工場の変圧器管理向け、アラートメール付きの変圧器油中ガス検査結果（DGA）分析システム

課題の背景

本事例の課題は、変圧器油中ガス検査結果（DGA）を読み取る業務を、変圧器ごとに分かれたExcelレポートから一つのWebアプリへ移行することでした。お客様の既存レポートには、過去の検査結果表、三角図、トレンドグラフ、ステータス、次回の油サンプリング時期の推奨が含まれていました。

一般的な変圧器管理では、変圧器内部の異常は外から見えないため、油の検査結果が保全判断の主要な情報となります。変圧器ごとの検査結果が別々のファイルにあると、すべての変圧器の全体像を把握することが困難です。

要件と制約

システムには、既存のExcelレポートでできていた作業を行えること、そしてすべてをお客様のネットワーク内に収めることが求められました。主な要件は次のとおりです。

• Excelファイルのアップロードと、画面からの値の入力・追加・削除・編集の両方で検査結果を受け付ける
• 既存レポートでチームが読み取っているものと同じ形式で、異常ゾーンの説明付きの三角図、棒グラフ、トレンドグラフを表示する
• ユーザーが編集できるConditionおよびTDCG Rateの基準表からステータスとサンプリング周期を評価する
• 検査結果が異常な場合にアラートメールを送信する
• インターネットに接続しない閉域ネットワーク内のお客様サーバー上で動作する
• お客様の指定により、PHPとMicrosoft SQL Serverデータベースを使用する

このシステムがお客様サーバー上のWebアプリである理由

このシステムがお客様サーバー上のWebアプリなのは、閉域ネットワーク内のお客様サーバーに導入するWebアプリとすること、PHPとMicrosoft SQL Serverを使用することをお客様が指定したためです。そのため、毎回の検査結果は社内のデータベースに保存されます。ユーザーは社内ネットワーク内の端末からWebブラウザでシステムを開き、ユーザーアカウントで利用します。

すべてのユーザーがシステム内の同じ基準表から計算されたステータスを確認でき、アラートメールは誰かがファイルを開くのを待たずに設定済みの受信者へ送信されます。

システムはDGA結果から変圧器のステータスをどのように評価するのか

システムは、ガス値をシステム内で編集できるConditionおよびTDCG Rateの基準表と照合してステータスを評価し、Normal / Warning / Alarmのステータスとともにサンプリング周期の推奨と対応手順を表示します。システムが行うのは表示、推奨、メール送信のみで、サンプリングや保全の判断は引き続き変圧器管理チームが行います。処理の流れは次のとおりです。

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   油中ガス検査結果の取り込み

   Excelファイルの検査結果レポートをアップロードするか、画面から値を入力・追加・削除・編集します。変圧器ごとのレポートヘッダー情報は、データ追加画面とレポート画面の両方で編集できます。

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   ガス比率の計算とグラフ描画

   システムは各ガスの比率を計算し、3種類から選択できる三角図上に点をプロットして、点がどの異常ゾーンに入るかを文章で示します。さらに主要ガス6種類の比率を示す棒グラフと、日付ごとのガス値トレンドを示す折れ線グラフを表示します。折れ線グラフはガスの種類ごとに表示のオン・オフを切り替えられます。

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   基準表に基づくステータス評価

   システムはガス値を基準表（Condition）と照合します。結果が正常基準を超える場合は、可燃性溶存ガスの総量（TDCG: Total Dissolved Combustible Gas）とその増加率（TDCG Rate）を別の表と照合し、ステータス、次回のサンプリング時期の推奨、対応手順を表示します。

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   アラートとレポート出力

   ステータスがWarningまたはAlarmになるとシステムは直ちにメールを送信し、選択したデータ種別ごとの一覧をまとめたメールを各受信者に送信します。ユーザーはレポート画面からPDFファイルのレポートを出力できます。

納入物

当社は、お客様のサーバーに導入したDGA結果分析Webアプリを、システム設計書と操作マニュアルとともに納品しました。上記の手順で説明した検査結果取り込み画面とレポート画面に加え、システムには管理者向けの機能として次のものがあります。

• 基準設定画面: Condition基準表とTDCG Rate表を編集します。変更のたびに保存操作が必要です。
• メール画面: 受信者の追加、送信のオン・オフ、各受信者が受け取るNormal、Warning、Alarmステータスの一覧の選択を行います。
• アクセス: 社内ネットワーク内のWebブラウザからユーザーアカウントでログインします。

検収と納品で確認できた成果

当社は、3種類の三角図と主要ガス6種類の棒グラフを備えたDGA結果分析Webアプリを、2019年に全項目納品しました。2019年4月の検収では、三角図の画像のスケールが原本と一致しないこと、またガス値の入力が不完全な場合にグラフ上の点が三角形の外に出ることが判明し、ユーザーからグラフ外の点を非表示にするよう要望がありました。当社は両方の事項を修正し、再テストを行ったうえで納品しました。

1. 2018年: プロジェクト計画と要件収集を開始
2. 2019年4月: システムの検収と修正項目の記録
3. 2019年: 修正、再テスト、システム設計書と操作マニュアルを含む全項目の納品

本事例にはビジネス上の成果を示す数値も納品後の利用報告もありません。そのため、文書で確認できる結果のみを報告しています。

私たちが学んだこと

本案件から、検査結果を読み取り基準に基づいて警告するシステムに関する3つの原則が得られました。

• 検収前から不完全なデータでテストする。実際の検査結果では一部の値が欠けることがあるため、テストデータには値がそろったものと欠けたものの両方を含め、データが不完全な場合にシステムがどう表示すべきかを事前に定めておくべきです。
• チームが結果を読むグラフは、チームが慣れ親しんだ原本と一致している必要があります。スケールが正しい原本のグラフ画像を使用し、開発開始前に画面設計をユーザーと確認すべきです。
• 基準とアラート受信者は、業務を担当するチーム自身が編集できるデータにすべきです。本案件では、基準表は設定画面で編集でき、変更のたびに保存操作が必要です。メール受信者は追加でき、データ種別を受信者ごとに選択できます。

このアプローチを貴社の変圧器管理に活用するには

複数の変圧器をお持ちで、すでに定期的に油をDGA検査に出している場合は、本事例と同じアプローチを活用できます。検査結果を一つのデータベースに集約し、貴社チームが使用する基準表と照合して、メールで警告する方法です。調整が必要なのは、検査結果ファイルの形式、組織で使用する基準、連携が必要なITシステムです。

• 試験所の検査結果レポートのサンプルを、値がそろったものと欠けたものの両方用意する
• 組織が参照する基準表と、基準を編集する権限を持つ担当者を明確にする
• 閉域ネットワークで動作するシステム用に、サーバー、データベース、社内メールサーバーがあるかを確認する
• 誰がアラートメールを受信し、ステータスがWarningまたはAlarmになったときに誰が次の対応を判断するかを明確に取り決める