電力變壓器是電力系統中用來改變電壓的主要電氣設備。它長期工作在高電壓、大電流、強磁場的環境中，使熱量聚集。變壓器溫升不僅影響負載能力，還影響使用壽命，增加電力系統的損耗。如果散熱不好，會危及設備的正常運行，甚至造成故障。為了保證變壓器的anquan運行，迫切需要及時準確地判斷變壓器的運行狀況，實時監測變壓器的溫度變化，及時采取相應措施，確保變壓器anquan、穩定、經濟運行。變壓器油溫是變壓器anquan運行的重要指標之一。對于按照GB1094電力變壓器標準設計的油浸式電力變壓器，GB/T  15164-9D(油浸式電力變壓器負荷導則)規定其熱點溫度參考值為98，即該溫度下絕緣的相對老化率為1。在80 ~ 140范圍內，溫度每升高6K，時效速率就會增加一倍。

　　無線傳感器網絡由許多功能相同或不同的無線傳感器終端(或節點)組成，是以嵌入式技術為核心的數據采集和通信系統。每個無線傳感器終端由數據采集模塊(傳感器、A/D轉換器)、數據處理與控制模塊(微處理器、存儲器)、通信模塊(無線收發器)、電源模塊等組成。可以實現多通道溫度傳感器的實時數據采集，方便地檢測變壓器的繞組溫度和油溫。

圖1變壓器溫度無線傳感監控系統總體結構

　　1、系統的總體結構

　　變壓器運行時會出現鐵心損耗、繞組銅損等附加損耗。當這些損耗轉化為熱量時，變壓器相關部件的溫度就會升高。為了了解被監測變壓器的溫度，識別高溫點的位置，使用單個傳感器是不夠的。在變壓器的多個位置設置多個傳感器，更有利于掌握變壓器的溫度狀態，盡早發現變壓器的溫度異常，識別高溫點的位置，可以進行相應的處理。由于需要使用多個傳感器來監控多個監控點的溫度，為了便于靈活布局，本系統中使用的無線傳感器不需要預先安裝在變壓器的固定位置，而是可以在現場安裝和布局時確定監控位置，然后將監控端的溫度監控點設置為相應的位置來監控該點的溫度。圖1是變壓器溫度無線傳感器監控系統的總體結構。

　　由于變壓器運行中的主要損耗來自鐵芯和繞組，達到一定溫差后才能向外散熱，所以變壓器不同部位的溫度是不同的。一般繞組溫度很高，其次是鐵芯。對于每個部分，溫度從下部到上部逐漸升高。為了實現溫度數據的實時采集和分析，系統采用智能溫度分析方法，識別溫度變化趨勢，及時進行溫度預測。該系統主要包括兩個主要部分：無線傳感器溫度采集節點和監控zhongxin主節點。每個變壓器可以配備4個或6個無線傳感器溫度采集節點，對稱安裝在變壓器的兩側，用于監控和分析變壓器溫度。監控zhongxin主節點由無線傳感器zhongxin節點和監控分析計算機組成，可以實時監控多臺變壓器的溫度狀態，根據歷史溫度數據預測溫度變化，分析同一臺變壓器多個溫度傳感器的實時數據，識別高溫點位置，及時發現故障征兆，實現智能溫度監控。

        2.無線傳感器數據采集節點

　　無線傳感器數據采集節點由無線傳感器節點和基于Zigbee技術的無線數據采集終端組成。為了方便傳感器的部署和更換，傳感器數據采集節點采用變壓器表面貼裝方式。每個無線傳感器節點都是一個集成了Zigbee通信模塊的無線傳感器，每個無線傳感器節點采集的數據通過Zigbee通信傳輸到變電站監控zhongxin，溫度數據在監控zhongxin的計算機上進行分析、顯示和報警處理。

