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Présentation à la Régie de l’énergie

Stratégie de gestion de la pérennité

Séance de travail9 mai 2007

Plan de la présentation

OBJECTIF Présenter la démarche de la stratégie de gestion de la pérennité des actifs d’Hydro-Québec TransÉnergie.

Contexte d’affaires

Présentation de la démarche Élaboration des critères de pérennité et d’état

Outil de gestion du risque

Portefeuille de solutions

Stratégie optimale d'intervention à long terme

Impact de la stratégie sur la maintenance

DÉROULEMENT

QUESTIONSDURÉE 1 journée

Actifs d’Hydro-Québec TransÉnergie

Appareillage

Lignes

Automatismes

Civil

508 postes

32 826 km lignes

15 milliards de $


900 000 équipements pour lignes vs 155 000 pour les postes

Profil de vieillissement des équipements

POST

ES

Au rythme d’investissement actuel, le parc d’équipements continue de vieillir

Ex: si aucune action était réalisée,52 % des disjoncteurs et 55 % des isolateurs de lignes dépasseraient leur vie utile en 2017,

Au rythme d’investissement actuel, le parc d’équipements continue de vieillir

Ex: si aucune action était réalisée,52 % des disjoncteurs et 55 % des isolateurs de lignes dépasseraient leur vie utile en 2017,


LIG

NES

Non dépassé

Dépassement de la vie utile

2007 2017

15 %32 %

25 %43 %

SI

RIEN

N'EST

RÉALISÉ

Profil actuel d’âge postes / lignes

âge

% é

quip

em

ents


Exemple Île de Montréal

Les 3/4 des postes sur l'Île de Montréal ont plus de 50% des disjoncteurs ayant dépassé leur vie utile


11 Postes 12KV

5 Postes 25KV

15 Postes 12/25KV

31 Postes Total

Tendance du vieillissement des équipements en fonction de divers scénarios d’investissement

A partir de l'évolution de l'âge du parc, plus de 30 % du parc aura dépassé sa vie utile en 2017


Rythme d’investissement actuel (approx. 300 M$/année)Risque très élevé


Investissement majeur 1 G$/annéeRisque faible

La stratégie de gestion de pérennité vise àétablir le meilleur scénario d’investis-sement, et à long terme, stabilise l’âge et le niveau de risque.

Pour respecter la vie utile, il faudrait investir plus de 1 G$ / année

Nécessité d’agir maintenant

Maintenir le niveau de qualité de service pour nos clients

Maintenir la capacité de transit dans un contexte de sollicitation de plus en plus élevé des équipements

Taux d’utilisation en pointe de 97%

Retrait des équipements haute tension

Maintenir le niveau de sécurité de nos employés

Éviter une forte hausse en besoin main d’œ uvre, en investissements et en indisponibilité des équipements pour réaliser les projets


La démarche où en sommes-nous ?

Évaluation de l’étatdes équipements

Bilan de santé des actifs au cas par cas.

Bénéfices anticipés:Renforce le diagnostic technique et augmente la précision dans l’identification des actifs en fin de vie utile.

Modèle d’estimationdes risques

Identification des actifs à risque classifiés d’après leur cote de risque et établissement d’une plage de risque.

Bénéfices anticipés:Quantification des risques pour toutes les classes d’actifs.

Évaluation du niveau d’investissement requis par un outil de simulation des

stratégies de gestion

Effets anticipés sur la pérennitédes actifs relativement à :L’évolution du vieillissement des

équipementsLes ressources nécessaires.L’évolution anticipée du risque.

Bénéfices anticipés: Assure la pérennité à long terme.Anticipation du risque encouru.


#4 Loi de survie (% des disjoncteurs (tous confondus) restants en fonction des années)

0,0%

20,0%

40,0%

60,0%

80,0%

100,0%

0 10 20 30 40 50 60 70

XX

XX

XX

XX

XX

XX

%

La démarche où en sommes-nous ?

