The application of Probabilistic Safety Assessment to Electric Transmission Systems

Probabilistic Safety Assessment (PSA) has been widely used in Nuclear Power Plants Risk Analysis and can be applied to Electric Power Systems to evaluate initiating events such as short circuits, transmission lines overflows or human operational / maintenance errors that could lead to catastrophic damages, including cascading failures and blackouts. The present paper is dedicated to a PSA application, showing how a combined Event Tree / Fault Tree model can perform a probabilistic evaluation of the risk derived from the failure to isolate a short circuit in a transmission line. The model quantification allowed identifying the most critical elements (circuit breakers, DC power systems and communication system devices) and selecting proper improvement measures leading to an 88% risk reduction. The quantification process was performed applying the EXCEL software version of the Advanced Combinatorial Method for solving complex fault trees (CSolv+).El Análisis Probabilista de Seguridad (APS) es ampliamente utilizado en Análisis de Riesgo de Centrales Electronucleares y puede ser aplicado a Sistemas Eléctricos de Potencia para evaluar sucesos iniciadores tales como cortocircuitos, sobrecargas en líneas de transmisión o errores humanos de operación / mantenimiento conducentes a daños catastróficos, incluyendo fallos en cascada y apagones. El artículo presenta una aplicación del APS, que muestra cómo un modelo combinado Árbol de Eventos / Árbol de Fallos puede realizar una evaluación probabilista del riesgo derivado del fallo al aislar un cortocircuito en una línea de transmisión. La cuantificación del modelo permite identificar los elementos más críticos (disyuntores, alimentación de corriente directa y dispositivos del sistema de comunicación) y seleccionar las medidas de mejora que conducen a una reducción de riesgo de 88%. La cuantificación fue realizada aplicando la versión EXCEL del Método Avanzado para la solución de árboles de fallos complejos (CSolv+)

Influência da política de testes periódicos na confiabilidade de sistemas tecnológicos

RESUMEN El trabajo propone una metodología para la construcción y evaluación de árboles de fallos de sistemas en espera, redundantes, con componentes probados periódicamente, que evalúa la influencia de las políticas de pruebas periódicas sobre la indisponibilidad del sistema, mediante modelos de indisponibilidad media. La comparación con los análisis de indisponibilidad instantánea demuestra que el modelo refleja de forma adecuada las políticas de pruebas periódicas, a partir de datos habitualmente registrados en las centrales nucleares. Se generaliza la fórmula para el cálculo de la indisponibilidad media de componentes con la inclusión de la eficiencia y la degradación por pruebas. El modelo fue aplicado al análisis de un sistema simplificado, mostrando su efectividad para evaluar políticas e intervalos de pruebas, con recomendaciones para la optimización de estos últimos. Su importancia radica en la posibilidad de integración al modelo general de APS, en lugar de permanecer como una evaluación separada y complementaria.ABSTRACT The paper proposes a methodology for the construction and evaluation of fault trees for stand-by redundant systems, periodically tested, evaluating the influence of the periodic tests policy on the system unavailability, through a mean unavailability model. The comparison with the instantaneous unavailability analysis shows that the model adequately reflects the periodic tests policies, based on data usually recorded in nuclear power plants. The formula for calculating the components mean unavailability was generalized with the inclusion of test efficiency and test-caused degradation. The model was applied to the analysis of a simplified system, showing its effectiveness to evaluate policies and test intervals, with recommendations for the optimization of the latter. Its importance lies in the possibility of its integration into the general PSA model of the facility, instead of remaining as a separate and complementary evaluation.RESUMO O artigo propõe uma metodologia para a construção e avaliação de árvores de falhas de sistemas em espera, com componentes redundantes testados periodicamente, que avalia o impacto das políticas de testes periódicos na indisponibilidade do sistema, através de modelos de indisponibilidade média. A comparação com a análise de indisponibilidade instantânea mostra que o modelo considera adequadamente as políticas de testes periódicos, a partir de dados usualmente registrados nas usinas nucleares. A fórmula para calcular a indisponibilidade média de componentes é generalizada com a inclusão da eficiência e degradação por testes. O modelo foi aplicado à análise de um sistema simplificado, mostrando sua efetividade para avaliar políticas e intervalos de testes, com recomendações para a otimização destes últimos. Sua importância radica na possibilidade de integração ao modelo geral de APS da instalação, em vez de permanecer como uma avaliação separada e complementar

