提高變壓器絕緣油色譜在線監測系統試驗可靠性措施

摘要：在電力系統不斷發展和變壓器廣泛應用的背景下，變壓器的正常運行對電力系統的穩定性和可靠性至關重要，但是變壓器在長期運行過程中，可能會受到各種因素的影響，導致其內部絕緣材料的老化和劣化，進而影響其正常運行。絕緣油作為變壓器絕緣系統的重要組成部分，其狀態的監測和評估對于保障變壓器的正常運行具有重要意義。近年來，變壓器絕緣油色譜在線監測系統逐漸得到應用，通過對絕緣油中的成分變化進行實時監測，可以提前發現變壓器內部的問題，采取相應的維護和處理措施，從而提高變壓器的運行可靠性和壽命。

關鍵詞：變壓器絕緣油色譜在線監測可靠性

中圖分類號：TM407

MeasurestoImprovetheReliabilityofOnlineMonitoringSystemforInsulatingOilChromatographyofTransformer

ZHANGJing

NanchangKechenElectricPowerTestResearchCo.，Ltd.，

Nanchang，JiangxiProvince，330096China

Abstract：Inthecontextofthecontinuousdevelopmentofthepowersystemandthewideapplicationoftransformers，thenormaloperationofthetransformeriscrucialtothestabilityandreliabilityofthepowersystem.However，duringlong-termoperation，transformersmaybeaffectedbyvariousfactors，leadingtoaginganddeteriorationoftheirinternalinsulationmaterials，whichinturnaffectstheirnormaloperation.Asanimportantpartoftransformerinsulationsystem，themonitoringandevaluationofinsulatingoilisofgreatsignificancetoensurethenormaloperationoftransformer.Inrecentyears，thetransformerinsulationoilchromatographyonlinemonitoringsystemhasbeengraduallyapplied，throughthereal-timemonitoringofthecompositionchangesintheinsulationoil，theinternalproblemsofthetransformercanbefoundinadvance，andthecorrespondingmaintenanceandtreatmentmeasurescanbetakentoimprovetheoperationreliabilityandlifeofthetransformer.

KeyWords：Transformer;Insulatingoil;Chromatographiconlinemonitoring;Reliability

隨著電力系統的不斷發展和智能化進程的加速推進，變壓器作為電力傳輸和配電設備的核心，對其運行狀態的監測和維護顯得尤為關鍵。絕緣油色譜在線監測系統作為一種先進的監測手段，可以實時監測變壓器內部絕緣油的化學成分和狀態，為設備的運行維護提供了重要的依據。為了保障監測系統的可靠性和準確性，需要在試驗過程中采取一系列措施，以提高試驗的可靠性。

1提高系統試驗可靠性的意義

變壓器絕緣油色譜在線監測系統具有重要的作用，不僅限于實時監測設備狀態，更重要的是為維護和保障變壓器的穩定運行提供了有效手段，提高其可靠性具有以下幾個方面的意義。

1.1確保設備運行的安全性

變壓器在電力系統中具有重要作用，一旦發生故障，可能會導致電力中斷甚至設備的損壞。而變壓器絕緣油色譜在線監測系統可以實時監測設備內部的絕緣油狀態，及時發現異常情況。通過提高試驗可靠性，可以確保設備的運行安全性，防止可能的事故和損失。

1.2實現預防性維護

傳統的維護方式通常是定期性的檢修和維護，但是該方式容易忽略掉一些隱蔽的故障，而絕緣油色譜在線監測系統可以通過實時監測，發現細微的變化和異常，從而實現預防性維護。提高試驗可靠性意味著準確的監測結果，可以更加精準地判斷設備的健康狀態，實現及時維護，減少停機時間。

1.3提升運維效率

傳統的維護方式需要耗費大量的人力和物力，而且效率較低，而絕緣油色譜在線監測系統通過實時監測和數據分析，可以準確判斷設備狀態，為運維人員提供決策依據。提高試驗可靠性可以提升數據的準確性和可信度，從而提高運維的效率，降低維護成本[1-2]。

1.4保障電力系統穩定運行

電力系統對穩定的運行有著嚴格的要求，任何設備故障都可能影響整個系統的穩定性。而變壓器作為電力系統的關鍵設備，其穩定運行對整個系統的穩定性至關重要。絕緣油色譜在線監測系統可以提供及時的設備狀態信息，通過提高試驗可靠性，可以更好地保障電力系統的穩定運行。

