電力系統(tǒng)竊電在線稽查裝置的開發(fā)與應(yīng)用

蘇毅明

（海南電網(wǎng)公司，海南 ?？?70203）

0 引言

在電力企業(yè)管理實(shí)踐中，竊電現(xiàn)象的存在不僅給電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益造成了影響，同時(shí)也給電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來了威脅，擾亂了整個(gè)用電秩序。因此，防竊電研究一直是電力科技領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。當(dāng)前主要的防竊電方法是將交流采樣裝置安裝于用戶的配電線路回路中，由此可以采集到非計(jì)量回路的電能，將該數(shù)據(jù)與計(jì)量回路中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，即可對(duì)計(jì)量回路的工作狀態(tài)進(jìn)行判斷，及時(shí)發(fā)現(xiàn)竊電行為。但在實(shí)際操作中，這種方法并不理想，有些用戶具有豐富的竊電經(jīng)驗(yàn)，可以輕易地采取一系列措施降低該方法的可靠性。為了不斷完善防竊電方法，敏感地發(fā)現(xiàn)竊電行為，幫助稽查人員獲取竊電現(xiàn)場的數(shù)據(jù)，本文開發(fā)了一種新型的防竊電裝置，它可以實(shí)時(shí)監(jiān)測用電行為。

1 電力企業(yè)開展?fàn)I銷稽查的意義

在市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展的今天，為了加強(qiáng)營銷的過程質(zhì)量監(jiān)督，提高電力經(jīng)營的管理水平，增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，有必要開展?fàn)I銷稽查工作，它是實(shí)現(xiàn)電力企業(yè)營銷目標(biāo)的重要手段。按照方式進(jìn)行分類，可以將電力營銷稽查分為在線稽查和飛行稽查2種類型。前者即根據(jù)事先確定好的篩選條件，工作人員定期在稽查信息系統(tǒng)中篩選出存在問題的樣本，并開展相應(yīng)的檢查工作，如果發(fā)現(xiàn)問題，則立即進(jìn)行整改。飛行稽查是指依據(jù)領(lǐng)導(dǎo)的指示與營銷工作的需要，營銷稽查機(jī)構(gòu)不定期對(duì)下屬單位進(jìn)行突擊檢查。在飛行稽查中，被檢單位事先不會(huì)接收到檢查通知，在稽查單位到達(dá)現(xiàn)場后，如果需要被檢查單位配合才會(huì)告知被檢查單位。這種稽查方式工作具有較強(qiáng)的方向性，且主題單一，所以對(duì)于糾正某一項(xiàng)錯(cuò)誤工作來說具有較大的幫助。就當(dāng)前來看，很多地方依然是采用傳統(tǒng)的稽查方法。因此，解決開展在線稽查存在的難題有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 當(dāng)前在線稽查的主要方法

在當(dāng)前的實(shí)踐中，已經(jīng)出現(xiàn)的在線稽查方法有以下3種：

（1）利用營銷稽查模塊開展稽查工作。在營銷系統(tǒng)中，可以規(guī)定稽查的相應(yīng)規(guī)則，將其固化到稽查模塊中，其就能夠與系統(tǒng)的表庫進(jìn)行直接關(guān)聯(lián)，也可以采用查詢腳本的方式在相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫中查詢。這種固化方式使用門檻較低，有利于稽查人員直接使用。

（2）利用數(shù)據(jù)庫語言進(jìn)行腳本的編制，實(shí)現(xiàn)營銷系統(tǒng)中數(shù)據(jù)庫的直接查詢。這種方法在沒有現(xiàn)成的稽查軟件時(shí)使用十分適宜，它可為稽查人員提供需要的數(shù)據(jù)，減少對(duì)無關(guān)數(shù)據(jù)的分析，提高工作效率。

（3）建立稽查工作平臺(tái)。很多電力公司已經(jīng)開展建立營銷稽查平臺(tái)的工作。首先建立營銷稽查監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)與營銷系統(tǒng)密切配合，同時(shí)集成其他相關(guān)的營銷數(shù)據(jù)，最終完成對(duì)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)、服務(wù)資源以及數(shù)據(jù)等的全面稽查和監(jiān)控。依據(jù)不同時(shí)期的管理要求，系統(tǒng)可以對(duì)營銷業(yè)務(wù)的各項(xiàng)監(jiān)控指標(biāo)閾值進(jìn)行監(jiān)測，有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況并作出處理。

3 新型竊電在線稽查裝置的設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

本節(jié)介紹的防竊電裝置主要包括以下幾個(gè)部分：無線探測單元，它安裝于變壓器的高壓側(cè)；用電遠(yuǎn)程監(jiān)測終端，它安裝于電能表柜中；稽查主站。圖1給出了該裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1 防竊電裝置結(jié)構(gòu)示意圖

