提高变压器绝缘油色谱在线监测系统试验可靠性措施

摘要：在电力系统不断发展和变压器广泛应用的背景下，变压器的正常运行对电力系统的稳定性和可靠性至关重要，但是变压器在长期运行过程中，可能会受到各种因素的影响，导致其内部绝缘材料的老化和劣化，进而影响其正常运行。绝缘油作为变压器绝缘系统的重要组成部分，其状态的监测和评估对于保障变压器的正常运行具有重要意义。近年来，变压器绝缘油色谱在线监测系统逐渐得到应用，通过对绝缘油中的成分变化进行实时监测，可以提前发现变压器内部的问题，采取相应的维护和处理措施，从而提高变压器的运行可靠性和寿命。

关键词：变压器绝缘油色谱在线监测可靠性

中图分类号：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

随着电力系统的不断发展和智能化进程的加速推进，变压器作为电力传输和配电设备的核心，对其运行状态的监测和维护显得尤为关键。绝缘油色谱在线监测系统作为一种先进的监测手段，可以实时监测变压器内部绝缘油的化学成分和状态，为设备的运行维护提供了重要的依据。为了保障监测系统的可靠性和准确性，需要在试验过程中采取一系列措施，以提高试验的可靠性。

1提高系统试验可靠性的意义

变压器绝缘油色谱在线监测系统具有重要的作用，不仅限于实时监测设备状态，更重要的是为维护和保障变压器的稳定运行提供了有效手段，提高其可靠性具有以下几个方面的意义。

1.1确保设备运行的安全性

变压器在电力系统中具有重要作用，一旦发生故障，可能会导致电力中断甚至设备的损坏。而变压器绝缘油色谱在线监测系统可以实时监测设备内部的绝缘油状态，及时发现异常情况。通过提高试验可靠性，可以确保设备的运行安全性，防止可能的事故和损失。

1.2实现预防性维护

传统的维护方式通常是定期性的检修和维护，但是该方式容易忽略掉一些隐蔽的故障，而绝缘油色谱在线监测系统可以通过实时监测，发现细微的变化和异常，从而实现预防性维护。提高试验可靠性意味着准确的监测结果，可以更加精准地判断设备的健康状态，实现及时维护，减少停机时间。

1.3提升运维效率

传统的维护方式需要耗费大量的人力和物力，而且效率较低，而绝缘油色谱在线监测系统通过实时监测和数据分析，可以准确判断设备状态，为运维人员提供决策依据。提高试验可靠性可以提升数据的准确性和可信度，从而提高运维的效率，降低维护成本[1-2]。

1.4保障电力系统稳定运行

电力系统对稳定的运行有着严格的要求，任何设备故障都可能影响整个系统的稳定性。而变压器作为电力系统的关键设备，其稳定运行对整个系统的稳定性至关重要。绝缘油色谱在线监测系统可以提供及时的设备状态信息，通过提高试验可靠性，可以更好地保障电力系统的稳定运行。

1.5推动智能化发展

随着科技的不断进步，智能化的发展成为电力领域的重要趋势，提高变压器绝缘油色谱在线监测系统试验的可靠性，可以为智能化的发展提供有力支持。通过实时监测和数据分析，可以实现对设备的远程监控和管理，从而推动智能化管理的实现。

2在线监测系统试验存在问题分析

2.1组分分离可靠性问题

由于变压器油中不同组分的密度差异和流体动力学因素的影响，可能出现组分分离现象，影响监测结果的准确性和可靠性。变压器油中不同组分的密度和分子量不同，容易发生组分分离现象，造成油样的不均匀性，导致采样时取得的样品并不能真实反映变压器内部的油质情况，影响监测结果的准确性。变压器绝缘油在输送过程中经过长时间的管道运输，尤其在寒冷季节，油管道的冷却会导致油样中较重的组分沉积在管道底部，而较轻的组分则上浮，导致样品中的组分不均匀。采样是绝缘油色谱监测的首要环节，但不当的采样方法和设备可能会引起组分分离，比如采样时过度振荡或剧烈摇晃油样容器，也可能导致组分分离。

2.2油气分离可靠性问题

由于变压器绝缘油中的气体溶解度随温度和压力变化，可能出现气体从油中析出的现象，导致油气分离，影响监测数据的可靠性。高温状态下，变压器绝缘油中的气体可能从油中析出，导致气体聚集在油上部，影响监测数据的准确性和代表性；油气分离会导致样本中气体浓度的不均匀分布，使得实际采样的气体浓度与变压器内部的情况不符，从而干扰监测结果的可靠性；温度和压力的波动可能加剧油气分离现象，尤其在设备运行状态变化较大的情况下，问题更为突出。油气分离会导致实际采样的气体浓度与设备内部气体浓度不一致，使得监测数据失真，从而无法得到准确的评估结果。