Importancia del procesamiento de imágenes en radioterapia desde la perspectiva del análisis de riesgo

Fundamento: el procesamiento de imágenes es clave en la planificación de tratamientos de radioterapia con haces externos. En su ejecución pueden ocurrir errores humanos y fallos de equipos, que conllevan, entre otros efectos, a interpretaciones erróneas de imágenes diagnósticas, errores de contorneo de blancos, sobredosis a tejidos sanos o subdosis a tejidos tumorales, lo cual significa poner en riesgo a los pacientes sometidos a estas prácticas.Objetivo: caracterizar los riesgos asociados a los factores tecnológicos y humanos relacionados con el procesamiento de imágenes que pueden afectar a los pacientes sometidos a tratamientos de radioterapia con haces externos.Métodos: como base de estudio se empleó la práctica de radioterapia de intensidad modulada. Para caracterizar los iniciadores y las medidas de defensa relacionados con este procesamiento, se emplearon modelos de riesgo basados en análisis de modos y efectos de fallo y matriz de riesgo de la práctica de referencia, que fueron procesados con el software SECURE-MR-FMEA. Resultados: los análisis de sensibilidad sobre los modelos de radioterapia de intensidad modulada mostraron los efectos sobre el riesgo de los fallos asociados al procesamiento de imágenes.Conclusiones: se confirmó la importancia de aplicar el análisis de riesgo en el procesamiento de imágenes para elevar la seguridad de los pacientes durante los tratamientos de radioterapia con haces externos.</p

Matriz informatizada de principios básicos de seguridad: una alternativa útil para su aprendizaje y aplicación // Computerized matrix of safety basic principles: a useful alternative for their learning and application

ResumenEl artículo presenta un resumen general de las características distintivas de varios métodos deanálisis de seguridad. Partiendo de las limitaciones intrínsecas de los mismos para realizarevaluaciones integrales de los principios de seguridad, se propone un método de fácil manejo pararealizar análisis cualitativos de seguridad, dirigido además a sistematizar el uso de los PrincipiosBásicos de Seguridad (PBS). Esta alternativa tiene como objetivo primordial promover el aprendizajede los PBS. Las bases metodológicas del método propuesto son, una matriz interdependiente dePBS y un sistema de seguimiento de configuraciones peligrosas que enlaza los sistemastecnológicos de la instalación y/o las características gerenciales de la entidad estudiada, con los PBScorrespondientes. El artículo muestra el uso del código utilizando como referencia una instalaciónsimplificada.Palabras claves: seguridad, principios, métodos, evaluación, configuración, control.___________________________________________________________________________AbstractThe paper presents an abstract of the distinctive characteristics of various methods of safety analysis.Beginning from the inherent limitations of these methods for the integral assessments of the safetyprinciples, is proposed an easy-to-manage method for qualitative safety analysis, which as additionalcapability can be used to interpret and apply the Basic Safety Principles (BSP). The principalobjective of this alternative is the BSP learning promotion. The methodological bases of the proposedmethod are the interdependent matrix of BSP and the system to trace dangerous configurations thatcoupled the technological systems of the facility and/or the management characteristics of the studiedentity with the respective BSP. The paper shows the use of the computer code using as reference asimplified facility.Key words: safety, principles, methods, assessment, configuration, control</p

