Sf6ガス監視システムはどのように動作するのですか？

Sf6 ガス監視システムのサプライヤーとして、私はこのシステムがどのように機能するかについてよく質問されます。このブログでは、Sf6 ガス監視システムの運用の詳細を掘り下げ、その重要性、コンポーネント、監視プロセスについて説明します。

Sf6 ガスモニタリングの重要性

六フッ化硫黄 (SF6) は、通常の状態では無色、無臭、不燃性、無毒のガスです。優れた絶縁性と消弧性を備えているため、ガス絶縁開閉装置（GIS）、遮断器、変圧器などの高電圧電気機器に広く使用されています。ただし、SF6 ガスは、高温アーク放電、部分放電、過熱などの特定の条件下では分解する可能性があります。分解生成物は有毒である可能性があり、機器の絶縁性能にも影響を及ぼし、潜在的な安全上の危険につながる可能性があります。

したがって、SF6 ガスを継続的に監視することは、電気機器の信頼性の高い動作にとって非常に重要です。アンSf6 ガス監視システムガス密度の低下、分解生成物の存在、水分含有量の増加など、ガスの異常な変化を検出するのに役立ちます。これにより、タイムリーなメンテナンスと修理が可能になり、機器の故障を防止し、人員の安全と電力網の安定性を確保します。

Sf6 ガス監視システムのコンポーネント

Sf6 ガス監視システムは通常、次の主要コンポーネントで構成されます。

センサーユニット

センサーユニットは監視システムの中核となります。密度、圧力、温度、水分含有量、分解生成物の濃度など、SF6 ガスのさまざまなパラメータを検出します。これらのパラメータの測定には、さまざまな種類のセンサーが使用されます。

• 濃度センサー：SF6ガスの濃度を測定します。 SF6 ガスの密度はその圧力と温度に関係しているため、密度の変化はガス漏れや異常な動作状態を示している可能性があります。
• 圧力センサー：装置内のSF6ガスの圧力を監視します。圧力が急激に低下した場合は、ガス漏れが発生している可能性があります。
• 温度センサー：SF6ガスの温度を測定します。温度はガスの圧力と密度に影響を与えるため、正確な密度と圧力を計算するには正確な温度測定が必要です。
• 水分センサー：SF6ガス中の水分を検出します。水分レベルが高いと、機器の腐食が発生し、ガスの断熱性能が低下する可能性があります。
• 分解生成物センサー: これらのセンサーは、二酸化硫黄 (SO2)、硫化水素 (H2S)、一酸化炭素 (CO) などの分解生成物の存在と濃度を検出するために使用されます。これらの生成物の存在は、SF6 ガスが分解したことを示しています。

データ収集ユニット

データ取得部は、センサー部からデータを収集する。センサーからのアナログ信号をデジタル信号に変換し、さらなる処理のためにデータを保存します。データ収集ユニットには、データの精度と信頼性を確保するためのデータのフィルタリングと前処理の機能もあります。

通信ユニット

通信ユニットは、データ収集ユニットから収集されたデータを監視センターに送信する役割を果たします。有線通信（例えば、イーサネット）や無線通信（例えば、ＧＳＭ、ＧＰＲＳ）などの様々な通信方式を使用することができる。通信ユニットにより、長距離にわたってデータをリアルタイムかつ正確に送信できるようになります。

監視センター

監視センターは、Sf6 ガス監視システムの中央制御部分です。通信ユニットから送信されたデータを受信し、データを処理します。監視センターではSF6ガスの密度、圧力、温度、分解生成物の濃度などの状態をリアルタイムに監視画面に表示できます。異常事態に対するアラームを設定することもできます。監視されたパラメータが事前に設定されたしきい値を超えると、監視センターは音声アラームや電子メール通知などのアラームを送信して、オペレーターに警告します。

Sf6 ガス監視システムの作業プロセス

Sf6 ガス監視システムの作業プロセスは、次のステップに分けることができます。

データ収集

センサーユニットは電気機器内のSF6ガスのパラメータを継続的に測定します。たとえば、密度センサーはガスの密度を測定し、圧力センサーは圧力を測定し、温度センサーは温度を測定します。センサーは物理量を電気信号 (通常はアナログ信号) に変換し、データ収集ユニットに送信します。

データの取得と前処理

データ取得ユニットは、センサーユニットからアナログ信号を受信します。まず、アナログ - デジタル コンバーター (ADC) を使用して、アナログ信号をデジタル信号に変換します。次に、データをフィルタリングおよび前処理して、ノイズと干渉を除去します。前処理されたデータはデータ取得ユニットの内部メモリに保存されます。

データ送信

通信部は、データ取得部からデータを読み出し、監視センタに送信する。使用される通信方式に応じて、データは有線ネットワークまたは無線ネットワークを介して送信されます。たとえば、イーサネットを使用する場合、データはネットワーク パケットの形式で送信されます。 GSM または GPRS が使用される場合、データは移動通信ネットワークを通じて送信されます。

監視センターでのデータ処理と分析

監視センターでは、受信したデータを処理・分析します。監視センター ソフトウェアは、監視対象パラメータを事前に設定されたしきい値と比較します。パラメータがしきい値を超えると、ソフトウェアはアラームをトリガーします。たとえば、SF6 ガスの濃度が通常のレベルを下回ると、ガス漏れが発生している可能性があり、監視センターが警報を発します。

監視センターでは履歴データの分析も行うことができます。 SF6 ガスパラメータの時間の経過に伴う変化を示すレポートと曲線を生成できます。これにより、オペレーターは装置の稼働状況を理解し、潜在的な問題を予測することができます。

他の監視システムとの統合

SF6 ガス監視の基本機能に加えて、Sf6 ガス監視システムは他の監視システムと統合して、電気機器のより包括的な監視ソリューションを提供できます。たとえば、次のように統合できます。避雷器の監視システムとGIS用オンライン部分放電監視システム。

これらのシステムを統合することで、オペレーターは電気機器の状態をより完全に把握できるようになります。たとえば、部分放電監視システムは、SF6 ガスの分解の原因の 1 つである可能性がある GIS 内の部分放電の存在を検出できます。避雷器監視システムは、電気機器の重要な保護装置である避雷器の性能を監視できます。

結論

Sf6 ガス監視システムは、高電圧電気機器の安全かつ信頼性の高い動作を確保する上で重要な役割を果たします。 SF6 ガスのパラメータを継続的に監視することで、潜在的な問題を適時に検出し、適時のメンテナンスと修理が可能になります。

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参考文献

• 六フッ化硫黄 (SF6) ガスに関する IEEE 規格 - 絶縁変電所、IEEE Std C37.122 - 2017
• IEC 60480:2018、電気機器から採取された六フッ化硫黄 (SF6) の検査と処理に関するガイドライン、およびその再利用の仕様
• SF6 ガス監視システム コンポーネントのメーカーのマニュアル。