Stratégie de gestionde la pérennité

Vieillissement vétusté et obsolescence


Évaluation de l’étatdes équipements

Modèle d’estimationdes risques

Évaluation du niveau d’investissement requis par un

outil de simulation des stratégies de gestion

Appareillage Lignes AutomatismesÉquipements

civils

état

Scénarios d’investissement

Scénario à risque très élevé« RUN TO FAILURE »

Scénario selon la stratégie de pérennité« risque géré »

Scénario à risque faible « vie utile »


Horizon temps

ILLUSTRATION

Démarche de stratégie de gestion de la pérennité

Appareillage électriqueet mécanique

Â ge

Taux de pannes

État

Taux d'utilisation

Élaboration des critères de pérennité

Paramètres à considérer pour établir les critères de pérennité

L'approche retenue pour élaborer des outils et des scénarios peut être différente d'un type d'équipements à l'autre, en fonction des paramètres de pérennité de chacun.


Automatismes

Obsolescence

État

Maintenabilité

Performance

vétu

sté


Un critère de pérennité est un paramètre mesurable qui permet de situer un équipement dans son cycle de vie.

Exemple de critères élaborés jusqu'à maintenant

Équipements Élaboration des critères de pérennité Liste d'équipements évalués selon critères

Disjoncteurs

Sectionneurs

Automatismes

Transformateurs

Lignes

Terminée

Terminée

Terminée

Terminée

En cours

En cours

Autres équipements Selon le plan de travail 2007-2009 Au cas le cas



Exemple : Critères de pérennité - disjoncteur

1.Â ge du disjoncteur (vieillissement)

2.Nombre d'opérations du disjoncteur

3.Fiabilité du disjoncteur vs la fiabilitédes disjoncteurs de la famille etde la tension regroupée

4.Fiabilité du disjoncteur vs la fiabilitédes disjoncteurs de la catégorie

5.Dégradation de la fiabilité des disjoncteurs de la famille

6.Fiabilité des disjoncteurs de la famille vs la fiabilité des disjoncteurs de la tension regroupée



Exemple : Critères de pérennité - automatismes

Vétusté et obsolescence

Performance Fonctionnement non fiable

ou non sécuritaire, taux de pannes

Vigie du personnel techniqueMaintenabilité , obsolescence, état, écart de réglage constaté


Élaboration des critères de pérennité: état

L’état est un paramètre important notamment en Lignes et en Civil afin de mesurer individuellement le vieillissement

À cet égard, nous avons collaboré avec la firme HATCH ACRES afin de baliser nos méthodologies


Hydro Québec TransÉnergie Hatch Acres

Appareillage Approche âge / taux de pannes / taux d'utilisation

Approche visuelle et analyse

Automatismes Approche vétusté / obsolescence Approche performance

Lignes et Civil Approche visuelle et analyse Approche visuelle et analyse

Documentation des données

État et essais après l'entretien seulement

Historique des réparations

État et essais avant et après l'entretien


Méthodologie

Collaboration de la firme d'experts Hatch Acres avec Hydro-Québec TransÉnergie

Inspection par Hatch Acres des 30 postes de l'île de Montréal

Comparaison des méthodologies Hydro-Québec TransÉnergie – HatchAcres



Modèle Hatch Acres: constatsBilan de santé partiel Limite du modèle: L'incompatibilité des données archivées du Transporteur avec la méthodologie Hatch Acres ne permet pas d'atteindre un degré de confiance suffisant pour l'évaluation de l'état de certains équipements.

Étapes à venirÉlaboration de critères d'état

Mise en place d'un système de documentation pour archiver les données de l'état des équipements


Outil de gestion de risque –Évaluation du risque


DéfinitionRisque lié à la défaillance complète associée à la fin de vie d’un équipement

Évaluation du risqueProduit de la probabilité d'avoir une défaillance de l'équipement par l'impact de cette défaillance

Outil de gestion de risque –Probabilité

Probabilité d'occurrence de bris majeur (fin de vie)

Équipements cotés en fonction du nombre de critères de pérennité atteints

Disjoncteurs

Sectionneurs

Automatismes

Autres équipements cotés en fonction du pourcentage atteint de la vie utile


Outil de gestion de risque –Impact

Impact de la défaillance d'un équipement en fin de vieImpact sur le réseau ou le client(selon le rangement stratégique des installations) Impact de l’équipement sur le fonctionnement du poste(selon les sous-classes de priorité 2 à 5)Impact sur la sécurité du personnel ou du publicImpact sur l‘environnement Impact sur les coûts collatéraux



