温度是变压器运作情况的重要主要参数之一，对变压器温度开展实时监测可合理预防伤亡事故，确保变压器机器设备可靠平稳运作。西的分析工作人员朱建华、梁栋、张丽丽、翟海文、冯利娅，在2020年*1期《电气技术》杂志期刊上发文，明确提出一种无源无线网络测温装置。

科学研究结果显示，该装置的无线天线在433MHz输出功率下使用性能优质，并可以长期性、安全性、合理检测变压器的温度转变，防止因变压器运作温度过高造成变压器安全风险，为变压器的可靠运作给予工艺确保。

伴随着我国电力企业经营规模的迅速发展趋势，用电量需要量也在持续增长，电力工程变压器持续在向大空间、高电压方位发展趋势。变压器做为供电系统中的关键电气设备，运作的安全性稳定性可能对电力的输电品质造成直接的危害。电力工程变压器常见故障具体有性热常见故障和电荷常见故障，在其中**温常见故障占总故障数量的63%上下。因而，合理执行对变压器温度在线监控对确保变压器的可靠平稳运作有着关键实际意义。

大体上看，可将当下的测温方法分成按时检查和随时线上测温二种。在其中，按时检验的方法主要是有红外检测仪方法和根据保护性实验的断电测温方法二种，这两种方法均存有测温劳动量大、高效率低、不可以即时检验温度的问题。

从取电方法上看，可将线上测温方法具体分成数字功放测温和无源测温二种。在其中：数字功放测温方法有夜视摄像头测温方法，运用红外成像基本原理开展温度的即时检验，但成本费特别高；无源测温感应器关键有铂热电阻温度感应器、金属测温感应器、声表面波测温传感器和磁感应取电测温感应器等。

在无源测温传感器中：铂热电阻温度感应器选用电缆线开展数据信号传送，温度数据信号受环境危害大；金属测温感应器选用金属做为传送电源线，测温精密度和传输数据品质较铂热电阻温度感应器高些，但安裝的时候容易将金属芯断裂且费用较高；声表面波测温感应器运用一部分化学物质吸附的光谱仪随温度转变而变动的基本原理，剖析光纤传输的光谱仪掌握即时温度，但存有传送间距短的缺陷；磁感应取电测温感应器则务必在感应电动势**过一定值后能够正常的工作中，存有运用范畴受到限制的问题。

对于这种问题，文中提起一种根据无源无线网络传感器技术的变压器测温装置，选用无源无线通信技术和温差发电技术性，完成变压器温度在线监控，可以及时处理变压器温度异常现象，避免变压器安全事故的产生。

在温度梯度方向下，P型半导体和N型半导体内的自由电子从冷端向冷端健身运动，并在冷端沉积，进而在原料内部结构产生电位差，与此同时在该电位差效果下造成一个反方向正电荷流，当热运动的电荷流与内部结构静电场做到平衡时，半导体材料两边产生比较稳定的温度差感应电动势，这种情况被称作塞贝克效应。温差发电元器件结构示意图如下图1所显示。

图1 温差发电元器件结构示意图

本装置的关键元器件是热电产生器，该热电发生器两边各自为冷端和冷端。在热电产生器冷端和冷端温度差做到一定水平后，热电产生器将发热量转换为电磁能，通过后面电源电路的处置后给本装置本身配电。

热电产生器模块控制模块的平面图如下图2所显示。根据串连、并接或是二种融合的形式将好几个热电变换模块电容量一个总体。根据热电产生器模块控制模块，热电产生元器件将形成的热量转换为电磁能，即可以完成热电变换。

图2 热电产生器模块控制模块的平面图

2 数据信号传送基础理论（略）

2.1 无线网络信号发射器阻抗匹配基础理论

由阻抗匹配理论得知，当设计方案网络信号发送无线天线时，应使其同轴电缆电源电路中的负荷特性阻抗和输入电阻达到共轭配对标准，以获取最高的数据信号输出功率，进而促使数据信号传送特性达到最好。

2.2 无线网络信号发射器的设计方案

本测温装置所制定的无线网络信号发射器为一种433MHz微型化螺旋状印刷无线天线，天线结构类型选用了微带线在物质硅片的左右双层串扰来效仿螺旋式无线天线的布线方式。

在螺旋状印刷无线天线的制定中，根据半径大小为0.35mm的铜孔将无线天线**层和下一层的布线端开展联接，这类接口方式不仅可以有效的降低无线天线布线的使用室内空间，还能够提升无线天线电源电路途径的物理学长短。

此外，充分考虑**层无线天线和下一层无线天线中间存有干扰信号及其由**层无线天线和下一层无线天线方位不一样的电流量布线而产生的增益值损耗状况，根据**层无线天线和下一层无线天线中间的物质硅片，还能有效的提升其增益值特点。

