竊電原理及案列分析

石賢林

摘 要：在電能計量中的竊電方法多種多樣，供電企業(yè)要熟練掌握電能計量裝置工作原理及接線規(guī)則，準確捕獲各類竊電方法對電能計量裝置產(chǎn)生的影響，實現(xiàn)技術(shù)防竊電，保障電能計量裝置準確計量。

關(guān)鍵詞：竊電；原理；案例；分析

竊電，其目的都是為了電能表少計量，甚至不計量。從表面現(xiàn)象看，竊電的最終結(jié)果是反映在總受電量與實際用電量產(chǎn)生了差值；從電能表的基本計量原理和電功率（P=UIcosΦ）可知，一塊電能表能否正確計量，主要決定于電壓、電流、功率因數(shù)、安裝和接線的正確性，打破其中任何一個條件，都將導致電能表轉(zhuǎn)速變慢、停轉(zhuǎn)甚至反轉(zhuǎn)，從而達到竊電的目的。另外，通過改變電表本身的結(jié)構(gòu)性能，也可以使電能表轉(zhuǎn)速變慢、停轉(zhuǎn)甚至反轉(zhuǎn)。

一、計量回路竊電的主要方法

（一）斷（分）流竊電

竊電者采用改變電能表電流計量回路的正常接線，或故意改變電流互感器變比、極性，或添置短路線圈或分流回路，造成計量電流回路故障，致使電能表的電流線圈無電流通過，或只通過部分電流，從而導致電能表不計或少計電量。

1、CT短接：在用電過程中，將CT短接，使得計量回路電流經(jīng)短接線流出計量表無電流流過，達到表計不計量。

2、CT開路：在低壓用戶中，將電流回路引線拆除，也就是將CT開路，計量回路中無電流，也同樣使得表計不計量。

3、分流：主要就在CT二次并聯(lián)一個分流引線，部分電流從計量回路流過，另一部分電流通過接線流過流，使得計量回路少計量的目的。

（二）失（欠）壓竊電

竊電者采用改變電能表計量電壓回路的正常接線，或故意造成計量電壓回路開路或接觸不良或在電壓線圈回路中串聯(lián)電阻等，導致計量電壓回路故障，使電能表的電壓線圈失壓或額定電壓降低，從而導致電能表不計或少計電量。

1、失壓竊電：即計量回路的某相或全部相，電壓引線等拆除，使計量表只有電流無電壓。無法計量用電量；

2、欠壓竊電：正常用電計量時，計量表的表尾電壓應與實際系統(tǒng)電壓相等或計量回路電壓相等，其計算的有功電量等于實際用電量，如將引入表尾電壓引線等虛接后，其真正引入表計的電壓值低于實際值時，表計的計量值側(cè)低于實際值，達到少計量的目的。

（三）移相竊電

根據(jù)電能表的計量原理竊電。采用不正常接線，接入與電能表線圈不對應的電壓、電流，或在線路中接人電感或電容，改變電能表線圈中電流、電壓間的正常相位關(guān)系，致使電能表少計甚至不計電量。

1、在三相二元件電能表中，A相元件的測量功率為：Pa=UabIacos（30°+Φ）。若在A相與地之間接入電感性（空載電焊機之類）負載，負載電流Ifa與電感電流IL疊加后總電流Ia，此時電能表將出現(xiàn)反轉(zhuǎn)或變慢；（1）當負載電流較小時，與Uab的相角差大于90°，電能表反轉(zhuǎn)；（2）當負載電流較大時，負載電流Ifa與電感電流IL疊加后使總電流Ia與Uab的相角差小于90°，電表轉(zhuǎn)速變慢；（3）而當負載電流為零時，Ia即（IL）與Uab的相角差等于120°電能表反轉(zhuǎn)。

2、在三相二元件電能表中，C相元件的測量功率為Pc=UcbICcos（30°-Φ）。如果在C相與地之間接入電容，則電流Ic超前電壓Ucb。與A相接入電感負載的原理類似，電能表有可能出現(xiàn)轉(zhuǎn)速變慢、反轉(zhuǎn)、甚至停轉(zhuǎn)。

3、因三相二元件電能表只有A相元件和C相元件，B相負載電流沒有經(jīng)過電能表的測量元件，若在B相與地之間接入單相負載，此時電能表對單相負載就完全失去了計量。

如果采用3只單相電能表（三相四線制電能表）配上TA對三相三線用戶計量，則電能表的測量功率為：P總=Pa十Pb十Pc=UaIacosΦa十UbIbcosΦb十UcIccosΦc。因為三相均有測量元件，所以從任何一相接人單相負載都能正確計量，3個元件的測量功率分別是各自的相電壓、相電流與兩者夾角余弦的乘積，從任何一相接人電感或電容都不可能使相電壓與相電流的相角差大于90°，因而可以有效地防止利用電感或電容移相竊電。

