変圧器油中の溶存ガスの連続オンラインモニタリングが不可欠な理由

継続的な実施変圧器オイルガスオンライン監視装置これは、受動的なオーバーホールから能動的な予知保全への近代的な変圧器状態評価システムの変革における中核的な技術的リンクである。定期的に停電サンプリングを行い、クロマトグラフィー分析のためにラボに送るという従来のオフライン方式には、次のような克服できない技術的限界がある：

• モニタリングデータの不連続性と遅延オフラインサンプリングの間隔は、通常数ヶ月から1年である。高エネルギーアーク放電のような高速で突発的な故障の場合、特性ガス（アセチレン）は数時間から数日のうちに危険なレベルに達する可能性がある。オフライン・モニタリングの「時間の盲目性」によって、このような故障の進展をとらえることができず、介入の最適なタイミングを失ってしまう。

• 労働条件との関連性を反映できない: 変圧器のガス発生率は、実際の運転条件（負荷電流、周囲温度、油温）と密接な関係があります。オフライン分析では、ある時点のデータの静的なスナップショットしか得ることができず、故障の性質（例えば、負荷に関連した過熱かどうか）を判断するために重要な、故障ガス増加率と特定の動作条件との動的な相関関係を明らかにすることはできません。

• サンプルの汚染と代表性の問題サンプリング、輸送、実験室での分析の一連の過程を通して、油サンプルの大気汚染やガス漏れのリスクがあり、それが検査結果の歪みにつながる可能性がある。同時に、1箇所のサンプリングが、数万リットルの絶縁油の全体的な溶存ガス状態を完全に代表しているとは限りません。

そのため変圧器オイルガスオンライン監視装置これは、上記の問題を根本的に解決し、早期警告と正確な診断のために必要な技術的前提条件である。

変圧器のオイル・ガス・オンライン監視装置一式は、どのガスを監視するのか？故障診断の工学的意義は？

変圧器オイルガスオンライン監視装置核となる作業は、絶縁油中に溶解している特定の低分子ガスの定量分析である。これらのガスは、トランス内部の絶縁油（鉱物油）と固体絶縁材料（セルロース絶縁紙/ボード）が、さまざまなエネルギーの電気的・熱的ストレス下で化学結合が破壊された結果生じるものです。各ガス、または特定のガスの組み合わせの存在と濃度は、内部故障を診断するための「化学指紋」を構成します。

変圧器油中ガスのオンライン監視装置一式の中核となる動作原理と技術経路は何ですか？

お決まりの行動パターン変圧器オイルガスオンライン監視装置この技術の核心は、油ガス分離技術とガス検知技術にある。現在、世界的に最も広く使用されているのは、以下の2つの主流技術経路である：

• 技術的原則GC技術は、混合物の分離と検出のための古典的で高精度な技術である。ワークフローは以下の通り：まず、測定されたオイルサンプル中の溶存ガスが、内蔵のオイル/ガス分離ユニット（通常、ヘッドスペース再循環平衡法またはポリマー透過膜法）によって抽出される。次に、高純度のキャリアガス（アルゴンなど）を用いて、この混合ガス試料を特殊ポリマー（固定相）でコーティングされたキャピラリーカラムに正確に注入する。混合ガスがキャリアガス（移動相）と共にカラム内を流れる際、異なるガス分子は固定相と相互作用する異なる物理化学的力（吸着、溶解など）により時間的に順次分離され、その結果、カラム内を移動する速度が変化する。最後に、カラムの出口で、高感度検出器（熱伝導度検出器TCDまたはパルス放電ヘリウムイオン化検出器PDDなど）が、異なる成分の時間的シーケンスと信号応答の強さに基づいて、各ガスの濃度を正確に計算します。

• 技術的特徴: : メリットとしては、7～9種類のガス（O₂とN₂を含む）を一度に正確に分離・定量分析できること、クロストークに強いこと、最も包括的で権威ある診断結果が得られることなどが挙げられる。短所は、システムが比較的複雑であること、分析時間が長いこと（通常30～60分）、キャリアガスやその他の消耗品を定期的に補充する必要があることである。

