Was bekomme ich für 3.500€?
Onlinemonitoring lohnt sich nicht, wenn der erwartete Nutzen die erwarteten Kosten nicht übersteigt. Während die Schätzung der Kosten relativ einfach ist, gilt dies nicht für den Nutzen. In diesem Artikel wird eine einfache Methode zur Quantifizierung der Vorteile eines Drei-Gas-DGA-Systems wie z.B: ECOSENSE® ACTIVE PART vorgeschlagen.
Natürlich ist jeder Transformator anders, so dass hier nicht jede Situation perfekt abgebildet wird. Wir hoffen trotzdem, dass dieser Artikel als Grundlage für eine individuelle Schätzung dienen kann.
Jede eingeklammerte Zahl in diesem Artikel kann im Rechner verändert und an Ihre spezielle Situation angepasst werden. Die voreingestellten Werte entsprechen einem angenommenen durchschnittlichen Verteiltransformator in Deutschland.
Übersicht
In der von uns vorgeschlagenen Berechnungsmethode werden drei verschiedene Vorteile von Online-Überwachungssystemen berücksichtigt:
- Geringere Reparaturkosten - die frühzeitige Behebung von Fehlern ist oft billiger als das Warten auf einen größeren Ausfall. Die Online-Überwachung erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass Fehler in einem frühen Stadium entdeckt werden, wodurch die zu erwartenden Reparaturkosten sinken.
- Geringere Produktionsausfälle - bei größeren Ausfällen kann die Hauptfunktion eines Transformators nicht mehr erfüllt werden. Je nach Anwendung des Transformators kann dies zu Vertragsstrafen oder Geschäftsausfällen führen. Wenn sich abzeichnende Fehler frühzeitig erkannt werden, können längere ungeplante Ausfälle durch kürzere geplante Ausfälle ersetzt werden, wodurch der Produktionsverlust verringert wird.
- Geringere Kosten für Offline-DGA-Analysen - wenn kein Online-DGA-System installiert ist, sollten stattdessen regelmäßig Offline-DGA-Messungen durchgeführt werden. Mit einem installierten Online-DGA-System werden diese Offline-Messungen seltener oder gar nicht durchgeführt, was zu Kosteneinsparungen führt.
Diese Vorteile werden über die Lebensdauer der Elektronik geschätzt und summiert. Schließlich werden die Kosten für ein Überwachungssystem abgezogen. Daraus ergibt sich eine Schätzung für den Return on Investment (ROI).
Reparaturkosten
Unser Modell geht davon aus, dass ein Transformator jedes Jahr eine Fehlerquote von 0,44 % aufweist und dass Fehler zu drei möglichen Ergebnissen führen können:
- Sie können frühzeitig erkannt werden. In diesem Fall kann der Transformator gerettet werden, aber es werden (20 %) des Kaufpreises für die Reparatur benötigt.
- Unentdeckte Fehler führen mit einer Wahrscheinlichkeit von (97,5%) zu einem größeren Ausfall. Dies macht einen Austausch des Transformators erforderlich, was Kosten in Höhe von (100%) des Kaufpreises des Transformators verursacht.
- Unentdeckte Fehler führen zu einem katastrophalen Ausfall mit einer Wahrscheinlichkeit von (2,5%). Dies führt zu zusätzlichen Folgekosten wie Umweltsanierung oder Entschädigung für Personenschäden und verursacht Kosten in Höhe von (300 %) des Kaufpreises des Transformators.
