1. 概述

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

2. 系統組成

溫度傳感器節點：

負責采集電力設備溫度數據。

包括溫度傳感器、微控制器、無線通信模塊和電源模塊。

無線通信網絡：

負責將溫度數據從傳感器節點傳輸至監控中心。

常用技術：Zigbee、LoRa、NB-IoT、Wi-Fi等。

數據接收與處理單元：

接收無線傳輸的數據，進行存儲、分析和顯示。

通常包括網關、服務器和監控軟件。

電源管理模塊：

為傳感器節點供電，支持電池、能量采集（如太陽能）或CT取電。

監控平臺：

提供實時數據顯示、歷史數據查詢、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、多節點網絡，如CC2530。

LoRa：適合遠距離、低功耗傳輸，如SX1276。

NB-IoT：適合廣域網覆蓋，支持蜂窩網絡。

Wi-Fi：適合高數據傳輸場景，如ESP8266。

無線測溫系統介紹

系統結構圖

整個測溫系統由無線溫度傳感器、現場監控主機、后臺監控系統三大部分組成。

系統拓撲圖

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. 系統設計

傳感器節點設計：

溫度傳感器通過I2C或SPI接口與MCU通信。

MCU處理數據并通過無線模塊發送。

采用低功耗設計，支持睡眠模式以延長電池壽命。

無線通信網絡設計：

根據應用場景選擇合適的無線技術。

設計多跳網絡或星型網絡，確保數據可靠傳輸。

數據接收與處理：

網關接收數據并上傳至服務器。

服務器進行數據存儲、分析和可視化。

監控平臺設計：

開發Web或移動端應用，實時顯示溫度數據。

設置溫度閾值，實現超溫報警。

5. 軟件設計

傳感器節點軟件：

溫度數據采集與處理。

無線數據傳輸協議實現。

網關軟件：

數據接收與轉發。

協議轉換（如MQTT、HTTP）。

監控平臺軟件：

• 實時數據顯示與歷史數據查詢。

報警功能與報表生成。

6. 系統優勢

無線傳輸：減少布線，安裝靈活。

實時監測：及時發現設備過熱問題。

高可靠性：適應高壓、高電磁干擾環境。

低功耗設計：延長傳感器節點壽命。

可擴展性：支持多節點、多區域監測。

7. 應用場景

變電站：監測變壓器、開關柜溫度。

配電室：監測電纜接頭、母線溫度。

輸電線路：監測導線連接點溫度。

發電廠：監測發電機、鍋爐等設備溫度。

8. 挑戰與解決方案

電磁干擾：

采用屏蔽設計和抗干擾通信協議。

供電問題：

使用CT取電或能量采集技術。

數據傳輸穩定性：

優化網絡拓撲和通信協議。

高溫環境：

選擇耐高溫元件和材料。

9. 示例方案

傳感器節點：

溫度傳感器：PT100。

MCU：STM32。

無線模塊：LoRa（SX1276）。

電源：CT取電+鋰電池備份。

通信網絡：

采用LoRaWAN協議，支持遠距離傳輸。

監控平臺：

基于云平臺的Web監控系統，支持手機APP查看。

結論

電力系統無線測溫系統通過無線傳輸技術實現設備溫度的實時監測，具有安裝靈活、可靠性高、低功耗等優點。通過合理設計硬件和軟件，可有效提升電力系統的安全性和穩定性。