• 技術的原則PASは高感度の分光検出技術である。基本原理は、抽出されたガスサンプルを密閉された測定ガス・チャンバー（光音響セル）に導入する。特定の周波数で変調され、測定されるガス分子の吸収ピークに正確に一致する波長を持つレーザー光または赤外光のビームが、ガス・チャンバー内に照射される。ガス分子が光エネルギーを吸収すると、その内部エネルギーが増加し、分子の熱運動が激しくなり、ガス・チャンバー内のガスの温度と圧力が光変調の周波数に同期して周期的に変化する。この圧力変動は音波として知られている。この極めて微弱な音響信号を検出するために、高感度の小型マイクロホンが光音響セル内に設置されている。音響信号の強度は、測定するガスの濃度に厳密に比例する。複数のレーザー光源と、異なるガス（C₂H₂、CH₄、COなど）に固有の吸収スペクトルを持つフィルターを統合することで、複数のガスの同時測定が可能。

• 技術的特徴利点としては、検出速度が非常に速く、分単位のリアルタイム応答が可能であること、プロセス全体を通して化学反応やガス消費がないため、真のメンテナンスフリーであることが挙げられる。欠点は、多成分同時検出には高度な技術統合が必要であり、異なるガスの吸収スペクトルの相互干渉効果を排除するための高度なアルゴリズムが必要なことである。

完全なオンライン変圧器油中ガス監視装置を構成する主要なサブシステムは何ですか？

工業用グレードのセット変圧器オイルガスオンライン監視装置これは高度な光学的、機械的、電気的、演算的統合システムであり、通常は以下のような完全に機能するサブシステムで構成されている：

• オイル循環および前処理サブシステム変圧器の入口と出口のオイルバルブに接続された耐油性の配管、特殊なマイクロ循環ポンプ、多段精密フィルター、流量センサー、サーモスタット制御モジュールが含まれています。その機能は、変圧器本体から分析ユニットまでの被試験絶縁油の安全な循環を、安定した純粋な一定温度で保証することです。

• オイル・ガス分離サブシステムヘッドスペース平衡、高分子透過膜分離、真空ポンプによる減圧脱ガスなどの技術が主流で、その性能がガス抽出の効率と安定性を直接左右する。

• ガス検知・分析サブシステムすなわち、上記は**ガスクロマトグラフィー（GC）を備えている。もしかしたら光音響分光法（PAS）**技術の中核となる測定ユニットには、光源、カラム、検出器、光音響セルなどの精密光学および分析コンポーネントが含まれています。

• 組み込み制御およびデータ処理サブシステムファームウェアプログラムを実行する高性能産業用コンピュータまたはマイクロプロセッサ（MCU）を内蔵し、ユニット全体の自動ワークフローを制御し、IEC 60599などの国際規格に基づくデータ解析、濃度計算、内蔵トラブルシューティングアルゴリズム（トリプルレシオ法など）を実行する。

• コミュニケーションとヒューマンコンピュータインタラクションのサブシステム光ファイバーイーサネット、RS-485を含む様々な物理インターフェースを提供し、Modbus、DNP3、IEC 61850などの標準的な産業用通信プロトコルをサポートし、監視データを変電所自動化システム（SCADA）またはリモート集中制御マスターステーションにシームレスに統合できるようにします。同時に、通常ローカルディスプレイと操作インターフェースを備えています。

• 高保護クラスの環境適応型キャビネット保護等級IP66以上の堅牢なメタルハウジングと、正確な温度・湿度制御のための産業用エアコンまたはヒーター内蔵により、-40℃から+55℃までの幅広い温度範囲や、塩水噴霧や高湿度などの過酷な屋外環境でも、長期間にわたって確実に動作します。

変圧器油中オンラインガス監視装置は、他の監視システムとどのように機能しますか？

最新の変圧器状態評価システムでは変圧器オイルガスオンライン監視装置通常、データフュージョンは単独で機能するのではなく、統合モニタリングプラットフォームの中核的なコンポーネントとして、他のモニタリングシステムと連携し、相互検証や補完的な強みを持つ診断ロジックチェーンを形成するために行われる。

