變壓器油中溶解氣體分析系統(tǒng)（DGA）,盡管其精確度尚難以稱之為絕對科學(xué)，卻憑借其在探測與診斷變壓器內(nèi)部潛在可能故障方面的能力，數(shù)十年來一直是評估變壓器健康狀態(tài)不可或缺的工具。自20世紀(jì)90年代末在線監(jiān)測技術(shù)誕生以來，市場上涌現(xiàn)了各式各樣的在線氣體監(jiān)測系統(tǒng)，為用戶提供多種可能。

　　然而，這一進(jìn)步也伴隨著各種挑戰(zhàn)：各類不同的監(jiān)測儀器均遵循著各自的技術(shù)規(guī)格與標(biāo)準(zhǔn)，這無疑加大了變壓器所有者在眾多選項中進(jìn)行性能對比與綜合性能評估的難度。此外，實驗室用DGA分析使得這一領(lǐng)域變得愈發(fā)復(fù)雜。

　　測量準(zhǔn)確度

　　不準(zhǔn)確的DGA測量結(jié)果可能會導(dǎo)致錯誤的故障診斷，尤其是在氣體濃度比例接近于故障閾值邊緣時。此外，當(dāng)檢測到的濃度值逼近設(shè)備預(yù)設(shè)的警報值時，結(jié)果的不準(zhǔn)確性可能會導(dǎo)致對變壓器采取錯誤的維護(hù)措施。因此，了解DGA在線監(jiān)測的不確定性和測量性能至關(guān)重要。

　　測量性能涵蓋了多個動態(tài)特性維度，例如準(zhǔn)確度、測量范圍、響應(yīng)時間、靈敏度以及穩(wěn)定性（即儀器對老化及惡劣環(huán)境的耐受程度）。其中，準(zhǔn)確度通常被認(rèn)為是最重要的特性，同時也是最難界定的特性之一。它可能包括，也可能不包括可重復(fù)性這一要素——即在相同條件下重復(fù)測量時，結(jié)果應(yīng)保持一致性的能力。然而，值得注意的是，準(zhǔn)確度并不總是包含長期穩(wěn)定性這一指標(biāo)。單獨(dú)來看，可重復(fù)性雖是影響測量不確定性的次要因素之一，但若將準(zhǔn)確度孤立于其他不確定性來源之外考量，實際應(yīng)用中的測量性能可能會產(chǎn)生誤導(dǎo)性結(jié)論。

　　實驗室DGA

　　實驗室DGA的準(zhǔn)確度深受多重因素的影響，從油樣品質(zhì)到分析設(shè)備，再到分析時所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)，同時，人為因素在手動操作環(huán)節(jié)中始終存在且難以消除影響。最常見的不確定性來源包括油樣的采集方法及其質(zhì)量狀況、氣體提取方法、使用的氣體分配系數(shù)，以及不同標(biāo)準(zhǔn)之間的差異等。此外，任何測量結(jié)果都不可能比校準(zhǔn)中使用的參考更為準(zhǔn)確。

　　最大的不確定性來源通常是樣本質(zhì)量。具體而言，氫氣、一氧化碳等大量氣體可能從油樣中逸散，或者，空氣中的環(huán)境氣體（如氧氣和氮?dú)猓┮部赡軡B透并污染樣本，這些不利因素均可能誤導(dǎo)實驗室的分析結(jié)果。因此，在樣本采集過程中，都必須確保油樣與空氣保持絕對的隔離狀態(tài)，且樣本容器必須完全注滿，以防止任何形式的外部污染。為實現(xiàn)這一目的，采用高質(zhì)量的注射器或鋁瓶作為樣本容器被視為最佳實踐。這些容器不僅能夠有效抵御外界壓力變化（如航空貨運(yùn)過程中的壓力波動），還能最大限度地減少氣體滲透的風(fēng)險。

　　IEC 60567標(biāo)準(zhǔn)建議,每個實驗室需要確定自己的準(zhǔn)確度或不確定性，并將此信息提供給其用戶，這也是官方認(rèn)可的實驗室需要遵守的要求。若實驗室未公開其不確定性的官方數(shù)據(jù)，建議進(jìn)一步詢問其是否參與了任何國際間實驗室比較測試（即循環(huán)測試），并了解相關(guān)測試結(jié)果是否可用。此類測試結(jié)果能較好地表明近似的不確定性水平。

　　對于實驗室DGA，IEC 60567與ASTM D3612作為兩大全球性標(biāo)準(zhǔn)并行不悖，但它們在處理氣體體積時的基準(zhǔn)溫度設(shè)定上存在顯著差異：ASTM標(biāo)準(zhǔn)采用0°C，而IEC標(biāo)準(zhǔn)則采用20°C。這一細(xì)微差別在定義相同樣本的氣體濃度時，可能引發(fā)高達(dá)約8%的偏差。因此，在比較監(jiān)測系統(tǒng)或?qū)嶒炇褼GA結(jié)果時，務(wù)必注意將所有ppm測量值統(tǒng)一轉(zhuǎn)換至相同條件，即要么轉(zhuǎn)換為ASTM標(biāo)準(zhǔn)的0°C，要么轉(zhuǎn)換為IEC標(biāo)準(zhǔn)的20°C。

