溶解氣體分析（DGA）是評估變壓器內部故障的關鍵手段，通過分析變壓器油中溶解的氣體成分和濃度，能夠有效診斷變壓器內部的潛伏性故障。盡管DGA技術已發(fā)展數十年，其分析結果仍存在顯著的不確定性，這些不確定性來源于測量設備、油樣采集、氣體提取方法、分配系數差異以及人為操作等多個環(huán)節(jié)。深入理解這些不確定性來源，對于正確解讀DGA數據、制定科學的變壓器維護策略至關重要。
一、DGA測量的準確度與不確定性
測量準確度是評估DGA設備性能的關鍵特性，卻因受多種因素影響而難以精準定義和指定。測量性能由測量范圍、響應時間、準確度、穩(wěn)定性等動態(tài)特性構成，其中準確度反映測量值與真值的一致性，但DGA中兩者均存在不確定性，且被測參數實際值常通過實驗室DGA確定，其不確定性卻鮮少被報告。
此外，準確度規(guī)格可能未涵蓋可重復性、遲滯、溫度依賴性等關鍵因素，且僅適用于特定測量條件（如校準點、氣體濃度、油類型等），實際應用中（如長期使用、特殊油況）的性能缺乏明確參考，監(jiān)測系統的性能往往會偏離理想狀態(tài)。
與測量性能相關的另一重要參數是檢測下限（LDL），指設備能可靠辨別的最低氣體濃度（通常需結合置信度定義）。LDL與可重復性存在關聯，通過數據求平均值可減小測量隨機變化，進而提升可重復性、降低LDL。但由于極低濃度參考樣本的制備難度極大，實際中幾乎無法直接測量LDL，多需基于可重復性進行理論定義。
二、實驗室DGA的不確定性
實驗室DGA的分析結果存在多種不確定性來源，核心包括油采樣質量（如采樣、儲存、運輸過程中油與空氣接觸導致氣體逸出或污染）、樣本制備、校準、分配系數、設備參數等，人為操作差異也會影響結果再現性。
IEC 60567建議實驗室明確自身不確定性數據，認證實驗室需提供該信息，缺乏時可通過國際實驗室間比較測試評估，且不同氣體提取方法準確度差異明顯，例如，頂空（HS）方法不確定性更高，且氣體濃度水平也會影響分析準確度。
實驗室DGA的關鍵環(huán)節(jié)中，氣體提取效率與方法密切相關，托普勒真空抽取方法提取近乎100%，而HS方法效率較低且結果依賴分配系數（K），該系數受氣體、油類、溫度等因素影響，易成為誤差來源。氣相色譜（GC）分析需設備專屬校準，校準參考存在代表性疑問，且設備的色譜柱污染、檢測器漂移會影響性能，需專業(yè)操作和定期監(jiān)測。此外，ASTM與IEC標準計算氣體體積的溫度不同，會導致結果出現8%差異，比較數據時需先統一條件。
三、在線DGA監(jiān)測系統的優(yōu)勢與挑戰(zhàn)
在線DGA監(jiān)測系統具備顯著優(yōu)勢，能在早期識別各類變壓器內部故障，相比常規(guī)油采樣間隔的實驗室分析，其不僅靈活性更高，可通過數據處理保障診斷可靠性，還能快速響應快速發(fā)展的故障，跟蹤氣體變化率也更可靠。該系統的校準需依據可追溯參考氣體或油中氣體標準樣本，且需附帶明確校準信息的證書，但因實際變壓器油與校準用油的分配系數可能存在差異，校準準確度規(guī)格難以完全適配實際運行場景，采購時需結合設施實際需求，必要時在真實帶電條件下對設備進行長期監(jiān)督測試。
商用在線DGA監(jiān)測系統的測量范圍規(guī)格各異，需結合氣體濃度、可燃氣體爆炸極限及測試安全性綜合評估，高濃度爆炸性氣體測試需配備ATEX防爆認證等額外安全措施；雖多數情況下氣體濃度值較低，但小容量變壓器發(fā)生T3故障時，可能出現甲烷、乙烷、乙烯等氣體濃度極高的情況，需予以考量。
四、比較在線監(jiān)測系統與實驗室DGA
在評估在線監(jiān)測系統與實驗室DGA結果時，必須考慮樣本質量、實驗室流程及分析方法本身的不確定性。任何比較都應認識到，即使樣本和采樣方法理想，結果仍可能存在差異，尤其在遵循不同標準時。影響因素包括校準方法、氣體提取、油樣質量、人為因素等。
目前雖無現場測試在線系統的通用標準，但CIGRE工作組發(fā)布的指南（技術手冊783附錄F）提供了詳細的現場評估程序。
評估在線監(jiān)測系統可通過長期數據趨勢分析實現。以甲烷監(jiān)測為例，維薩拉OPT100 DGA監(jiān)測系統2.5年以上的監(jiān)測數據顯示其準確度為±10%，因實驗室不確定性未知，參考IEC 60567取±15%作為實驗室準確度參考。在此類評估中，長期趨勢對比遠比單點讀數更具參考價值，若在線監(jiān)測與實驗室數據趨勢相似且不確定性區(qū)域重疊，即可推斷兩種方法具有較高一致性。
通過系統性地理解和控制DGA分析中的不確定性，電力企業(yè)能夠更加有效地利用這一技術，提升變壓器的狀態(tài)評估水平，確保電網的安全穩(wěn)定運行。作為測量技術專業(yè)廠商，維薩拉憑借其數十年的專業(yè)技術積累，為電力行業(yè)提供了可靠的DGA在線監(jiān)測解決方案。
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