（四）利用電能表二次接線竊電

電能表二次接線一定要符合DL/T5202-2004《電能量計量系統(tǒng)設計技術(shù)規(guī)程》及DL/T448-2000《電能計量裝置技術(shù)管理規(guī)程》的相關(guān)要求。雖然將電能表的接線盒加有封鉛，但要使加封的電能表少計甚至不計電量也是很容易的事。

1、錯接相序：改變正常的相序接線方式，使得某一相或全部有功功率為負值，從而達到計量或少計量的目的。

2、錯接極性：改變電流互感器的進出線極性，即改變K1，K2的引線，使其電壓與電流角度反相180°產(chǎn)生反向功率。

使電能表反轉(zhuǎn)或正轉(zhuǎn)，取決于相應電流和電壓相位的相位。所以，在電能表安裝完成后，一定要核查二次接線是否連接正確，并施加鉛封對人為錯接線造成錯誤計量進行防范。

二、電能表竊電案件分析

案例描述：一個體商業(yè)用戶，計費表計為2005年出廠的三相三線電子式多功能電能表。用戶將計量芯片正常工作用的10MHz晶振改動為8MHz晶振。晶振頻率的改變，直接導致了表計原計量參數(shù)基準值的偏移，使得該表計電能基本誤差呈負誤差（-20%左右），即竊電達20%左右。

采用多功能電能表原理，綜合分析案例中三相三線電子式多功能電能表均采ADE7758計量芯片，下面以ADE7758計量芯片為例進行分析。

本案列對電流電壓有效值分析電壓和電流有效值的計算，是對交流電壓、電流1個周期內(nèi)的瞬時功率進行采樣，將采樣的值進行平方和取平均值再開根號。

當晶振頻率發(fā)生變化時，對采樣點數(shù)n產(chǎn)生影響，而采樣點數(shù)n的變化可以通過平方和取平均值來抵消，所以晶振頻率的變化對有效值是沒有影響的。

對電量的影響ADE7758的電能計量，是將各個采樣點的電壓和電流采樣值通過低通濾波器進行濾波，濾波后進行相乘再對時間積分。

假設能量的積分時間是0.5s，晶振頻率為10MHz 時，采樣點數(shù)n假設為1.6k個點，當晶振頻率變成8MHz時，采樣點數(shù)就會減少20%，變成1.28k，那么在0.5s內(nèi)能量累加的采樣點數(shù)就減少了20%，累加的能量也就減少了20%。

對功率的影響ADE7758沒有提供功率的直接輸出，根據(jù)計量原理，功率是個瞬時值，一般的計量芯片和相關(guān)產(chǎn)品的設計中，功率都是在1個周期內(nèi)取各個采樣點功率的平均值。

在1個周期內(nèi)的采樣點數(shù)越多，準確度越高。微處理器從ADE7758 獲取電能量的相關(guān)數(shù)據(jù)，然后由表計的微處理器對時間積分而獲得電能量，晶體振蕩頻率的改變會影響時鐘的基準，因此，獲取的電能量會因時鐘誤差而產(chǎn)生誤差。

結(jié)論：當ADE7758的時鐘頻率從10MHz 變?yōu)?MHz 時，電能量和功率的誤差將會向負偏移20%，從而導致表計計量的電能量產(chǎn)生-20%的誤差。

三、防范措施

（1）對運行用戶電能計量裝置安裝位置現(xiàn)狀進行調(diào)查摸排，對封閉或隱蔽的用戶加強巡查并提出整改意見；業(yè)擴報裝用戶在設計審查時規(guī)范計量裝置的安裝位置，具備條件的必須加裝專用計量柜。

（2）加強運行表計的封印管理是防范竊電、減少損失有效手段之一，每次變更封印時檢查原封印是否完好，如果發(fā)生異常，或是封印號與上次所加不一致，要找到原因，對新施加封印進行登記并要求用戶簽字確認。

（3）加快反竊電技術(shù)的運用，連續(xù)出現(xiàn)某種型號的表計內(nèi)部結(jié)構(gòu)被修改后，及時與生產(chǎn)廠家聯(lián)系和溝通，對于修改表計內(nèi)部結(jié)構(gòu)必須打開表蓋的這一關(guān)鍵點，襄樊供電公司與廠家聯(lián)合研制了單向螺絲，這種螺絲加在表計上后，只能旋緊，不能旋出，若要打開表計，必然會破壞表計的外殼，能有效扼制竊電現(xiàn)象的發(fā)生。

四、思考與建議

建議將電子式電能表上蓋與底座一體化組合，做成整體封閉結(jié)構(gòu)，上蓋被撬或與底座分離后不能被還原，達到防竊電目的。對多功能電能表，在程序上增加電能表上蓋開啟記錄功能，通過用電現(xiàn)場管理終端的定時抄錄功能，予以實時監(jiān)控。充分利用用電現(xiàn)場管理終端的電流回路，使其與計費表計電流回路部分進行串接，進行實時監(jiān)控。