Elektrik iletim sistemi güç transformatörleri için güvenilirlik merkezli donanım yönetimi sürecinin kurulması ve değerlendirilmesi

Yatay rekabetçi piyasa ve akıllı şebeke yapısına doğru evrilen elektrik endüstrisinde, artan bakım maliyetleri, bakım süreçlerinin etkinliğinin artırılması ve donanım ömrünün uzatılması için, sözkonusu süreçlerin geliştirilmesi gereksinimini ortaya çıkarmıştır. Güvenilirlik Merkezli Donanım Yönetimi, bu gereksinimin karşılanması için, zaman içinde aşamalı olarak gelişmiş bir donanım yönetimi tekniğidir. Bakım, yönetim sürecinin önemli bir öğesidir. Yönetim süreçleri, güvenilirliğin artırılmasını ve maliyet-etkinliğini hedefleyen bakım tekniklerinin geliştirilmesini de içerir. Etkin bakım programları uygulanmamasının, tüketici ve donanım kaybına kadar varan olumsuz etkileri; etkin bakımın, rekabetçi endüstriyel yapının vazgeçilmez unsurlarından biri olmasına neden olmuştur. Günümüz elektrik enerji sistemlerinde uygulanan bakım programları, bakım nedeniyle oluşan elektrik kesintilerini ve donanımların yaşlanarak zamanla özelliğini yitirmesinin güvenilirliğe olan olumsuz etkilerini de göz önünde bulundurmak zorundadır. Modern bakım süreçlerinin maliyet-etkin, tekil bileşenler bazında yapılacak uygulamalarla değil, elektrik sisteminin bir bütün olarak düşünülmesi ve buna uygun yapılandırma ile erişilebileceğini göstermiştir. Bu gerçek, donanım yönetimi kavramının ortaya çıkmasının ve bir teknik disiplin kabul edilerek uygulanmasının yolunu açmıştır. Donanım yönetiminin sağladığı maliyet-etkin bakım hedefinin, yüksek güvenilirlik amacıyla da desteklenmesi, Güvenilirlik Merkezli Donanım Yönetimi ile sağlanmıştır. Güvenilirlik Merkezli Donanım Yönetimi, elektrik sistem bileşenlerinin devre dışı kalmalarını en aza indirmek suretiyle, en yüksek güvenilirliği, en uygun maliyette sağlamayı hedefler. Bu tez çalışması, Elektrik İletim Sistemi Güvenilirlik Merkezli Donanım Yönetimi sürecinin oluşturulmasını kapsamakta ve Türkiye Elektrik İletim A.Ş. Trakya bölgesine ait 154 ve 380 kV güç transformatörleriiçin bir örnek uygulama verilmektedir. Çalışma genel olarak, ilki iletim sistemi bileşenleri düzeyinde, ikincisi ise iletim sistemi düzeyinde olmak üzere iki aşamada yürütülen faaliyetleri içermektedir. Güvenilirlik Merkezli Donanım Yönetimi, sistemin maliyet-etkinliğini artıracak Şekilde, donanımlara uygulanacak en uygun bakım tekniklerinin (düzeltici, önleyici ve kestirimci) ve parametrelerinin belirlenmesi olarak tanımlanır. Bu amaçla çalışmanın ilk fazının birinci adımında, elektrik iletim sistemi, bakım planlamasına uygun, bileşen ve alt bileşenlere ayrılmıştır. Ardından bileşenler ve alt bileşenler için, çeşitli tip arızalar, sisteme olan etkileri ve bakım gereksinimleri açısından ağırlıklandırılmış; bu ağırlık değerlerine göre, bileşenlere uygulanacak bakım yöntemlerine karar verilmiştir. İlk fazın ikinci adımından itibaren, arz güvenilirliğine etkisi ve maliyeti dikkate alınarak, iletim sisteminin ana bileşenlerinden güç transformatörleri üzerine yoğunlaşılmıştır. Bu