1.5推動智能化發展

隨著科技的不斷進步，智能化的發展成為電力領域的重要趨勢，提高變壓器絕緣油色譜在線監測系統試驗的可靠性，可以為智能化的發展提供有力支持。通過實時監測和數據分析，可以實現對設備的遠程監控和管理，從而推動智能化管理的實現。

2在線監測系統試驗存在問題分析

2.1組分分離可靠性問題

由于變壓器油中不同組分的密度差異和流體動力學因素的影響，可能出現組分分離現象，影響監測結果的準確性和可靠性。變壓器油中不同組分的密度和分子量不同，容易發生組分分離現象，造成油樣的不均勻性，導致采樣時取得的樣品并不能真實反映變壓器內部的油質情況，影響監測結果的準確性。變壓器絕緣油在輸送過程中經過長時間的管道運輸，尤其在寒冷季節，油管道的冷卻會導致油樣中較重的組分沉積在管道底部，而較輕的組分則上浮，導致樣品中的組分不均勻。采樣是絕緣油色譜監測的首要環節，但不當的采樣方法和設備可能會引起組分分離，比如采樣時過度振蕩或劇烈搖晃油樣容器，也可能導致組分分離。

2.2油氣分離可靠性問題

由于變壓器絕緣油中的氣體溶解度隨溫度和壓力變化，可能出現氣體從油中析出的現象，導致油氣分離，影響監測數據的可靠性。高溫狀態下，變壓器絕緣油中的氣體可能從油中析出，導致氣體聚集在油上部，影響監測數據的準確性和代表性；油氣分離會導致樣本中氣體濃度的不均勻分布，使得實際采樣的氣體濃度與變壓器內部的情況不符，從而干擾監測結果的可靠性；溫度和壓力的波動可能加劇油氣分離現象，尤其在設備運行狀態變化較大的情況下，問題更為突出。油氣分離會導致實際采樣的氣體濃度與設備內部氣體濃度不一致，使得監測數據失真，從而無法得到準確的評估結果。

2.3診斷分析可靠性問題

在實際應用中，由于絕緣油中的組分種類繁多，對診斷分析會造成一定影響，影響監測系統的可靠性。變壓器絕緣油中包含多種組分，其濃度變化較為復雜，導致分析過程復雜，結果難以準確判斷；絕緣油中的組分種類和濃度因變壓器型號和運行情況而異，缺乏統一的標準樣本，難以建立通用的分析模型；絕緣油色譜在線監測系統試驗能夠檢測到絕緣油中各組分的濃度變化，但難以判斷變化是否與設備異常相關聯，如果分析結果不準確，監測系統則無法及時預警設備異常，從而增加了設備運行風險[2]。

2.4信息處理可靠性問題

在絕緣油色譜在線監測系統試驗中，數據采集可能會受到環境、儀器等因素的影響，導致采集數據的誤差增大，影響后續信息處理的準確性；數據中可能存在噪聲，比如儀器產生的干擾信號、環境背景干擾等，噪聲可能會干擾診斷信息的準確提??；信息處理階段使用的算法可能存在問題，導致對絕緣油中組分濃度變化的提取不夠精確，影響診斷結果的準確性。信息處理中存在的誤差和噪聲會導致診斷結果的準確性下降，進而無法準確判斷變壓器設備的運行狀態。