Impact sur le réseau ou le client 40%(selon le rangement stratégique des installations)

RéseauTransit, stabilité…


ClientQualité du service et services essentiels


Impact de l'équipementsur le fonctionnement du poste 20%(selon les sous-classes de priorité 2 à 5)

sous-classe 2 => accumulateurs,…

sous-classe 3 => disjoncteurs, protections…

sous-classe 4 => transformateurs, isolateurs…

sous-classe 5 => sectionneurs, jeux de barre…



Impact sur la sécuritédu personnel ou du public 20%

Impact sur l’environnement 10%

Impact sur les coûts collatéraux 10%

Selon l'évaluation de l'impact

Faible

Moyen

Fort


Outil de gestion de risque –Grille de risque

XX représente le nombre d'équipements par cellule

XX

XX

XX

XX

XX

XX

%



Le risque est évalué sous la formedes pourcentages (%) suivants:


% des équipementsà risque

% d'équipementsà risque élevé

# d'équipements à risque# total d'équipements

# d'équipements à risque élevé# d'équipements à risque

=

=


Actifs de réseau évalués (grille) 90 % actifs ($)Appareillage électrique

Appareillage mécanique

Automatismes

Équipements civils

Lignes aériennes (en développement)

Actifs de réseau évalués (hors grille, au cas par cas) 10 % actifs ($)

Lignes souterraines

Convertisseurs

Compensateurs synchrones et statiques


Portefeuille de solutions

Analyses technico-économiques (RAN vs remplacement):

Étude compresseur 2003

Étude disjoncteurs PK 2003

Étude disjoncteurs KSO, BCOB, BR à 120 kV 2004

Étude disjoncteurs réenclencheurs de type MVE 2004

Étude transformateurs de puissance et inductances 2005

Étude disjoncteurs 13 à 69 kV 2006


RAN

Remplacement

guides de remise à neuf

normalisation et homologation

Maintenance :adapter les pratiques en fonction du vieillissement

Portefeuille de solutions –Choix d'interventions intégrant la gestion de risques

Évaluation du risque

Choix des interventions


Stratégie optimale d'interventions à long terme

Objectif Établir le juste niveau d’investissements de pérennité, dans une perspective long terme, en tenant compte des projets de croissance et de l’évolution du niveau de risque

Résultats recherchésChoix de la meilleure stratégie d'interventions (scénarios optimaux) tenant compte des effets anticipés sur > Évolution du risque > Évolution du vieillissement des équipements > Ressources nécessaires


#4 Pourcentage épuré des actifs restants en fonction des années

0,0%

20,0%

40,0%

60,0%

80,0%

100,0%

0 10 20 30 40 50 60 70 80

#5 Courbe (en baignoire) de la probabilité de défaillance fatale en fonction des années

0,0000

0,0100

0,0200

0,0300

0,0400

0,0500

0,0600

0,0700

0,0800

0,0900

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Simuler les effets de différentes stratégies de gestion sur le vieillissement du parc d’actifs et les ressources nécessaires.

Prévision des actifsà régénérer

Modèle d’utilisation des ressources pour régénérer les actifs

+Effets sur …• Le vieillissement.• Les ressources.• Les risques.


Stratégie àlong terme de gestion des actifs

Stratégie àlong terme de gestion des actifs

Stratégie optimale d'interventions à long terme –Démarche de simulation

Stratégie optimale d'interventions à long terme –Équipements dont le profil de vieillissement est disponible

Choix de scénarios d'interventions pour assurer la pérennité des équipements

Processus pour le choix de scénarios d’interventionsen fonction du profil de vieillissement

Stratégie optimale d'interventions à long termeSimulation en boucle ouverte

Simulation en boucle ouverte :La simulation en boucle ouverte rend compte d'une gestion de la pérennité basée sur l'attente d'une défaillance complète (Run To Failure) de l'équipement. La simulation ne reflète que le comportement historique des actifs vieillissants.