Avaliação de árvores de falhas mediante uma planilha EXCEL

The present paper was dedicated to the evaluation of fault trees through an EXCEL worksheet. The determination of the Minimal Cut Sets (MCSs) was accomplished performing all possible combinations of the basic events that take part of the tree. The method prevents the calculation from collapsing due to a combinatorial explosion. The available memory is never a limitation. It was applied the factorization of non-repeated events, a recursive method for the generation of the events combinations and an ordering scheme giving priority to the components which are more repeated and appear closer to the top gate. The EXCEL worksheet determines the most important MCSs, the system failure probability, and the components importance measures. Instantaneous unavailability analysis is also possible. The results for two representative fault trees are presented. They were resolved in a reasonable time, showing an adequate performance for industrial applications of moderate complexity.O presente trabalho foi dedicado à avaliação de árvores de falhas mediante uma planilha EXCEL. A determinação dos Cortes Mínimos (CM) foi realizada formando todas as combinações possíveis dos eventos básicos que integram a árvore. O método impede que o cálculo colapse por explosão combinatória. A memória disponível nunca constitui uma limitação. Foi aplicada a fatoração de eventos não repetidos, um método recursivo para a formação das combinações de eventos e um ordenamento dos componentes que da prioridade aos mais repetidos e próximos do portão topo. A planilha EXCEL determina os CM mais importantes, a probabilidade de falha do sistema e as medidas de importância dos componentes. Também são possíveis análises de indisponibilidade instantânea. São apresentados os resultados para duas árvores de falhas representativas que foram resolvidas em tempos razoáveis, mostrando um desempenho adequado para aplicações industriais de moderada complexidade.El presente trabajo fue dedicado a la evaluación de árboles de fallos mediante una planilla EXCEL. La determinación de los Cortes Mínimos (CM) fue realizada formando todas las combinaciones posibles de los sucesos básicos que integran el árbol. El método impide que el cálculo colapse por explosión combinatoria. La memoria disponible nunca constituye una limitación. Fue aplicada la factorización de sucesos no repetidos, un método recursivo para la formación de las combinaciones y un ordenamiento de los componentes que prioriza los más repetidos y próximos a la puerta tope. La planilla EXCEL determina los CM más importantes, la probabilidad de fallo del sistema y las medidas de importancia de los componentes. También son posibles análisis de indisponibilidad instantánea. Se presentan los resultados para dos árboles de fallos representativos que fueron resueltos en tiempos razonables, mostrando un desempeño adecuado para uso en aplicaciones industriales de moderada complejidad

El Análisis Probabilista de Seguridad para la evaluación de la confiabilidad en sistemas técnicos complejos

Actually, with the technological development achieved, the technical systems are increasingly sophisticated and complex. Therefore, the reliability, availability and maintainability of these systems are essential tools to ensure the comfort of everyday life, which is totally dependent on these systems.The objective of this paper is to expose the application of the Probabilistic Safety Analysis, using the CSolv teaching software, in two complex technical systems, as case studies: a STEMAC generator and a transmission subsystem of the electrical system, located in the western region of the country, as an approach to the evaluation of reliability in complex technological systems. As the main result, the minimum sets of failure of the generator set, and of the transmission subsystem were obtained. In the first case, a program for improvement the maintenance management is proposed, demonstrating its importance in the reliability of these systems.Con el desarrollo tecnológico alcanzado, los sistemas técnicos son cada vez más sofisticados y complejos; por tanto, la confiabilidad, la disponibilidad y la mantenibilidad de estos sistemas constituyen herramientas imprescindibles para asegurar el confort de la vida cotidiana, totalmente dependiente de estos sistemas. Este artículo tiene como objetivo exponer la aplicación del Análisis Probabilista de Seguridad, empleando el software docente CSolv, en dos sistemas técnicos complejos, como casos de estudio: un grupo electrógeno STEMAC y en un subsistema de transmisión del sistema electroenergético, ubicado en la región occidental del país, como una aproximación a la evaluación de la confiabilidad en sistemas tecnológicos complejos. Como principal resultado, se obtuvieron los conjuntos mínimos de fallo del grupo electrógeno, y del subsistema de transmisión. En el primer caso se propone un programa para la mejora en la gestión del mantenimiento, demostrándose su importancia en la confiabilidad de estos sistemas