基于準(zhǔn)實時數(shù)據(jù)的10kV專變計量裝置CT一次側(cè)分流竊電在線監(jiān)測方法

林銳濤等

【摘 要】 針對目前竊電方式多種多樣，本文提出了一套基于準(zhǔn)實時數(shù)據(jù)的10kV專變計量裝置CT一次測分流竊電模型。通過研究分析用戶正常用電與分流竊電原理，推導(dǎo)出用戶竊電前后功率因數(shù)相位角變化范圍并同步結(jié)合日線損分析，建立一套CT一次測分流竊電的診斷識別流程，最終通過瞬時量分析和日線損分析相互印證精確鎖定竊電行為。現(xiàn)有的技術(shù)只能采用現(xiàn)場查證的方式確認(rèn)其竊電手法，而此研究只需遠(yuǎn)程利用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析推斷，即可精確診斷、識別“高壓CT一次側(cè)分流竊電”。

【關(guān)鍵詞】 竊電原理 綜合瞬時量 功率因數(shù)相位角 竊電嫌疑戶 分流竊電

【Abstract】 Aiming at the various ways of electric larceny， this paper puts forward a set of quasi real time data based 10KV special transformer metering device CT a measuring shunt stealing model. Through the analysis of user normal electricity and divergence stealing the electricity principle， deduces the stealing electricity power factors before and after phase angle change range and synchronization with daily loss analysis， establishes the diagnosis and identification procedure of a CT a measuring shunt current electric larceny， finally through the instantaneous volume analysis and daily loss analysis corroborated precise locking electric larceny. The existing technology can only use the on-site verification way of confirming its electricitystealing， this study can accurate diagnosis and identify the "high-pressure CT secondary side shunt electric larceny" just by making analysis and inference by using mathematical model remotely.

【Key words】 Electricity principle；Synthesis of instantaneous quantity；The power factor phase angle；Theft suspect Hu；Shunt power stealing

1 引言

“CT一次側(cè)分流竊電”是10kV專變計量裝置的一種常用的竊電手法，即通過將CT一次側(cè)兩個端子通過外加導(dǎo)線短接，減小CT一次繞組經(jīng)過的電流實現(xiàn)竊電。這種方式具有無需開啟高壓計量箱及表計封印、可快速卸下短接線躲避檢查、恢復(fù)后現(xiàn)場查無實證等特點，方式隱蔽、靈活，難以查處。本文首先分析三相三線用戶正常用電情況下瞬時量各項指標(biāo)之間的邏輯推算規(guī)則，再根據(jù)分流竊電原理和數(shù)據(jù)特征構(gòu)建判斷規(guī)則，隨后創(chuàng)建一套高壓一次側(cè)分流竊電的遠(yuǎn)程監(jiān)測、診斷識別方法并結(jié)合實際案例進(jìn)行說明。

2 專變瞬時量相位角、負(fù)載感容性及接線正確性推算方法

相位角依據(jù)各相有功功率、無功功率、功率因數(shù)，推算出用戶時間點相位角，判斷用戶接線正確性。

3 10KV高壓一次測分流竊電工作原理及判斷規(guī)則

3.1 高壓一次側(cè)分流竊電的邏輯推斷原理

如圖1所示，高壓一次側(cè)分流是CT一次側(cè)接線柱的L1、L2處用導(dǎo)線進(jìn)行短接的竊電方式，其等效電路圖如圖2。

根據(jù)該等效電路圖，可推斷出UL12（CT L1、L2兩端的電壓）以及電流I1（正常一次電流）、I （被分流后剩余的一次電流）、Id（短路分流電流）之間向量的關(guān)系如下：

UL12 =I1*[Rd//（R1+jX1）] =Id*Rd =I1*（R1+jX1）、且I1=I1+Id；

設(shè)R1+jX1=Z1∠Φ1、Rd+R1+jX1=Z1∠Φ1，則有：

I1 =I1*[Rd//（R1+jX1）]/（R1+jX1）

=I1*[Rd/（Rd+R1+jX1）] =I1*（Rd/Z1）∠-Φ1

其中：Z1=）

Φ1=ATan[X1/（Rd+R1）]

由于Z1>Rd，且-Φ1<0，因此與正常應(yīng)計量的一次電流I1比較，實際流進(jìn)CT一次線圈參與計量的電流I1的幅值大小必遠(yuǎn)小于I1、其相位必滯后于I1一定的角度，向量圖分析如圖3：

1）高壓側(cè)分流后的幅值比例 k=I1/I1=Rd/，可見k的大小與短路線分流后的短路電阻（短路電阻=接觸電阻+導(dǎo)線電阻）成正比，在導(dǎo)線電阻不變的情況下短路線接觸越牢固則接觸電阻越小、分流比例k則越大；

2）分流相的功率因數(shù)角將比分流前滯后一個相角Φ1 =ATan[X1/（Rd+R1）]，由于（Rd+R1）〈〈X1，因此Φ1的大小主要取決于X1的大小，而不同的變比10kV電流互感器一次線圈的電抗X1相差不大，通過收集以往同類竊電案例的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納分析，可得出40°≤Φ1≤65°的經(jīng)驗值。

3.2 高壓一次側(cè)分流竊電的邏輯推斷規(guī)則

接線方式、分流相別或兩相分流短路線接觸效果不同時，將出現(xiàn)不同的數(shù)據(jù)特征，并可由確定其判斷規(guī)則，三相三線計量裝置高壓分流的特征見表1。

3.3 三相三線高壓一次側(cè)分流竊電的遠(yuǎn)程監(jiān)測、診斷識別流程

（1）將計量自動化系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)測采集到的綜合瞬時量數(shù)據(jù)（包括U1、U3、I1、I3、P總、P1、P3、Q總、Q1、Q3、CosΦ、CosΦ1、CosΦ3、ΦU32、ΦU12、ΦI1、ΦI3）推斷出計量裝置的電壓電流回路接線方式、分相功率因數(shù)角及用電負(fù)荷的感性或容性特征。

