1. 概述

電力系統(tǒng)無線測溫系統(tǒng)用于實時監(jiān)測電力設備（如變壓器、開關柜、電纜接頭等）的溫度，預防過熱故障，確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。該系統(tǒng)通過無線傳輸技術，減少布線復雜度，適用于高壓、高電磁干擾環(huán)境。

2. 系統(tǒng)組成

溫度傳感器節(jié)點：

負責采集電力設備溫度數(shù)據(jù)。

包括溫度傳感器、微控制器、無線通信模塊和電源模塊。

無線通信網(wǎng)絡：

負責將溫度數(shù)據(jù)從傳感器節(jié)點傳輸至監(jiān)控中心。

常用技術：Zigbee、LoRa、NB-IoT、Wi-Fi等。

數(shù)據(jù)接收與處理單元：

接收無線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，進行存儲、分析和顯示。

通常包括網(wǎng)關、服務器和監(jiān)控軟件。

電源管理模塊：

為傳感器節(jié)點供電，支持電池、能量采集（如太陽能）或CT取電。

監(jiān)控平臺：

提供實時數(shù)據(jù)顯示、歷史數(shù)據(jù)查詢、報警功能等。

3. 關鍵組件選擇

溫度傳感器：

選擇高精度、耐高溫的傳感器，如PT100、DS18B20或紅外測溫模塊。

需適應電力設備的高溫環(huán)境。

微控制器（MCU）：

選擇低功耗、高性能的MCU，如STM32、ESP32。

無線通信模塊：

Zigbee：適合短距離、多節(jié)點網(wǎng)絡，如CC2530。

LoRa：適合遠距離、低功耗傳輸，如SX1276。

NB-IoT：適合廣域網(wǎng)覆蓋，支持蜂窩網(wǎng)絡。

Wi-Fi：適合高數(shù)據(jù)傳輸場景，如ESP8266。

無線測溫系統(tǒng)介紹

系統(tǒng)結構圖

整個測溫系統(tǒng)由無線溫度傳感器、現(xiàn)場監(jiān)控主機、后臺監(jiān)控系統(tǒng)三大部分組成。

系統(tǒng)拓撲圖

電源模塊：

電池供電：選擇長壽命鋰電池。

能量采集：如太陽能板或CT取電技術。

電源管理芯片：如TPS63020。

4. 系統(tǒng)設計

傳感器節(jié)點設計：

溫度傳感器通過I2C或SPI接口與MCU通信。

MCU處理數(shù)據(jù)并通過無線模塊發(fā)送。

采用低功耗設計，支持睡眠模式以延長電池壽命。

無線通信網(wǎng)絡設計：

根據(jù)應用場景選擇合適的無線技術。

設計多跳網(wǎng)絡或星型網(wǎng)絡，確保數(shù)據(jù)可靠傳輸。

數(shù)據(jù)接收與處理：

網(wǎng)關接收數(shù)據(jù)并上傳至服務器。

服務器進行數(shù)據(jù)存儲、分析和可視化。

監(jiān)控平臺設計：

開發(fā)Web或移動端應用，實時顯示溫度數(shù)據(jù)。

設置溫度閾值，實現(xiàn)超溫報警。

5. 軟件設計

傳感器節(jié)點軟件：

溫度數(shù)據(jù)采集與處理。

無線數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議實現(xiàn)。

網(wǎng)關軟件：

數(shù)據(jù)接收與轉發(fā)。

協(xié)議轉換（如MQTT、HTTP）。

監(jiān)控平臺軟件：

• 實時數(shù)據(jù)顯示與歷史數(shù)據(jù)查詢。

報警功能與報表生成。

6. 系統(tǒng)優(yōu)勢

無線傳輸：減少布線，安裝靈活。

實時監(jiān)測：及時發(fā)現(xiàn)設備過熱問題。

高可靠性：適應高壓、高電磁干擾環(huán)境。

低功耗設計：延長傳感器節(jié)點壽命。

可擴展性：支持多節(jié)點、多區(qū)域監(jiān)測。

7. 應用場景

變電站：監(jiān)測變壓器、開關柜溫度。

配電室：監(jiān)測電纜接頭、母線溫度。

輸電線路：監(jiān)測導線連接點溫度。

發(fā)電廠：監(jiān)測發(fā)電機、鍋爐等設備溫度。

8. 挑戰(zhàn)與解決方案

電磁干擾：

采用屏蔽設計和抗干擾通信協(xié)議。

供電問題：

使用CT取電或能量采集技術。

數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定性：

優(yōu)化網(wǎng)絡拓撲和通信協(xié)議。

高溫環(huán)境：

選擇耐高溫元件和材料。

9. 示例方案

傳感器節(jié)點：

溫度傳感器：PT100。

MCU：STM32。

無線模塊：LoRa（SX1276）。

電源：CT取電+鋰電池備份。

通信網(wǎng)絡：

采用LoRaWAN協(xié)議，支持遠距離傳輸。

監(jiān)控平臺：

基于云平臺的Web監(jiān)控系統(tǒng)，支持手機APP查看。

結論

電力系統(tǒng)無線測溫系統(tǒng)通過無線傳輸技術實現(xiàn)設備溫度的實時監(jiān)測，具有安裝靈活、可靠性高、低功耗等優(yōu)點。通過合理設計硬件和軟件，可有效提升電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。