　　該系統采用鉑電阻測溫元件進行溫度檢測，每個Zigbee無線傳感器節點硬件的基本結構完全相同。Zigbee無線傳感器節點的基本結構如圖2所示，溫度狀態數據由傳感器檢測。并將采集的數據發送給信號調理模塊進行信號放大和濾波；多路復用實現同一個變壓器的多點溫度檢測，然后通過A/D轉換器將模擬信號轉換成數字信號；然后發送到Zigbee通信模塊。

　　圖2 2 ZigBee無線傳感溫度采集節點硬件結構圖

　　系統中使用的鉑電阻溫度傳感器是霍尼韋爾公司生產的Pt1000系列薄膜鉑電阻HEL2700。0時標準電阻值為1000，電阻值隨溫度變化而變化。可用于檢測油溫和變壓器繞組表面溫度。它具有較大的溫度電阻系數(3.8/)，可以降低導線電阻對溫度的影響。由于熱阻與鉑電阻溫度之間的關系是非線性的，特別是在高溫區，需要校正鉑電阻的非線性。無線傳感器節點中的調理電路可以實現電阻與溫度關系的校正和補償，獲得線性的溫度-電阻關系，將鉑電阻傳感器的電阻變化轉換為0 ~ 5 V電壓，經A/D轉換后發送給Zigbee通信模塊進行處理。本系統的Zigbee  communicaTIon模塊采用ti公司的CC2430，CC2430的傳輸距離約為50 ~ 70m，適用于構建一般小型變電站的變壓器狀態監測網絡。

　　圖3功能結構圖

　　3.監控zhongxin設計

　　監控zhongxin是變壓器溫度無線傳感監控系統的核心，可以實現對各種變壓器溫度傳感數據的實時顯示、存儲、查詢和ronhe分析。整個系統的功能框圖如圖4所示，由Zigbeezhongxin節點、數據處理、實時數據顯示、數據庫服務器、數據查詢分析終端等組成。

　　實時監控終端是變壓器溫度無線傳感監控系統的重要組成部分。Zigbee無線模塊接收到各變壓器的實時溫度數據后，通過數據處理單元對數據幀進行拆分，得到各傳感器對應的實時數據，并通過實時監控終端顯示系統顯示出來，可以遠程控制和查詢各無線傳感溫度采集節點的工作狀態和參數。實時監控終端需要同時監控和顯示來自多個變壓器的參數。當需要監控的變壓器較多時，可以使用多個終端同時顯示變壓器的溫度狀態參數。利用labview開發了實時監控終端顯示軟件。圖5為單臺變壓器油溫和變壓器上下點溫度可同時監測時的監測界面。為了及時發現和處理變壓器溫度異常，在監控終端設計并實現了實時分析和預警功能。在接收和顯示變壓器溫度數據的同時，可以自動分析數據，當溫度偏離正常值時，可以及時通知監控zhongxin人員。監控zhongxin的智能診斷軟件主要是基于信息ronhe的方法來識別異常溫度。通過實時分析變壓器不同位置傳感器的數據，可以識別變壓器的溫度變化趨勢，并根據需要及時發出報警信息，以便監控人員關注異常的變壓器。

　　數據庫服務器是整個系統中數據交換的zhongxin。為了保證變壓器溫度數據的完整性，便于數據的進一步分析，監控zhongxin將存儲接收到的所有變壓器溫度參數，并可以回放和分析數據，以便進一步診斷和分析變壓器溫度異常故障。

　　由于技術產品的成熟和成本，變壓器上一般不安裝熱點監測系統，使得變電站系統惡性事故的預測、預防和監測缺乏可靠穩定的技術手段。基于紫蜂技術的變壓器溫度無線傳感器監控系統能夠實時監控變壓器的溫度狀態，并在溫度異常時報警。與傳統的有線監控方法相比，該系統不需要布線，可以根據需要安裝在變壓器表面的任何位置，更加方便靈活，易于更換。由于采用多傳感器數據計算變壓器zhongxin溫度，計算結果更加可信，可以更有效地保證變壓器的正常運行。經過試用，該系統能夠正常監測變壓器的溫度狀態，并可用于變電站變壓器油溫和繞組表面溫度的監測，具有非常重要的實用價值。