（2）首先判斷電壓U1、U3的幅值是否在正常范圍內(nèi)，如不正常則進(jìn)入“欠壓法竊電或失壓故障判斷規(guī)則”，如正常則進(jìn)入下一步判斷。

（3）根據(jù)綜合瞬時量按規(guī)則推算出接線方式、分相相位角及負(fù)載感容特性。

（4）判斷接線方式是否正常，如不正常則進(jìn)入“錯接線或移相法竊電判斷規(guī)則”，如正常則進(jìn)入下一步判斷。

（5）判斷是否存在任一分相的相位角≥50°，如果沒有則進(jìn)入“二次回路短路或匝間短路竊電判斷規(guī)則”，如果存在認(rèn)為該戶存在高壓分流竊電嫌疑并則進(jìn)入下一步判斷。

（6）判斷電流不平衡率r和分相相位角以及各分相之間的差值，按照規(guī)則判斷可能采用的分流方式。

（7）導(dǎo)入該嫌疑戶在計量自動化系統(tǒng)一個時段內(nèi)的瞬時量數(shù)據(jù)，根據(jù)規(guī)則推算出時段內(nèi)每個時點的電流值和分相相位角，找出電流異常跌落時的相角拐點，并判斷當(dāng)電流跌落前后的相位角拐點差值是否在40°∽60°，如果是則該拐點為竊電時間點。

（8）同時導(dǎo)入計量自動化系統(tǒng)某嫌疑戶所屬線路時段日線損，根據(jù)10kV線路時段線損分析模型推算嫌疑戶及線損拐點。

（9）判斷相位角拐點和線損拐點的日期是否相符，如果是可精確定位該竊電戶在該日期采用“高壓一次側(cè)分流”的方式竊電。

（10）如果不符合，重新選擇其他時點的綜合瞬時量繼續(xù)進(jìn)行分析判斷。

4 案例分享

4.1 異常用戶竊電監(jiān)測

稽查中心線損監(jiān)測人員通過反竊電在線監(jiān)測平臺對專變時點瞬時量異常的監(jiān)測分析，發(fā)現(xiàn)XX漂染廠專變客戶發(fā)生電流不平衡現(xiàn)象，監(jiān)測人員根據(jù)反竊電在線監(jiān)測平臺設(shè)置的規(guī)則及典型竊電數(shù)學(xué)分析模型，對瞬時量中的電流、電壓、功率、功率因數(shù)等數(shù)值的變化進(jìn)行詳細(xì)分析，初步判斷電流不平衡現(xiàn)象應(yīng)由人為引起，該戶存在高壓側(cè)一次分流竊電嫌疑。日瞬時量自動監(jiān)測見表2。

4.2 竊電異常分析

對反竊電在線監(jiān)測平臺過濾出來的異常用戶做進(jìn)一步的人工分析與確定，通過計量系統(tǒng)查看用戶時間段綜合瞬時量、線路日線損、用戶日電量，對比分析用戶正常用電與異常用電前后各項指標(biāo)的變化。表3為瞬時量異常時間段部分?jǐn)?shù)據(jù)，表4為瞬時量正常時間段部分?jǐn)?shù)據(jù)。

（1）瞬時量分析。

通過表3和表4的對比發(fā)現(xiàn)用戶在正常用電情況下A相電流≈C相電流，且有功功率總=A相有功功率+C相有功功率用戶異常用電時A相電流與C相電流嚴(yán)重不平衡，且有功功率總=C相有功功率-A相有功功率。

（2）用戶相位角分析。

用戶2013-08-12 10：00時點六角圖4如下：

通過表4的分析結(jié)果對比完全能夠驗證用戶的異常屬于第1元件分流。第1元件分流條件：電流不平衡率>50%且I150°且C相相位角<50°且A相相位角-C相相位角絕對值>30°。

（3）線路線損變化與日電量對比分析。

通過表5，表6分析8月8日從線損率1.98升至6.18，損失電量從672升至2127kWh，用戶有功總電量從3015下降到1476 kWh，用戶電量差值變化為1539 kWh，結(jié)論是線路日線損升高用戶電量下降，說明此用戶是線路日線損影響戶，最終精確的定位出該用戶給重大嫌疑戶。

4.3 現(xiàn)場查證

針對該戶高壓一次分流的重大竊電嫌疑，用檢人員對現(xiàn)場進(jìn)行針對性地周密部署，最終成功查獲該戶在其專變高壓計量箱A、C相一次接線柱外加短接線進(jìn)行遙控高壓分流竊電的行為。

5 結(jié)語

對于10kV三相三線專變計量裝置各元件相位角、分相功率因數(shù)角、負(fù)載感容特性以及接線方式正確性的判斷，現(xiàn)有的技術(shù)都是根據(jù)儀器現(xiàn)場測量或終端遠(yuǎn)程采集到的各元件電壓、電流相位角關(guān)系進(jìn)行分析判斷；本研究，僅通過計量自動化系統(tǒng)（或用電信息采集系統(tǒng)）采集到負(fù)控終端或多功能電能表所測量的總及分元件有功功率、無功功率、功率因數(shù)等9個分量數(shù)據(jù)，通過數(shù)學(xué)模型分析判斷出各元件的相位角、分相功率因數(shù)角、負(fù)載感容特性以及接線方式正確性，并將此方法通過系統(tǒng)實現(xiàn)，目前無論各類儀器、終端、系統(tǒng)均無發(fā)現(xiàn)并應(yīng)用該技術(shù)。

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