Die Wahrscheinlichkeit, dass Fehler frühzeitig erkannt werden, wird mit (30%) angenommen, wenn kein ECOSENSE® ACTIVE PART installiert ist. Mit ECOSENSE® ACTIVE PART wird diese Wahrscheinlichkeit erhöht. ECOSENSE® ACTIVE PART allein erkennt 23,26 % aller Transformatorfehler, daher kann die kombinierte Erkennungswahrscheinlichkeit durch Reduzierung der Erkennungslücke um 23,26 % berechnet werden:
combined_probability_fault_detection = probability_without_ECOSENSE + (100% - probability_without_ECOSENSE) • probability_detection_ECOSENSE 30% + (100% - 30%) • 23.26% = 46.3%
Nun können die Wahrscheinlichkeiten der Ergebnisse berechnet werden:
| frühe Erkennung | schwerer Fehler | katastrophaler Fehler | |
|---|---|---|---|
| ohne ECOSENSE® ACTIVE PART | 30% • 20% | 97.5% • (100 - 30%) | 2.5% • (100% - 30%) |
| mit ECOSENSE® ACTIVE PART | 46.3% • 20% | 97.5% • (100 - 46.3%) | 2.5% • (100% - 46.3%) |
Für die Kostenberechnung wird diese Verteilung mit der Ausfallrate und den jeweiligen Folgekosten multipliziert. Dies ergibt die jährlich zu erwartenden Reparaturkosten als Prozentsatz des Kaufpreises mit und ohne ECOSENSE® ACTIVE PART:
| frühe Erkennung | schwerer Fehler | katastrophaler Fehler | Summe | |
|---|---|---|---|---|
| ohne ECOSENSE® ACTIVE PART | 30% • 20% • 0.44% | 97.5% • (100 - 30%) • 100% • 0.44% | 2.5% • (100% - 30%) • 300% • 0.44% | 0.35% |
| mit ECOSENSE® ACTIVE PART | 46.3% • 20% • 0.44% | 97.5% • (100 - 46.3%) • 100% • 0.44% | 2.5% • (100% - 46.3%) • 300% • 0.44% | 0.29% |
Mit ECOSENSE® ACTIVE PART sinken die Reparaturkosten also im Durchschnitt um 0,35 % des Transformatorpreises pro Jahr, bei einem mit ECOSENSE® ACTIVE PART ausgestatteten Transformator sogar auf 0,29 % pro Jahr. Der erwartete jährliche Nutzen ergibt sich aus der Differenz multipliziert mit dem Kaufpreis des Transformators:
yearly_benefit_repair_costs = (yearly_percentage_repair_costs_without_ECOSENSE - yearly_percentage_repair_costs_with_ECOSENSE) • transformer_purchase_cost (0.35% per year - 0.29% per year) • 800000 dollars = 480 dollars per year
Kosten durch Produktionsverlust
Die Idee dahinter ist, dass entdeckte Fehler zu geplanten Ausfällen führen, während nicht entdeckte Fehler zu ungeplanten Ausfällen führen (wenn der Transformator schließlich ausfällt). Geplante Ausfälle sind im Durchschnitt viel kürzer, da keine Ausfallzeiten entstehen, während Ersatzteile bestellt und Arbeitseinsätze geplant werden.
Die Idee dahinter ist, dass entdeckte Fehler zu geplanten Ausfällen führen, während nicht entdeckte Fehler zu ungeplanten Ausfällen führen (wenn der Transformator schließlich ausfällt). Geplante Ausfälle sind im Durchschnitt viel kürzer, da keine Ausfallzeiten entstehen, während Ersatzteile bestellt und Arbeitseinsätze geplant werden.
reduced_loss_of_production = detection_probability_dga • failure_rate • (100% - detection_rate_without_monitoring) 0.44% per year • 23.26% • (100% - 30%) = 0.072% per year
Der erwartete jährliche Nutzen ergibt sich aus der Vermeidungswahrscheinlichkeit multipliziert mit den stündlichen Kosten eines Ausfalls und der Verkürzung der Ausfalldauer zwischen geplanten und ungeplanten Ausfällen:
yearly_benefit_production_loss = reduced_loss_of_production • hourly_cost_production_loss • (hours_per_unplanned_outage - hours_per_planned_outage) 0.072% per year • 100000 dollars/hour • (168 hours - 16 hours) = 10944 dollars per year
Offline-DGA-Kosten
Wenn kein Online-DGA-System installiert ist, werden stattdessen normalerweise Offline-DGA-Messungen durchgeführt. Mit ECOSENSE® ACTIVE PART werden diese Laborkontrollen entweder reduziert oder vermieden. Die Reduzierung der Offline-DGA-Kosten kann wie folgt berechnet werden:
fit_offline_dga = (cost_oil_analysis + cost_service_deployment) • (service_interval_without_online_dga - service_interval_with_online_dga) (250 dollars + 150 dollars) • (1 per year - 0 per year) = 400 dollars per year
Summierung
Der jährliche Gesamtnutzen von ECOSENSE® ACTIVE PART ergibt sich aus der Summe der Ergebnisse der drei letzten Abschnitte:
yearly_benefit_total = yearly_benefit_repair_costs + yearly_benefit_production_loss + yearly_benefit_offline_dga 480 dollars per year + 10944 dollars per year + 400 dollars per year = 11824 dollars per year
Jetzt haben wir den gesamten jährlichen Nutzen. Zusammen mit der erwarteten Lebensdauer der Elektronik und den Kosten können wir die Rentabilität der Investition über die gesamte Lebensdauer berechnen:
roi = yearly_benefit_total • lifetime_electronics - cost_dga - cost_installation 11824 dollars per year • 15 years - 4000 dollars - 4000 dollars = 169360 dollars