　　在線DGA監(jiān)測系統(tǒng)

　　在線DGA監(jiān)測系統(tǒng)可測量7種關(guān)鍵故障氣體，能在變壓器內(nèi)部故障的萌芽期便實現(xiàn)準(zhǔn)確識別。若不使用這種方法，則可能無法在常規(guī)油樣采集間隔之間發(fā)現(xiàn)這些故障。在實驗室分析中，為了獲得有用的輸入以進(jìn)行變壓器狀態(tài)評估，每個油樣及其分析必須具有代表性。在線監(jiān)測系統(tǒng)可提供更大的靈活性，還可以通過求平均值確保用于診斷的數(shù)據(jù)的可靠性。未求平均值的數(shù)據(jù)可用于快速診斷不斷發(fā)展中的故障。使用在線監(jiān)測系統(tǒng)跟蹤氣體變化率相較于實驗室樣本分析更為可靠。

　　大多數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)在進(jìn)行校準(zhǔn)時，均會依據(jù)可追溯的參考?xì)怏w來界定其準(zhǔn)確度標(biāo)準(zhǔn)。然而，值得注意的是，部分監(jiān)測系統(tǒng)可能會使用油中氣體標(biāo)準(zhǔn)樣本作為參考。交付的DGA監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)始終附有校準(zhǔn)證書，顯示監(jiān)測系統(tǒng)與參考之間的差異。此外，校準(zhǔn)證書還需明確注明所采用的校準(zhǔn)方法及其是否可溯源至國際公認(rèn)的參考標(biāo)準(zhǔn)。但是，報告的準(zhǔn)確度規(guī)格并不完全直接適用于運(yùn)行中的實際變壓器，因為變壓器中的油及其分配系數(shù)很可能與監(jiān)測系統(tǒng)校準(zhǔn)中使用的油及其分配系數(shù)不同。

　　為了更真實地評估監(jiān)測系統(tǒng)的實際性能，理想的方法是在帶電變壓器上進(jìn)行長期（如六個月）的持續(xù)性測試。此期期間，應(yīng)至少同步采集三至五個油樣，并最好交由兩家獨(dú)立實驗室——可為流程提供不確定性值——進(jìn)行測試。

　　比較在線監(jiān)測系統(tǒng)和實驗室DGA

　　在比較評估在線監(jiān)測系統(tǒng)與實驗室參照數(shù)據(jù)時，必須考慮到樣本質(zhì)量和實驗室過程的不確定性。此外還需謹(jǐn)記，任何一種分析方法(無論是實驗室DGA還是在線監(jiān)測系統(tǒng)) 都有其自身的不確定性。因此，在比較結(jié)果并據(jù)此對監(jiān)測性能做出結(jié)論時，這些因素必須被納入綜合考量之中。

　　同時，值得注意的是，即便樣本質(zhì)量達(dá)到極高標(biāo)準(zhǔn)，近乎完美，結(jié)果也會存在一些差異。而如果使用的方法遵循不同的標(biāo)準(zhǔn)，則可能會出現(xiàn)顯著偏差。

　　維薩拉可靠的DGA 監(jiān)測解決方案

　　維薩拉DGA監(jiān)測技術(shù)具有多重優(yōu)點(diǎn)，通過準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)，可助力客戶作出更明智的決策：

　　•穩(wěn)定性：高氣體抽取率、真空紅外參考方法和自動校準(zhǔn)使得結(jié)果更可靠、長期穩(wěn)定性更高。  

　　•使用壽命長：通過堅固的設(shè)計和油氣處理系統(tǒng)密封的金屬結(jié)構(gòu),實現(xiàn)免維護(hù)運(yùn)行；光學(xué)紅外測量模塊中無移動部件；無需耗材也無需氣瓶。

　　•開箱即用性能：在線DGA監(jiān)測提供變壓器狀況的實時視圖，支持及時采取糾正措施。

　　包括Optimus™ DGA監(jiān)測系統(tǒng)在內(nèi)的維薩拉多組分氣體DGA監(jiān)測系統(tǒng)是用于保護(hù)關(guān)鍵變壓器的理想之選，它可以幫助客戶了解變壓器狀況。而維薩拉MHT410等單組分氣體監(jiān)測系統(tǒng)則可用作單純提供早期警告的指示工具。

　　尤為值得一提的是，就在今年7月，維薩拉Optimus™ OPT100油中溶解氣體在線監(jiān)測裝置，成功通過了中國電科院型式認(rèn)證試驗，并榮獲其頒發(fā)的A級證書。這一殊榮不僅意味著維薩拉Optimus™ OPT100的可靠性能得到了國家電網(wǎng)公司權(quán)威檢驗機(jī)構(gòu)的認(rèn)可與推薦，更為其在全國范圍內(nèi)電網(wǎng)系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用鋪設(shè)了堅實的基石。