對(duì)以上幾個(gè)部分進(jìn)行詳細(xì)分析，就高壓無線探測單元而言，它屬于獨(dú)立結(jié)構(gòu)，其電流互感器為羅可夫斯基線圈，主要優(yōu)點(diǎn)在于：測量范圍寬，測量精度較高，不存在磁飽和問題，響應(yīng)頻帶范圍較寬，體積較小等。采用專用工具能夠帶電將無線探測單元安裝于用戶進(jìn)線側(cè)，也可帶電拆卸，而沒有專用工具則無法完成以上操作，這就有力防止了不法分子私下拆裝。該單元的主要功能是采集用戶實(shí)際負(fù)荷及一次電流，并將其傳送給用電遠(yuǎn)程監(jiān)測終端。用電遠(yuǎn)程監(jiān)測終端采用了實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，32位/100 MHz的CPU，可以實(shí)時(shí)獲取和分析數(shù)據(jù)。在該終端設(shè)置了2個(gè)無線通訊接口，即RS485通訊接口、USB維護(hù)接口。該終端內(nèi)部設(shè)置有相應(yīng)的無線通訊模塊，可以對(duì)三相電流數(shù)據(jù)進(jìn)行定時(shí)采集。另外，RS485與計(jì)量表通信后，一次和二次數(shù)據(jù)可以被存儲(chǔ)起來。該終端安裝在用戶的計(jì)量箱中，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和通訊功能。最后是稽查主站，它與終端通信方式為主從應(yīng)答：首先由主站發(fā)出命令，終端響應(yīng)該命令后將對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)組合起來送到主站。通過主站的計(jì)算機(jī)操作人員可以進(jìn)行人機(jī)對(duì)話，實(shí)現(xiàn)操作?？梢赃M(jìn)行召測的參數(shù)包括各相電壓和電流、有功功率、功率因數(shù)等。如果在終端上發(fā)現(xiàn)了竊電行為，主站能夠自動(dòng)接收到相應(yīng)的數(shù)據(jù)，并將其反映在屏幕上。

3.2 軟件流程設(shè)計(jì)

宏觀來看，在線稽查系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)包括2個(gè)方面的內(nèi)容：竊電狀態(tài)判斷、竊電方式判斷。在設(shè)計(jì)軟件時(shí)，采用了模塊化的方式，各個(gè)子任務(wù)被封裝成了函數(shù)模塊。在實(shí)際應(yīng)用中，只需要依據(jù)現(xiàn)場的要求對(duì)軟件進(jìn)行配置，并設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)即可。圖2給出了反竊電裝置的軟件流程圖。

圖2 反竊電裝置軟件流程圖

3.3 竊電方式識(shí)別

依據(jù)變壓器的功能平衡原理，當(dāng)三相負(fù)荷平衡時(shí)有：

式中，I1、I2、I3為變壓器一次側(cè)電流；i1、i2、i3為電表所測量的電流；n為變壓器變比。

在實(shí)踐中，三相負(fù)荷并不是絕對(duì)平衡的，多少會(huì)存在一些不平衡現(xiàn)象，從而增大了變壓器的損耗。對(duì)此，可以將判斷竊電行為的判據(jù)設(shè)定為：

式中，m表示所設(shè)定的閾值。

通過比較一次側(cè)和二次側(cè)電流，可判斷是否存在竊電行為。

筆者對(duì)幾種常見的竊電方式梳理如下：

（1）強(qiáng)磁場竊電。正常情況下，電流互感器是按照比例進(jìn)行一次電流變換的，如果在外部加磁場，使電流互感器的磁通達(dá)到飽和狀態(tài)，那么當(dāng)一次線圈中流過電流時(shí)，所產(chǎn)生的磁通量將小于正常情況下的值，此時(shí)二次線圈中的電流也就比正常情況下的電流值小。針對(duì)這種竊電方式，應(yīng)將干簧繼電器安裝于用電遠(yuǎn)程監(jiān)測終端，當(dāng)外部磁場發(fā)生變化時(shí)，繼電器將會(huì)動(dòng)作，并且發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

（2）分壓分流竊電。在分流竊電中，用導(dǎo)線將電能表中的電流線圈或電流互感器二次側(cè)短接，這樣一來，流過電能表線圈的電流就會(huì)大大減小。在分壓竊電中，改變電壓回路的正常接線或制造對(duì)應(yīng)的回路故障，就會(huì)導(dǎo)致電壓回路中沒有電壓或電壓減小。對(duì)此，引入了測量阻抗的概念，其值為：

