变压器状态监测的参数很多，在变压器内部出现故障时，无论是过热故障还是放电故障，都会使变压器油的分子结构遭受破坏并裂解，产生大量氢气。因此油中的氢气可作为预测变压器早期故障的指示气体。除氢气之外，还会伴随一定量的气体可燃气体，如甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、一氧化碳和二氧化碳等。监测变压器气体总量的变化，对指示变压器初期故障十分有效。对油中溶解气体可连续观察气体产生的动态发展趋势，通过发现超出极限范围的特征气体来发现并捕捉故障信息，因此在线监测成为变压器状态监测的一种有效手段。

根据《输变电设备状态检修试验规程》（Q/GDW 1168-2013）规定，目前电网公司对于油中溶解气体的判断主要按表5-1所示标准执行。

表5-1　变压器油中溶解气体故障判断标准

多个单参数控制限的应用会使得参数的指示过程处于失真状态，控制限的选取缺乏足够的依据，并且这种失真状态随着监控参数的增加而更加严重，影响观测效率。同时，应用单参数监控的方式无法对多个参数之间关系的变化情况进行监控，从而对变压器的某些异常情况无法进行监测。

以变压器油色谱在线监测系统所获取的变压器状态参数为分析对象，取油色谱在线监测中的氢气、甲烷、乙烯、乙烷、一氧化碳、二氧化碳、总烃含量组成变压器的状态向量X＝（H2，CH4，C2H4，C2H6，CO，CO2，Hyd）′，该状态向量X服从均值向量、协方差矩阵Σ的n维正态分布。当均值向量和协方差矩阵Σ同时保持稳定时，可认为变压器当前处于稳定的受控状态；如其中一个或几个状态参数的均值、方差或相互之间的关系发生变化时，均值向量和协方差矩阵Σ会产生变动，在多元统计控制图上会出现失控信号，显示变压器的状态出现异常。

取某变压器2014年9月至12月共4个月的油中溶解气体监测数据进行分析，监测系统每天采样1次，为便于后期的子组划分，每月取30天的数据，每种气体含120个监测数据。

各种气体含量的参数检验情况如图5-1至图5-7所示。

图5-1　氢气含量的正态分布检验

图5-2　甲烷含量的正态分布检验

图5-3　乙烯含量的正态分布检验(www.daowen.com)

图5-4　乙烷含量的正态分布检验

图5-5　乙烯含量的正态分布检验

图5-6　一氧化碳含量的正态分布检验

图5-7　二氧化碳含量的正态分布检验

正态性检验中，设数据服从正态分布为原假设H0，数据不服从正态分布为备择假设H1。如果检验的结果p＜0.05，说明小概率事件发生，原假设H0错误；反之若p≥0.05，说明不能否定原假设H0，即参数满足正态分布。

上述各指标参数计算所得的均值及统计量值如表5-2所示。

表5-2　某变压器油中溶解气体各成分统计量值

由表5-2中可以看到，各指标的p值都大于0.05，说明各指标数据都服从正态分布，该样本容量能够满足多元统计控制对样本数据正态性的要求。

若某一参数的数据不服从正态分布的要求，可通过box-cox变换或是Johnson变换将非正态分布转换为正态分布。box-cox变换通过对数变换、平方根变换、倒数变换等常用变换来在一定程度上减少不可观测的误差和变量之间的相关性。