3提高系統試驗可靠性的有效措施

3.1科學合理選擇色譜柱

色譜柱作為色譜分析的核心部件，直接影響試驗的分離效果、分析精度以及可靠性，在變壓器絕緣油色譜在線監測系統試驗中，選擇合適的色譜柱可以更準確地分析絕緣油中的不同組分，從而提高試驗的可靠性。在選擇色譜柱之前，首先需要充分了解絕緣油樣品的特性，包括其組分種類、濃度范圍、揮發性等，根據樣品的特性，選擇適合的色譜柱類型，比如常規相、反相、離子交換相等。不同色譜柱的分離能力各異，可以通過評估不同柱型對目標組分的分離情況，選擇能夠有效分離絕緣油中組分的色譜柱，分離效果較好的柱型有助于準確分析各組分的含量。色譜柱的效應包括保留時間、分離度、峰形等，與分析條件密切相關，在選擇色譜柱的同時需要合理匹配分析條件，確保柱效的穩定性和可靠性。借鑒已有的相關研究和實踐經驗，了解在類似分析中使用的色譜柱類型及效果，實踐經驗和案例有助于在色譜柱選擇上避免重復嘗試，提高選擇的效率和準確性。同時，色譜柱廠家通常會根據不同分析需求提供相應的建議，包括柱型、分析條件等，可以與廠家的技術支持團隊進行溝通，獲取有關色譜柱選擇的專業建議，提高分析的精度和準確性，從而更準確地判斷變壓器設備的運行狀態，指導維護和管理決策[3]。

3.2加強色譜分析標定技術的應用

通過對儀器的標定，可以確保儀器的測量結果準確可靠，從而提高試驗的可靠性和數據的可信度。在色譜分析中，選擇合適的標準物質是關鍵，應根據絕緣油中的主要成分，選擇相應的標準物質，并進行適當的稀釋和制備，保證標定曲線的準確性和線性范圍；建立準確的標定曲線是色譜分析標定的核心所在，通過測量一系列標準物質的濃度和對應的峰面積，可以繪制出標定曲線，從而實現樣品濃度的定量分析；內標法是一種常用的色譜分析標定技術，通過添加已知濃度的內標物質，可以消除分析過程中的誤差和波動，提高測量的準確性和可靠性。定期使用質控樣品進行校驗和標定，可以有效地監控儀器的穩定性和準確性，質控樣品的使用有助于發現并糾正儀器偏差，提高試驗的可靠性。加強儀器的日常維護和定期校準是保障試驗可靠性的基礎，定期檢查和校準儀器的參數，可以保證儀器的正常運行和測量結果的準確性。加強色譜分析標定技術的應用，可以有效提高變壓器絕緣油色譜在線監測系統試驗的可靠性，準確的標定可以確保試驗數據的準確性和可信度，確保試驗數據的準確性和可靠性，從而更好地指導設備的維護和管理。

3.3優化色譜監測流程

色譜監測流程的優化可以有效地提高試驗的效率和準確性，減少試驗過程中的干擾和誤差，從而提高試驗的可靠性和數據的可信度。第一，在樣品采集與準備階段，在采集變壓器絕緣油樣品時，應遵循標準的采樣方法，確保樣品的代表性，并優化樣品的存儲條件，避免樣品受到光、熱、濕等因素的影響，從而保證試驗的準確性。第二，在儀器操作流程中，需要制定標準的儀器操作流程，明確每個步驟的操作細節，避免操作人員主觀因素對試驗結果的影響，并定期對色譜儀進行校準，確保儀器的準確性和穩定性。第三，在數據采集和處理階段，需要確保試驗過程中的數據記錄準確完整，避免數據的丟失和錯誤，同時引入自動化數據處理技術，減少人工干預，提高數據處理的效率和準確性。第四，在質量控制與質量階段，需要定期引入質控樣品，監控儀器的穩定性和準確性，確保試驗結果可信，并制定質量保證措施和標準，對試驗過程進行全面管理，減少試驗誤差和干擾。第五，在試驗結果解釋與分析階段，需要由專業人員對試驗結果進行解讀和分析，避免因解釋錯誤導致的錯誤判斷，并對歷次試驗數據進行趨勢分析，可以及早發現異常情況，預防故障發生[4]。

3.4完善數據采集分析系統

數據采集的核心是傳感器，傳感器的選擇直接影響到監測數據的質量，針對變壓器絕緣油色譜在線監測，需要選擇能夠準確捕捉絕緣油中氣體和化學成分的傳感器，且需要優化傳感器的布局和安裝位置，確保其能夠在變壓器內部獲得準確的數據。傳感器的數據可能會受到環境、時間等因素的影響，因此需要定期對傳感器進行校準和驗證，通過與標準樣本對比，可以及時發現傳感器數據的偏差并進行修正，提高數據的準確性和可靠性。為了提高監測系統的響應速度，應當實現實時監測功能，即使出現異常情況，系統能夠迅速發出警報，并采取相應的措施，且為了方便運維人員，還可以實現遠程訪問功能，使其可以隨時查看監測數據和系統狀態。采集到的原始數據可能包含噪聲和冗余信息，所以在進行分析前需要進行數據預處理，通過濾波、降噪等技術，可以提取出有價值的特征信息，以便后續的故障診斷和預測分析。此外，數據可視化是將復雜數據呈現為直觀圖表的方式，有助于運維人員更好地理解監測數據的變化趨勢，所以需要建立用戶友好的界面，能夠實現數據可視化和報告生成，使得用戶能夠一目了然地了解變壓器的健康狀況。

