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

1. 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。

2. 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。

3. 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。

4. 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。

5. 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

1. 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。

2. 微控制器（MCU）：

   • 選擇低功耗、高性能的MCU，如STM32、ESP32。

3. 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

1. 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

1. 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。

2. 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。

3. 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。

4. 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

1. 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。

2. 網關軟件：

   • 數據接收與轉發。

   • 協議轉換（如MQTT、HTTP）。

3. 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

1. 無線傳輸：減少布線，安裝靈活。

2. 實時監測：及時發現設備過熱問題。

3. 高可靠性：適應高壓、高電磁干擾環境。

4. 低功耗設計：延長傳感器節點壽命。

5. 可擴展性：支持多節點、多區域監測。

7. 應用場景

1. 變電站：監測變壓器、開關柜溫度。

2. 配電室：監測電纜接頭、母線溫度。

3. 輸電線路：監測導線連接點溫度。

4. 發電廠：監測發電機、鍋爐等設備溫度。

8. 挑戰與解決方案

1. 電磁干擾：

   • 采用屏蔽設計和抗干擾通信協議。

2. 供電問題：

   • 使用CT取電或能量采集技術。

3. 數據傳輸穩定性：

   • 優化網絡拓撲和通信協議。

4. 高溫環境：

   • 選擇耐高溫元件和材料。

9. 示例方案

1. 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。

2. 通信網絡：

   • 采用LoRaWAN協議，支持遠距離傳輸。

3. 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。