2.3诊断分析可靠性问题

在实际应用中，由于绝缘油中的组分种类繁多，对诊断分析会造成一定影响，影响监测系统的可靠性。变压器绝缘油中包含多种组分，其浓度变化较为复杂，导致分析过程复杂，结果难以准确判断；绝缘油中的组分种类和浓度因变压器型号和运行情况而异，缺乏统一的标准样本，难以建立通用的分析模型；绝缘油色谱在线监测系统试验能够检测到绝缘油中各组分的浓度变化，但难以判断变化是否与设备异常相关联，如果分析结果不准确，监测系统则无法及时预警设备异常，从而增加了设备运行风险[2]。

2.4信息处理可靠性问题

在绝缘油色谱在线监测系统试验中，数据采集可能会受到环境、仪器等因素的影响，导致采集数据的误差增大，影响后续信息处理的准确性；数据中可能存在噪声，比如仪器产生的干扰信号、环境背景干扰等，噪声可能会干扰诊断信息的准确提取；信息处理阶段使用的算法可能存在问题，导致对绝缘油中组分浓度变化的提取不够精确，影响诊断结果的准确性。信息处理中存在的误差和噪声会导致诊断结果的准确性下降，进而无法准确判断变压器设备的运行状态。

3提高系统试验可靠性的有效措施

3.1科学合理选择色谱柱

色谱柱作为色谱分析的核心部件，直接影响试验的分离效果、分析精度以及可靠性，在变压器绝缘油色谱在线监测系统试验中，选择合适的色谱柱可以更准确地分析绝缘油中的不同组分，从而提高试验的可靠性。在选择色谱柱之前，首先需要充分了解绝缘油样品的特性，包括其组分种类、浓度范围、挥发性等，根据样品的特性，选择适合的色谱柱类型，比如常规相、反相、离子交换相等。不同色谱柱的分离能力各异，可以通过评估不同柱型对目标组分的分离情况，选择能够有效分离绝缘油中组分的色谱柱，分离效果较好的柱型有助于准确分析各组分的含量。色谱柱的效应包括保留时间、分离度、峰形等，与分析条件密切相关，在选择色谱柱的同时需要合理匹配分析条件，确保柱效的稳定性和可靠性。借鉴已有的相关研究和实践经验，了解在类似分析中使用的色谱柱类型及效果，实践经验和案例有助于在色谱柱选择上避免重复尝试，提高选择的效率和准确性。同时，色谱柱厂家通常会根据不同分析需求提供相应的建议，包括柱型、分析条件等，可以与厂家的技术支持团队进行沟通，获取有关色谱柱选择的专业建议，提高分析的精度和准确性，从而更准确地判断变压器设备的运行状态，指导维护和管理决策[3]。

3.2加强色谱分析标定技术的应用

通过对仪器的标定，可以确保仪器的测量结果准确可靠，从而提高试验的可靠性和数据的可信度。在色谱分析中，选择合适的标准物质是关键，应根据绝缘油中的主要成分，选择相应的标准物质，并进行适当的稀释和制备，保证标定曲线的准确性和线性范围；建立准确的标定曲线是色谱分析标定的核心所在，通过测量一系列标准物质的浓度和对应的峰面积，可以绘制出标定曲线，从而实现样品浓度的定量分析；内标法是一种常用的色谱分析标定技术，通过添加已知浓度的内标物质，可以消除分析过程中的误差和波动，提高测量的准确性和可靠性。定期使用质控样品进行校验和标定，可以有效地监控仪器的稳定性和准确性，质控样品的使用有助于发现并纠正仪器偏差，提高试验的可靠性。加强仪器的日常维护和定期校准是保障试验可靠性的基础，定期检查和校准仪器的参数，可以保证仪器的正常运行和测量结果的准确性。加强色谱分析标定技术的应用，可以有效提高变压器绝缘油色谱在线监测系统试验的可靠性，准确的标定可以确保试验数据的准确性和可信度，确保试验数据的准确性和可靠性，从而更好地指导设备的维护和管理。

3.3优化色谱监测流程

色谱监测流程的优化可以有效地提高试验的效率和准确性，减少试验过程中的干扰和误差，从而提高试验的可靠性和数据的可信度。第一，在样品采集与准备阶段，在采集变压器绝缘油样品时，应遵循标准的采样方法，确保样品的代表性，并优化样品的存储条件，避免样品受到光、热、湿等因素的影响，从而保证试验的准确性。第二，在仪器操作流程中，需要制定标准的仪器操作流程，明确每个步骤的操作细节，避免操作人员主观因素对试验结果的影响，并定期对色谱仪进行校准，确保仪器的准确性和稳定性。第三，在数据采集和处理阶段，需要确保试验过程中的数据记录准确完整，避免数据的丢失和错误，同时引入自动化数据处理技术，减少人工干预，提高数据处理的效率和准确性。第四，在质量控制与质量阶段，需要定期引入质控样品，监控仪器的稳定性和准确性，确保试验结果可信，并制定质量保证措施和标准，对试验过程进行全面管理，减少试验误差和干扰。第五，在试验结果解释与分析阶段，需要由专业人员对试验结果进行解读和分析，避免因解释错误导致的错误判断，并对历次试验数据进行趋势分析，可以及早发现异常情况，预防故障发生[4]。