3.5豐富診斷系統功能

傳統的絕緣油色譜在線監測系統主要關注氣體分析，但在現實中，變壓器故障通常伴隨著多種因素的變化，所以應當將顆粒、濕度、溫度等參數也納入監測范圍，通過多參數的綜合分析，能夠更準確地判斷變壓器的健康狀態，提高故障的診斷準確性。借助機器學習和人工智能技術，可以對大量的監測數據進行智能化處理和分析，通過建立模型系統能夠自動學習變壓器不同狀態下的特征，從而實現更準確的故障預測和診斷，還可以實現自動報警和推薦維護策略，進一步提高系統的實用性。在電力系統中，變壓器是一個復雜的網絡，多個變壓器之間的狀態變化可能相互影響，所以可以考慮建立數據共享平臺，將不同變壓器的監測數據進行匯總和分析，實現更全面的狀態監測，也可以引入專家系統，將多領域的專業知識納入分析，提高故障診斷的準確性。除了傳統的基于規則的故障判斷，還可以引入異常模式識別技術，通過對正常運行情況下的數據進行建模，系統能夠及時發現和診斷與之不符的異常情況，該方法能夠更好地應對復雜多變的故障情況，提高系統的自適應能力[5]。

3.6提高信息處理可靠性

信息處理的首要環節為對采集到的監測數據進行質量監控與清洗，數據可能受到環境干擾、傳感器偏差等因素影響，因此需要實施數據預處理，通過對數據進行異常檢測和去噪處理，可以排除異常數據，確保后續分析的準確性。監測系統的傳感器可能存在一定的誤差，因此需要進行數據校正和標定，將采集到的數據與標準數據進行對比，可以發現傳感器數據的偏差，并進行相應的校正，提高數據的可靠性。在變壓器監測過程中，涉及多個監測指標和數據源，將不同來源的數據進行融合，可以得到更全面、準確的信息，通過建立綜合性的數據模型，可以更好地分析變壓器的狀態，提高信息處理的可靠性[6]。信息處理不僅是數據的整合和分析，還需要將分析結果轉化為實際決策，引入決策支持系統將信息處理的結果與變壓器的運行狀態相結合，為運維人員提供科學的決策建議，可以減少人為判斷的主觀性，提高決策的可靠性。除了實時數據分析，長期數據的積累也具有重要意義，通過對長期數據進行分析，可以發現隱含的規律和趨勢，預測未來的變化趨勢，有助于提前做出調整和維護決策，降低可能的故障風險。

4結語

綜上所述，提高變壓器絕緣油色譜在線監測系統試驗的可靠性，對于確保設備運行安全性、實現預防性維護、提升運維效率、提升電力系統安全性和穩定性，以及推動智能化發展都具有重要意義，通過持續的技術創新和措施改進，可以更好地實現目標，為電力系統的可靠運行作出積極貢獻。

參考文獻

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• 王靖凱.變壓器絕緣油化驗分析技術及應用[J].設備管理與維修，2022（4）：79-80.

[3]明菊蘭，錢洲亥，牛莉，等.基于最小二乘原理的電力變壓器絕緣油色譜在線監測系統校準方法[J].武漢大學學報（理學版），2021，67（3）：281-291.

[4]唐楷，楊俊波，鄧貴川，等.變壓器絕緣油監測控制技術研究進展[J].內江科技，2022，43（11）：104-105.

[5]趙躍，冷威，林琴，等.基于三維熒光的變壓器絕緣油絕緣狀態監測技術研究[J].絕緣材料，2022，55（12）：87-91.

[6]韓金華，馬云飛，王立楠，等.電力變壓器絕緣油色譜氫氣超標故障的分類分析[J].變壓器，2023，60（2）：26-31.