• オンライン部分放電（PD）モニタリングシステムとの相乗効果いつDGAオンライン・モニタリング装置水素(H₂)とメタン(CH₄)の持続的な微量増加が検出された。部分放電オンライン・モニタリング・システム(特にUHF法）は、放電信号の捕捉と放電タイプ（例えば、浮遊放電、沿面放電、エアギャップ放電）の初期識別に高い感度を提供することができる。一方、アセチレン（C₂H₂）がDGAで検出された場合、部分放電が高エネルギーアークに進行したことを示し、このときPD信号の振幅と繰り返し率が劇的に増加する。

• ケーシング・オンライン・モニタリング・システムとの相乗効果:: ときどきね。DGAオンライン・モニタリング装置検出された過熱ガス（例えば、エチレンC₂H₄）は、高電圧ケーシング内のリード線への導電性ロッドの接続不良による過熱に由来する可能性がある。このときケーシング・オンライン・モニタリング・システムまた、ブッシングのその相の誘電損失係数(tanδ)が異常に高いことを示せば、故障箇所をブッシング部品に突き止めることができ、変圧器本体の不必要な持ち上げシールド検査の必要性を回避することができます。

• 巻線の光ファイバー温度測定におけるオンライン・モニタリング・システムとの相乗効果いつDGAオンライン・モニタリング装置低温と中温の過熱(メタンCH₄とエタンC₂H₆含有量の増加)のアラームがある場合、変圧器に光ファイバー巻線温度測定オンライン・モニタリング・システム巻線内部のホットスポットの実際の温度分布を直接読み取ることができる。あるエリアの温度が他のエリアよりも著しく高く、ガス発生量の傾向と一致することが判明した場合、過熱故障の場所と深刻度を確認することができ、負荷の調整やメンテナンスの手配を行うための最も直接的な根拠となります。

変圧器油のオンライン・ガス・モニタリング装置の有効性を示す典型的な応用事例にはどのようなものがありますか？

• 事例1：UHVコンバータ変圧器内部の高エネルギーアーク放電故障の早期警告に成功
  800kVのUHV直流送電プロジェクトのコンバーター・ステーションでは、コンバーター・トランスは、コンバーター・トランスの上に設置されている。ガスクロマトグラフDGAオンラインモニタリング装置1時間ごとの定期的なデータ更新中に、アセチレン（C₂H₂）含有量が長期的なゼロ状態から突然数ppmに跳ね上がったことが検出された。システムは直ちに最高レベルのアラームを作動させ、データをリアルタイムで集中管理センターにアップロードした。その時点では変圧器の他の電気パラメーターに明らかな異常はなかったが、アセチレンガスの重大な危険性を認識した運転・保守部門は、変圧器の廃止を決定的に申請した。内部調査の結果、オンロード・タップ・チェンジャー（OLTC）のスイッチング接点が機械的な理由でずれており、スイッチング・プロセス中に継続的に高エネルギーのアークを発生させていたことが判明した。この警告が功を奏し、コンバーターの単極遮断やバルブホールでの火災につながる大惨事を防ぐことができた。

• ケース2：冷却システムの故障が原因の進行性過熱故障の特定
  220kVの主変圧器光音響分光DGAオンラインモニタリング装置数週間連続したデータの傾向分析によると、エチレン（C₂H₄）とメタン（CH₄）のレベルは、毎日の負荷ピークと同期して、緩やかではあるが一定の増加傾向を示しており、負荷に関連した過熱の存在を示唆していた。しかし、巻線油温のような従来の計器は限界値を超えていなかった。DGAデータから得られた手がかりをもとに、O&Mスタッフが変圧器の冷却システムの詳細な点検を行った結果、強油空冷式冷却器の1つのファンモーターの1つが破損しており、その結果、この冷却グループの冷却効率が著しく低下し、変圧器が高負荷になると巻線の局所的な油温が過熱してガスが発生することがわかりました。ファンモーターの交換が間に合った後、DGAのデータによると、ガス発生の傾向は直ちに止まり、横ばいになったため、絶縁体の老朽化を促進する長期的な進行性の故障を効果的に防ぐことができた。