无源无线网络测温装置由温度感应器、脉冲调制及隔离模块、数据处理方法控制模块、无线发射模块、无线接收器及其动能管理方法电源电路、热管散热器及其热电产生器等控制模块组成。该装置原理平面图如下图8所显示。

图8 装置原理平面图

该装置的热电产生器各有一冷端和冷端，热管散热器被安装在冷端一侧，并与该冷端立即开展导热，安裝位置坐落于热端一侧，并与该冷端立即开展导热。在热电产生器冷端和冷端温度差做到一定水平后，热电产生器将发热量转换为电磁能，通过后面电源电路的处置后给本装置本身配电。

动能管理方法电源电路主要是由整流电路、启动电源电路和稳压电源电路三部份构成。整流电路承担将热电产生器輸出的较低压上升，并存放在电容器或可充电电池中；启动电源电路操纵动能的輸出，当储能器件的工作电压升到高电压阈值时，启动电源电路操纵开启后级电源电路，动能流入后级，供后面电源电路应用，当储能器件的电流至低压阈值时，启动电源电路操纵关拆断级电源电路，储能器件再次储能技术，循环往复地工作中。

数据处理方法控制模块根据操纵温度感应器按时收集测温数据信息，并根据脉冲调制及隔离模块将数字信号转换成模拟信号，并供应给数据处理方法控制模块完成解决，数据处理方法控制模块将处置过的信息根据无线发射模块传出，由温度检测系统中的另一控制模块无线接收器接受，并提交PC、APP和大屏幕显示。

根据国家行业标准《GB/T 4109—1999 高压套管技术条件》，变压器套管各一部分容许的最大温度数值120℃，容许较大升温为90℃。该测温装置的测温范畴为0℃～140℃，传送间距为50m，检测精密度为1℃，从理论上可以达到变压器套管温度在线监控的要求。

该装置选用温差发电处理芯片与温度感应器一体化的测温计划方案，将装置用螺纹连接的方式组装于变压器套管插线板上开展温度实时监测。测温装置安裝平面图如下图9所显示。因为测温装置选用根据温差发电技术性的无源无线网络测温方法，安裝后并不会危害变压器套管的可靠运作，因此巨大地点便了具体运用，降低了中后期维护保养成本费。

图9 测温装置安裝平面图

根据温差发电的无源无线网络测温装置的工作中平面图如下图10所显示。

图10 测温装置工作中平面图

在具体运用中，测温装置的整体工作内容如下图11所显示。最先，测温装置的热电产生器对温度差开展判断，当冷端与冷端温度差**过5℃时，温度感应器收集变压器套管现阶段情况的温度数据信息，根据无线网络推送控制模块将信息发给协调器，无线接收模块将接受到的传输数据到网络层。

图11 测温装置工作流程图

以河南省某配电站为例子，选择在其中一台220kV变压器高、中、低侧的防水套管插线板的部位，共安裝9个测温装置，持续检测变压器套管温度的的转变。变压器套管监控点合理布局如下图12所显示。将测温装置安裝于变压器套管髙压侧两相，其具体安裝方位图如下图13所显示。2019年7月河南省某配电站220kV变压器套管温度数据信息页面如下图14所显示。

图12 变压器套管监控点平面布置图

图13 测温装置具体安裝方位图

图14 河南省某配电站220kV变压器套管温度数据信息页面

该套装置自2016年安裝迄今，获得了较好的使用实际效果，取得成功协助客户解决了变压器套管在运转环节中存在的不足。下边融合2017年7月26日变压器套管温度为例子开展表明。图15所显示为该实例问题获得处理前的变压器套管温度检测結果。图16所显示为该实例问题搜索并处理后在正常的状况下变压器套管温度检测結果。

图15 变压器套管温度检测結果

图16 正常的状况下变压器套管温度检测結果

从图15可以看得出，髙压B相插线板温度远远地**过别的髙压侧温度，发生变压器套管温度异常情况。系统检测确定，该问题发生的因素是变压器套管插线板接触不良现象而致使部分**温。

确定问题后，将变压器套管插线板再次开展布线。通过整顿，将变压器套管温度数据信息再次修复，立即协助客户对变压器套管运作中存在问题开展处理，进而**了变压器的可靠运作。

文中指出了一套根据无源无线网络传感器技术的变压器测温装置。根据温差发电基本原理的热电产生控制模块可以为测温装置配电，与此同时测温控制模块工作中，并将收集到的温度数据信息根据加工处理后根据无线网络推送控制模块和无线接收模块传输给网络层，进而达到了对变压器的温度检测。

最终，根据将该套测温装置运用于河南省某配电站变压器套管中，经温度数据统计分析，认证了测温装置的安全性稳定性和具体使用使用价值。该套测温装置体型小，维护保养低成本，可大力发展应用，对维护保养变压器等电气设备的可靠运转有着关键实际意义。