Fonctionnement du simulateur en boucle ouverte (BO)Démarche de stratégie de gestion de la pérennité

Stratégie optimale d'interventions à long terme –Simulation en boucle fermée

Simulation en boucle fermée:La simulation en boucle fermée rend compte d'une gestion de la pérennitébasée sur la gestion du risque et permet de planifier une intervention en pérennité avant la défaillance. La simulation utilise les résultats obtenus pour atteindre les objectifs visés.

Fonctionnement du simulateur en boucle fermée (BF)Démarche de stratégie de gestion de la pérennité

Stratégie optimale d'interventions à long terme –Loi de survie

La vie restante d’un actif ne peut être prédite à long terme avec précision que sur de larges populations d’équipements.

Les données recueillies des systèmes témoignent des remplacements et RAN historiques d’équipements qui permettent d'établir leur loi de survie :

#4 Loi de survie (% des disjoncteurs (tous confondus) restants en fonction des années)

0,0%

20,0%

40,0%

60,0%

80,0%

100,0%

0 10 20 30 40 50 60 70


#5 Courbe (en baignoire) du taux de défaillance des dis joncteurs (tous confondus ) en fonction des années

0,0000

0,0100

0,0200

0,0300

0,0400

0,0500

0,0600

0,0700

0 10 20 30 40 50 60 70

#4 Lo i de s urvie (% des d is jonc teurs (tous c onfondus ) res tants en fonc t ion des années )

0,0%

20,0%

40,0%

60,0%

80,0%

100,0%

0 10 20 30 40 50 60 70

Stratégie optimale d'interventions à long terme –Courbes en baignoire

De la loi de survie est déduite la courbe (en baignoire) du taux de défaillance, laquelle permet de prévoir les actifs défaillants


Stratégie optimale d'interventions à long terme –Données nécessaires de l'outil de simulation

Courbes (en baignoire) du taux de défaillance.

Vie utile des équipements.

Paramètres d'évaluation du risque.

Choix de l'intervention. (remplacement vs RAN)

Ressources requises.

Coûts.

Main d'œ uvre.

Modèlede vieillissement

des actifs

Modèled'utilisation

des ressources

+

Effets observés sur …Le vieillissement, les ressources nécessaires, les risques encourus, etc.

Paramètresde la simulation


% de vie utile nécessaire avant d'intervenir.

Consignes et paramètres d'asservissement.

Capacités de réalisation

Stratégie optimale d'interventions à long terme

Démonstration de l'outil de simulation


Stratégie optimale d'interventions à long terme –Résumé

Dans la famille Lignes (structure) et Civil, le profil de vieillissement doit être enrichi de l’état.

Dans la famille Automatismes, le profil de vieillissement n’est pas un paramètre utilisable

Critères de pérennité Grille de risque Solution

Appareillage électrique et mécanique

Disjoncteur

Sectionneur

Transformateur

Réalisée 100%Fonction du profil de vieillissement –simulateur réalisé à 100%

Automatisme Réalisé 100% Réalisée 100%Fonction de la vétusté

Fonction de l'obsolescence

Équipements civils Réalisé 100% Réalisée 100%

Fonction du profil de vieillissement et de l’état

Lignes aériennes Réalisé 100% Réalisée 60%

Fonction du profil de vieillissement -simulateur avancé à 50%

Fonction de l'état

Maintenance corrective fortement à la hausseImpact majeur à long terme sur la qualité de service


Rythme d’investissement actuel Risque très élevé


Investissement majeur 1 G$/annéeRisque faible

Augmentation de la maintenance systématique et corrective en fonction des risques résiduels

Maintien des pratiques actuelles de maintenance

La maintenance constitue une mesure de mitigation nécessaire à la gestion des risques résiduels découlant de la stratégie de pérennité



Augmentation des ressources en maintenance et de la main d’œuvre sur le terrain requises pour gérer les risques résiduels de la stratégie de gestion de la pérennité

Pour la surveillance de l’état Pour la documentation et l’archivage de l’état des équipementsPour des réparations plus fréquentes des équipements en panne

Adapter nos normes de maintenance en fonction du vieillissement

Poursuivre nos efforts d’amélioration de l’efficience et de productivité


PÉRENNITÉPÉRENNITÉ MAINTENANCEMAINTENANCE

– Plus d’essais avant et après la maintenance– Plus de maintenance préventive– Des inspections plus fréquentes

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