3.4完善数据采集分析系统

数据采集的核心是传感器，传感器的选择直接影响到监测数据的质量，针对变压器绝缘油色谱在线监测，需要选择能够准确捕捉绝缘油中气体和化学成分的传感器，且需要优化传感器的布局和安装位置，确保其能够在变压器内部获得准确的数据。传感器的数据可能会受到环境、时间等因素的影响，因此需要定期对传感器进行校准和验证，通过与标准样本对比，可以及时发现传感器数据的偏差并进行修正，提高数据的准确性和可靠性。为了提高监测系统的响应速度，应当实现实时监测功能，即使出现异常情况，系统能够迅速发出警报，并采取相应的措施，且为了方便运维人员，还可以实现远程访问功能，使其可以随时查看监测数据和系统状态。采集到的原始数据可能包含噪声和冗余信息，所以在进行分析前需要进行数据预处理，通过滤波、降噪等技术，可以提取出有价值的特征信息，以便后续的故障诊断和预测分析。此外，数据可视化是将复杂数据呈现为直观图表的方式，有助于运维人员更好地理解监测数据的变化趋势，所以需要建立用户友好的界面，能够实现数据可视化和报告生成，使得用户能够一目了然地了解变压器的健康状况。

3.5丰富诊断系统功能

传统的绝缘油色谱在线监测系统主要关注气体分析，但在现实中，变压器故障通常伴随着多种因素的变化，所以应当将颗粒、湿度、温度等参数也纳入监测范围，通过多参数的综合分析，能够更准确地判断变压器的健康状态，提高故障的诊断准确性。借助机器学习和人工智能技术，可以对大量的监测数据进行智能化处理和分析，通过建立模型系统能够自动学习变压器不同状态下的特征，从而实现更准确的故障预测和诊断，还可以实现自动报警和推荐维护策略，进一步提高系统的实用性。在电力系统中，变压器是一个复杂的网络，多个变压器之间的状态变化可能相互影响，所以可以考虑建立数据共享平台，将不同变压器的监测数据进行汇总和分析，实现更全面的状态监测，也可以引入专家系统，将多领域的专业知识纳入分析，提高故障诊断的准确性。除了传统的基于规则的故障判断，还可以引入异常模式识别技术，通过对正常运行情况下的数据进行建模，系统能够及时发现和诊断与之不符的异常情况，该方法能够更好地应对复杂多变的故障情况，提高系统的自适应能力[5]。

3.6提高信息处理可靠性

信息处理的首要环节为对采集到的监测数据进行质量监控与清洗，数据可能受到环境干扰、传感器偏差等因素影响，因此需要实施数据预处理，通过对数据进行异常检测和去噪处理，可以排除异常数据，确保后续分析的准确性。监测系统的传感器可能存在一定的误差，因此需要进行数据校正和标定，将采集到的数据与标准数据进行对比，可以发现传感器数据的偏差，并进行相应的校正，提高数据的可靠性。在变压器监测过程中，涉及多个监测指标和数据源，将不同来源的数据进行融合，可以得到更全面、准确的信息，通过建立综合性的数据模型，可以更好地分析变压器的状态，提高信息处理的可靠性[6]。信息处理不仅是数据的整合和分析，还需要将分析结果转化为实际决策，引入决策支持系统将信息处理的结果与变压器的运行状态相结合，为运维人员提供科学的决策建议，可以减少人为判断的主观性，提高决策的可靠性。除了实时数据分析，长期数据的积累也具有重要意义，通过对长期数据进行分析，可以发现隐含的规律和趋势，预测未来的变化趋势，有助于提前做出调整和维护决策，降低可能的故障风险。

4结语

综上所述，提高变压器绝缘油色谱在线监测系统试验的可靠性，对于确保设备运行安全性、实现预防性维护、提升运维效率、提升电力系统安全性和稳定性，以及推动智能化发展都具有重要意义，通过持续的技术创新和措施改进，可以更好地实现目标，为电力系统的可靠运行作出积极贡献。

参考文献

• 宋春然，吴立霞，关瑾，等.变压器绝缘油在线监测技术分析[J].中国高新科技，2022（4）：42-43.
• 王靖凯.变压器绝缘油化验分析技术及应用[J].设备管理与维修，2022（4）：79-80.

[3]明菊兰，钱洲亥，牛莉，等.基于最小二乘原理的电力变压器绝缘油色谱在线监测系统校准方法[J].武汉大学学报（理学版），2021，67（3）：281-291.

[4]唐楷，杨俊波，邓贵川，等.变压器绝缘油监测控制技术研究进展[J].内江科技，2022，43（11）：104-105.

[5]赵跃，冷威，林琴，等.基于三维荧光的变压器绝缘油绝缘状态监测技术研究[J].绝缘材料，2022，55（12）：87-91.

[6]韩金华，马云飞，王立楠，等.电力变压器绝缘油色谱氢气超标故障的分类分析[J].变压器，2023，60（2）：26-31.