ANALISI RAMS – UN CASO CONCRETO NEL SETTORE DELL’ENERGIA.

Una multinazionale specializzata nei sistemi elettrici industriali ci ha chiesto di produrre un’analisi RAMS (Reliability, Availability, Maintainability e Safety) di un impianto di compensazione della potenza reattiva (installato in una stazione elettrica della linea italiana) già in fase di esercizio. Con l’analisi RAMS abbiamo stimato le prestazioni di sistema per dimostrare la conformità ai requisiti del cliente.

Il progetto ci ha messi di fronte a un’analisi di un sistema altamente complesso progettato per compensare le fluttuazioni della potenza reattiva dovuta allo sfasamento tra corrente e tensione alternata e generata dalla presenza di carichi: ad esempio, le utenze. Queste fluttuazioni, infatti, influiscono negativamente sulle prestazioni della rete e possono causare:

• Perdite del sistema di distribuzione
• Degrado della qualità del servizio
• Collasso del sistema di alimentazione.

Grazie all’esperienza accumulata da oltre 20 anni da NIER nell’ambito delle analisi RAMS e ad un team altamente specializzato, le analisi sono state tutte prodotte nei tempi richiesti da cliente.

Le analisi sono state condotte a livello qualitativo e quantitativo allo scopo di calcolare i parametri associati alle prestazioni RAMS del sistema e confrontarli con i requisiti applicabili. Il contributo delle analisi Safety è stato solo qualitativo, non essendoci requisiti quantitativi o dimostrazioni del SIL applicabili all’impianto di compensazione. Le metodologie utilizzate sono parte integrante del background di NIER che vanta un’esperienza di oltre 30 anni nell’ambito delle analisi RAMS e può contare su un team altamente specializzato. Un supporto fondamentale per la realizzazione delle analisi richieste.

LE 6 FASI DELL’ANALISI RAMS.

I passaggi per la realizzazione dell’analisi RAMS sull’impianto si riassumono principalmente in 6 fasi:

• Studio dell’architettura del sistema
• Scomposizione Fisica del sistema, con una definizione di una struttura gerarchica che individua tutti gli elementi del sistema dal livello più alto (e.g. il sistema nel suo complesso) fino alle LRU (Lower Replaceable Units)
• Analisi Funzionale con la definizione di una struttura gerarchica di funzioni, che parte dal livello più alto (la funzione di sistema) e ne identifica i diversi contributi, fino a definire le sottofunzioni associate alle diverse LRU
• Analisi FMECA, cioè la metodologia di analisi che prevede lo studio sistematico di tutte le singole condizioni di guasto del sistema allo scopo di identificarne le cause, valutarne gli effetti a diversi livelli e definire eventuali mitigazioni. In particolare, attraverso la FMECA, è stato possibile:
  • Individuare tutti i possibili modi di guasto che possono colpire le LRU del sistema;
  • Scoprire gli eventuali singoli punti di guasto che possono portare a un’interruzione della funzionalità del sistema;
  • Riconoscere le dipendenze tra gli elementi che possono portare guasti propagati;
  • Realizzare un’analisi di Criticità al fine di caratterizzare ciascun componente in termini di importanza rispetto all’affidabilità generale del sistema, combinando la sua frequenza e la severità dei guasti.
  • Sviluppare un’Analisi Quantitativa mediante Diagrammi a Blocchi di Affidabilità
  • Analizzare il Dimensionamento del magazzino con il calcolo della quantità raccomandata di unità scorta da prevedere per garantire il livello di servizio desiderato.

I RISULTATI OTTENUTI.

Sulla base di uno studio dettagliato dell’architettura e delle logiche di funzionamento del sistema, NIER ha sviluppato un’analisi funzionale dettagliata. Insieme ai risultati della FMECA ha consentito di elaborare una valutazione esaustiva dei diversi scenari di guasto. L’analisi FMECA ha permesso di classificare i componenti in termini di Criticità, per identificare eventuali vulnerabilità legate al design.

In particolare, attraverso l’individuazione dei guasti di servizio, ovvero dei guasti che compromettono la funzionalità del sistema, è stato costruito un modello basato sull’utilizzo dei Diagrammi a Blocchi di Affidabilità. La “Rappresentazione grafica dell’affidabilità del sistema”, che illustra la connessione logica dei componenti (funzionanti) necessari al funzionamento del sistema stesso, ha permesso di calcolare i parametri caratteristici delle prestazioni RAMS e di verificare, con successo, il rispetto dei requisiti applicabili al sistema.