registos de eventos e os dados de terceiros. Essa abordagem é particularmente adequada à análise de risco das linhas pois estas estendem-se sobre territórios heterogéneos e estão sujeitas a múltiplos factores ambientais.

O procedimento considera a interação entre a OHL e o seu contexto espacio-temporal, afastando-se do método tradicional componente a componente para uma análise sistémica. Para lidar com a heterogeneidade coberto linhas de transmissão, a resolução espacial do modelo é orientada aos dados, variando de unidades administrativas portuguesas (maior) para o espaço físico (menor), de acordo com a forma como os dados são geograficamente modulados, enquanto a unidade de tempo pode variar de segundos a anos, satisfazendo assim os diversos requisitos tempo-âmbito do trabalho definido pela REN, o TSO em Portugal.

A metodologia suficientemente genérica para ser aplicado a diferentes contingências e diferentes intervalos temporais. O artigo mostra um exemplo de manutenção baseada no risco, considerando a fiabilidade da OHL sujeita a incêndios florestais, nevoeiro, e obstáculos como a vegetação.