電力系統が既存資産にさらに多くの負荷を求める中で、状態監視が重要である理由
稼働率の向上から資産可視性の向上へ
電力システムは、より多くのことを求められています。
電化、再生可能エネルギーの統合、データセンター、産業開発はすべて、電力インフラへの需要を増加させています。同時に、電力会社は、機器のリードタイムの長期化、サプライチェーンの制約、投資コストの上昇に直面しています。
これは根本的な課題を生み出します。信頼性を維持し、資産リスクを管理しながら、既存の電力インフラをより効果的に活用するにはどうすればよいでしょうか？
最近のCIGREの記事、「変圧器の過負荷能力を高めるための可能性、限界、リスク」は、変圧器の負荷の観点からこの問題を検討しています。この記事は、電力システム資産管理におけるより広範なシフトを強調しています。固定された運用制限のみに依存するのではなく、電力会社は状態情報、監視技術、リスクに基づいた意思決定にますます目を向けています。
この原則は、GISやGILを含む他の重要な電気資産にも当てはまります。
運用制限がすべてではない理由
従来、電気機器は、通常および緊急時の条件下で信頼性を確保するために、定義されたマージンで運用されてきました。
例えば、変圧器の場合、負荷の増加は温度を上昇させ、絶縁の劣化を加速させ、コンポーネントへのストレスを増加させる可能性があります。CIGREは、熱モデリング、絶縁劣化研究、水分評価、オンライン監視の進歩により、変圧器の状態に対する可視性が向上し、状態ベースの資産管理の機会が生まれていると指摘しています。
重要な概念は単に次のことではありません。
「機器はどれだけ負荷をかけられるか？」
しかし、ますます。
「機器の状態はどうであり、どれだけの運用能力が残っているか？」
静的な制限から状態に基づいた意思決定へのこの変化は、電力会社が既存のインフラからより多くの価値を引き出そうとするにつれて、ますます重要になっています。
同じ原則がガス絶縁機器にも適用されます
GISおよびGILシステムでは、絶縁ガスは機器の絶縁システムに不可欠な部分です。
したがって、ガスの品質と状態は、試運転、保守、トラブルシューティング中に重要な情報を提供できます。
特に重要なパラメータがいくつかあります。
- SF6純度
- 露点/水分含有量
- SO2およびその他の分解生成物
- ガス圧および密度
- SF6漏れ
これらの測定は、GISの状態評価の他の形式を置き換えるものではありません。むしろ、それらは、エンジニアがガスの状態を評価し、機器のライフサイクル中に潜在的な問題を特定するのに役立つ補完的な情報を提供します。
水分が特に重要です
ガス絶縁機器内の水分は、絶縁性能に影響を与える可能性があり、設置、シール、保守、またはガス取り扱いに関連する問題を示す可能性もあります。
このため、絶縁ガスの状態を評価する際には、露点測定が一般的に使用されます。
信頼性の高い測定は、次のような実用的な質問に答えるのに役立ちます。
- ガスは十分に乾燥していますか？
- エンクロージャーに水分が入りましたか？
- 機器は試運転の準備ができていますか？
- 保守後にガス品質が変化しましたか？
- 追加の乾燥またはガス処理が必要ですか？
これにより、水分測定は単なる実験室でのテスト以上のものになります。それは、全体的な保守および資産管理プロセスの一部になり得ます。
個々のパラメータのテストから資産の状態の理解へ
最新の資産管理は、ますます複数の情報源を組み合わせることに依存しています。
変圧器の場合、CIGREは、光ファイバー温度監視、溶解ガス分析、水分センサー、熱モデリング、デジタルツインなどの技術を強調しています。これらの技術は、資産所有者が運用条件と機器の状態の関係をよりよく理解するのに役立ちます。
GISおよびGILの場合、同様のアプローチには次の組み合わせが含まれる場合があります。
ガス品質+水分+分解生成物+圧力/密度+漏れ情報+運用履歴
単一の測定値を孤立して見るのではなく、エンジニアは複数のパラメータを使用して機器の状態のより完全な画像を構築できます。
これは、機器が長年稼働し続ける必要があり、保守の決定が信頼性、運用要件、およびライフサイクルコストのバランスを取る必要がある場合に特に重要です。
正確なガス試験がより重要になる理由
既存の電気インフラの利用率が増加するにつれて、信頼性の高い状態情報の重要性も増します。
機器が実用的な限界に近い状態で運用される場合、不確実性が大きくなります。
GISおよびGILの場合、正確なガス試験は、機器のライフサイクルのいくつかの段階をサポートできます。
1.試運転
通電前に、ガス品質と水分をチェックして、絶縁媒体が必要な状態を満たしていることを確認できます。
2.定期保守
定期的な測定は、ガス品質の記録を確立し、経時変化を特定するのに役立ちます。
3.トラブルシューティング
水分または分解生成物の予期しない増加は、異常な状態を調査する際に役立つ情報を提供できます。
4.ガス回収と再利用
保守中に、回収されたSF6は、処理と再利用の前に分析できます。ガス分析は、回収、精製、またはさらなる処理が必要かどうかを判断するのに役立ちます。
5.環境管理
正確な漏れ検出と管理されたガス取り扱いは、不要なSF6排出量を削減し、この影響の大きい絶縁ガスの責任ある管理をサポートできます。
状態ベースの資産管理への移行
変圧器の過負荷能力に関する議論は、電力システム資産管理におけるより大きな変革を示しています。
目的は単に機器をよりハードに運用することではありません。
それは機器をよりよく理解することです。
より良いセンサー、改善されたモデリング、およびより包括的な診断情報は、不確実性を減らし、資産所有者が負荷、保守、および交換についてより情報に基づいた決定を下せるようにします。
変圧器の負荷に関するCIGREの作業は、このより広範な方向性を反映しています。その共同作業グループA2/D1.82は、変圧器の負荷増加の体系的な評価の一部として、劣化メカニズム、水分挙動、熱モデリング、コンポーネントの制限、監視技術、リスク軽減を調査しています。
ガス絶縁機器の場合、信頼性の高いガス測定は、同じより広範な哲学の一部です。
測定→理解→評価→保守
KSTONE：ガス状態評価のサポート
KSTONEは、SF6絶縁および環境に優しい電気機器向けの試験およびガス取り扱い機器を開発しています。
当社の製品範囲は、ガス管理と状態評価のいくつかの段階をカバーしています。
- SF6漏れ検出
- SF6純度測定
- 露点および水分測定
- SF6分解生成物分析
- 多成分ガス分析
- SF6回収およびガス取り扱い
- SF6分離および精製
- 環境に優しいスイッチギア向けのガス分析
GISおよびGILオペレーターにとって、これらの技術は、試運転、保守、トラブルシューティング、およびガス管理のための実用的な測定ツールを提供します。
電力システムが既存のインフラにさらに多くのことを要求し続けるにつれて、より良い資産活用は、ますますより良い資産情報に依存するようになります。
ガス絶縁機器の場合、絶縁媒体の状態を理解することは、その情報のかなりの部分です。
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SF6ガス分析計GIS/GILアプリケーション向けの純度、露点、分解生成物測定。
SF6漏れ検出器設置、試運転、保守中のSF6漏れの検出と特定。