adımda, halen Türkiye Elektrik İletim Anonim Şirketi (TEİAŞ) tarafından güç transformatörlerine uygulanmakta olan bakım sürecinin durum uzayı (Markov) modeli oluşturulmuştur. Model oluşumunda, TEİAŞ tarafından sağlanan kayıtlı arıza/onarım verileri kullanılmış ve TEİAŞ bakım personelinin deneyime dayalı bilgilerinden yararlanılmıştır. Kurulan Markov modeli kullanılarak, mevcut durum için durum olasılıkları, kullanılabilirlik, arıza sıklığı, ortalama onarım süresi ve ortalama ömür gibi güvenilirlik indisleri ve arıza ve bakım maliyeti gibi ekonomik büyüklükler hesaplanmıştır. İlk fazın üçüncü adımında, mevcut bakım süreci için, bakım görevlerinin içeriğinde herhangi bir değişiklik yapılmaksızın; güvenilirliği artırıp maliyeti düşürecek bir iyileştirme yapmak amacıyla, bakım parametrelerinde değişiklik önerisinde bulunulmuştur. Revize bakım parametrelerinden kaynaklanan diğer parametre değişimleri için duyarlılık analizi yapılarak, güç transformatörlerinin yokluk, arıza sıklığı ve ortalama onarım süresi üzerindeki etkileri belirlenmiştir. İlk fazın son adımında ise, önerilen yeni bakım sürecinin, bileşen düzeyinde, güvenilirlik göstergeleri ve maliyet değerlerindeki iyileşmeler, parametrik olarak hesaplanmıştır. Çalışmanın ikinci fazında, ilk fazda yapılan bileşen düzeyindeki hesaplama ve analizler, sistem düzeyine çıkarılmıştır. İlk adımda, öncelikle TEİAŞ Trakya bölgesindeki her bir güç transformatörünün, sistemdeki öneminin (önceliğinin) belirlenmesi için kritiklik analizi yapılmıştır. Çok Kriterli Bulanık Puanlama Yöntemi kullanılarak yapılan kritiklik analizleri sonucu, transformatörler önem derecelerine göre sınıflandırılmıştır. Bu derecelerendirme de dikkate alınarak, birinci aşamada önerilen bakım parametreleri revize edilmiş ve elektrik iletim sistemi için donanım yönetimi planı oluşturulmuştur. Çalışmanın ikinci fazının ikinci adımında, önerilen nihai bakım planının doğrulanması ve getirilerinin ortaya konması hedeflenmiştir. Bu adımda, TEİAŞ Trakya bölgesi transformatörleri için, mevcut durumda ve önerilen donanım yönetimi planının uygulanması durumunda tahmini güvenilirlik indisleri (göstergeleri) hesaplanmış ve teknik ve ekonomik karşılaştırmalar yapılmıştır. Doğaldır ki, gerçek iyileşmeler, önerilen planın belirli bir süre uygulanması sonrasında elde edilecek istatistiki sonuçlara göre belirlenebilecektir. Yapılan Güvenilirlik Merkezli Donanım Yönetimi çalışmasında, TEİAŞ güç transformatörleri için bileşen düzeyindeki bakım süreci iyileştirme önerisinin, sistem düzeyine taşınması ile, iletim sistemi için güvenilirliği artıracak maliyet-etkin bir bakım stratejisi elde edilmiştir. Önerilen bakım planının uygulanması ile elde edilmesi olası yararlar hesaplanmıştır. Maliyet-etkin bir bakım stratejisi oluşturma konusunda yapılan çalışmaların hemen tamamı incelendiğinde, bu çalışma, elektrik iletim sistemlerinde, güç transformatörlerine ilişkin bakım parametrelerinde yapılacak değişiklikler ile, sistem düzeyinde maliyet-etkin bir bakım stratejisi sağlama açısından bir ilktir.