式中，U為測量電壓；I為測量電流。

通常情況下，采用這種方式竊電可能引起相應(yīng)電氣量的變化。如果是分流竊電，電能表計(jì)中的電流量會(huì)明顯減小，導(dǎo)致測量阻抗變大，一旦其超出設(shè)定的閾值將會(huì)給出竊電報(bào)警。同樣地，如果是分壓竊電，測量阻抗將會(huì)變小，超出閾值范圍也會(huì)給出竊電報(bào)警。

（3）移相法竊電。改變計(jì)量裝置的接線，進(jìn)而改變電能表中電壓線圈和電流線圈電氣量的相位關(guān)系，從而使電能表少計(jì)電量。正常情況下，功率因數(shù)角在－90°～90°之間。

（4）電能表編程器竊電。利用這種方法竊電時(shí)，用電時(shí)間不會(huì)減少，電能表的時(shí)段也不需要進(jìn)行調(diào)整，因此就不需要將電能計(jì)量裝置打開。它是利用電能表的編程器來更改峰、平、谷時(shí)用電量的占比，即保持總電量不變，降低峰時(shí)和平段的用電量，增加谷時(shí)的用電量，這樣一來，總電費(fèi)就降低了。有時(shí)還可以借助于通信接口清零電能表的底度，對(duì)電度數(shù)進(jìn)行重新設(shè)置，從而實(shí)現(xiàn)快速竊電。針對(duì)這種竊電方式，可利用用電遠(yuǎn)程監(jiān)控終端來采集峰電量、谷電量以及總電量，并將其與歷史采集數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，如果該數(shù)據(jù)發(fā)生了明顯變化，比以前的數(shù)據(jù)要小得多，就應(yīng)該引起注意。

4 實(shí)踐應(yīng)用案例

在實(shí)際應(yīng)用中，某供電公司稽查部門發(fā)現(xiàn)在該管轄區(qū)內(nèi)有一終端用戶用電異常，但是長期找不到證據(jù)。2011年初，該供電部門安裝了竊電稽查儀，對(duì)用電數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程讀取，得到10kV三相電流值為：Ia＝5.89 A，Ib＝5.48 A，Ic＝5.34 A；在表計(jì)中顯示的電流為：Ia＝2.47 A，Ib＝2.18 A，Ic＝2.24 A。可見，該用戶存在電流分流的情況。對(duì)此，工作人員對(duì)二次接線進(jìn)行了現(xiàn)場檢查，發(fā)現(xiàn)在進(jìn)表之前電流線被短接了，這一做法導(dǎo)致用戶電能表計(jì)中少計(jì)了50%的電量。不法電力用戶為了利益常常會(huì)大量竊電，上文中實(shí)際檢查的結(jié)果與測量結(jié)果之間盡管存在一定的誤差，但是對(duì)于電力工作人員來說，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)竊電行為并加以阻止，這就避免了追補(bǔ)電費(fèi)和電力公司的經(jīng)濟(jì)損失。另外，建立竊電稽查系統(tǒng)還可以對(duì)竊電行為起到震懾作用。例如，某酒店報(bào)裝容量為200kVA，計(jì)量裝置安裝于用戶院內(nèi)，不利于檢查，工作人員雖懷疑該用戶竊電，但一直沒有找到證據(jù)。2011年初，為該用戶安裝了竊電稽查儀，幾天后該儀器發(fā)出警報(bào)，工作人員對(duì)現(xiàn)場進(jìn)行檢查仍未發(fā)現(xiàn)竊電依據(jù)，但供電單位將該用戶列為重點(diǎn)監(jiān)測對(duì)象，之后該用戶的用電量增加了30%?？梢?，在用電現(xiàn)場安裝在線稽查裝置，相當(dāng)于安裝了攝像頭，能夠有效遏制用戶竊電行為。

5 結(jié)語

本文介紹了一種新型的竊電在線稽查裝置，給出了具體的設(shè)計(jì)方案，重點(diǎn)分析了其原理和實(shí)現(xiàn)方法，最后以應(yīng)用實(shí)例驗(yàn)證了該裝置在竊電行為判斷上的準(zhǔn)確性和實(shí)用性。該竊電在線稽查裝置可靠性高，成本較低，具有較高的推廣價(jià)值。

［1］張玲，楊大偉，張軍.負(fù)荷管理系統(tǒng)雙回路比較法在反竊電中的應(yīng)用［J］.黑龍江電力，2009（4）：279～281

［2］龔勇鎮(zhèn).羅氏線圈電流傳感檢測技術(shù)研究概況［J］.廣西輕工業(yè)，2011（2）：54～56