電力計(jì)量系統(tǒng)防分流竊電技術(shù)的思考

國網(wǎng)安徽省電力有限公司亳州供電公司 王光耀 孟慶泉

在電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中，由于竊電行為的存在，讓電力企業(yè)和國家承受著巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，各個國家和企業(yè)均需要對防分流竊電技術(shù)進(jìn)行深入探究。例如，在最初的運(yùn)營階段之中，部分企業(yè)在電力計(jì)量裝置中加入了蠟封或漆封等保護(hù)方式，對竊電行為進(jìn)行預(yù)防。但這種操作很容易受到周邊環(huán)境的影響，導(dǎo)致其脫落。隨著科學(xué)技術(shù)的日益進(jìn)步，電力企業(yè)需要重新構(gòu)建電力計(jì)量防分流竊電體系。

1.竊電的危害及防竊電技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著人們生活水平的不斷提升，以及用電量的增加，分流竊電行為也越來越多，為電力部門帶來了巨大經(jīng)濟(jì)損失，因此本文首先總結(jié)了竊電的危害及防竊電技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀。

1.1 竊電產(chǎn)生的原因及危害

電能是現(xiàn)階段人類發(fā)展的重要能源之一，屬于必不可少的一部分。無論是在發(fā)達(dá)國家，還是在發(fā)展中國家，均會對電能產(chǎn)生較強(qiáng)的依賴性。當(dāng)前，很多企業(yè)的發(fā)展過程中需要消耗大量的電能，表現(xiàn)最為直觀的便是電費(fèi)信息。很多經(jīng)營者為了降低電費(fèi)數(shù)額，使用非法的竊電行為，為電力行業(yè)的發(fā)展帶來了極大影響。

1.2 常見的竊電方法

截止到目前，常見的竊電方式主要包括以下三種：第一，短路計(jì)量裝置竊電。很多用戶利用導(dǎo)線將電流線圈短接，從而達(dá)到電流分流及竊電目的，這也是目前使用最多的竊電方式之一。第二，將電壓線圈中的分壓阻斷，或者利用電壓聯(lián)片斷開形式實(shí)現(xiàn)竊電，該種形式不單可以減少電量計(jì)量，還能降低電費(fèi)數(shù)量。第三，零火線調(diào)節(jié)竊電。該種方式涉及到的技術(shù)含量較高，其中的操作流程也顯得十分復(fù)雜，為用戶帶來極大的安全隱患。

1.3 當(dāng)前防竊電方法中出現(xiàn)的問題

首先是可靠性較低，在目前，大多數(shù)防竊電方法之中加入了多余的部件和信號，很可能對電能表正常工作產(chǎn)生影響，甚至還能出現(xiàn)失準(zhǔn)計(jì)量情況，降低其可靠性。其次，具體的竊電量無法得到準(zhǔn)確記錄。當(dāng)前，防竊電裝置無法對具體的竊電量和竊電時間進(jìn)行記錄，這也為后續(xù)工作的開展帶來了極大困難。再次，自身保護(hù)功能不全面。目前涉及到的防竊電技術(shù)往往只具備單一的檢測功能，并不能對相關(guān)竊電行為進(jìn)行深入性防護(hù)。最后，防竊電技術(shù)的成本投入較大。在防竊電裝置設(shè)計(jì)過程中，涉及到很多集成電路，尤其是在計(jì)量方案的實(shí)施上表現(xiàn)的更為明顯，進(jìn)而增加了整個防竊電工作的投入，為該裝置的全面推廣制造了極大麻煩。

2.電力計(jì)量系統(tǒng)防分流竊電技術(shù)思考

在防分流竊電技術(shù)使用過程中，主要涉及到的設(shè)備包括數(shù)據(jù)收集器、單片機(jī)和外圍設(shè)備三種。工作時主要是對電路之中的電壓電流比進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，避免竊電行為的出現(xiàn)。目前，最為常用的系統(tǒng)為ATmega16系統(tǒng)，該系統(tǒng)的自身功能十分全面，可以將整個監(jiān)控工作的難度大大降低。除了上述硬件設(shè)備之外，該系統(tǒng)還配備了一些軟件編程系統(tǒng)，最終做到對整個流程管理和監(jiān)督，確保分流竊電技術(shù)的穩(wěn)定運(yùn)行。

2.1 數(shù)據(jù)收集處理技術(shù)

電力計(jì)量系統(tǒng)之中的主要工作是對電路之中的用電數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)的測量和記錄，其中，數(shù)據(jù)收集器作為電力計(jì)量系統(tǒng)中的重點(diǎn)部分，是該項(xiàng)技術(shù)主要的應(yīng)用對象。數(shù)據(jù)收集器安裝了多功能的數(shù)據(jù)收集器，在實(shí)際數(shù)據(jù)采集過程中，能夠根據(jù)數(shù)據(jù)類型的不同，對科學(xué)的收集功能進(jìn)行全面選擇。當(dāng)數(shù)據(jù)收集完成之后，收集器可以與單片機(jī)形成連接，并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到單片機(jī)之中，最終實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的進(jìn)一步收集和處理。另外，在數(shù)據(jù)收集過程中有很多注意事項(xiàng)，由于電路的不同，所使用的收集方式也不同。例如，在數(shù)據(jù)收集過程中，主要涉及到三種功能，即ADC，A線路與C線路的數(shù)據(jù)收集方式存在明顯差異性，只有這樣，才能確保后續(xù)數(shù)據(jù)收集結(jié)果的準(zhǔn)確性。從這里也可以看出，在線路系統(tǒng)收集過程中，需要對各個線路進(jìn)行進(jìn)行分別收集，決不能應(yīng)用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集模式，更不能將所有數(shù)據(jù)疊加在一起，從而為后續(xù)工作的開展提供支持。

2.2 單片機(jī)處理技術(shù)

單片機(jī)主要指電力計(jì)量系統(tǒng)之中的組成芯片，屬于是核心信息處理系統(tǒng)。另外，單片機(jī)不僅在電力計(jì)量系統(tǒng)之中得到了應(yīng)用，在自動化等領(lǐng)域之中也發(fā)揮出了自己的作用。在電力計(jì)量過程中，涉及到的存儲器規(guī)格為16K，而在實(shí)際應(yīng)用之中，可以利用其中的芯片來存儲軟件程序。除此之外，單片機(jī)之中還設(shè)置了一些IPS外界連接口，在連接口的作用下，單片機(jī)可以和處理芯片連接到一起，將計(jì)算機(jī)上的管理程序轉(zhuǎn)移到單片機(jī)之中，同時將數(shù)據(jù)傳回到計(jì)算機(jī)，達(dá)到統(tǒng)一管理的目的。除了上述功能之外，單片機(jī)還具備信息監(jiān)控功能和信息管理功能，在這些功能相互作用之下，單片機(jī)能夠確保電力計(jì)量分流竊電技術(shù)的全面實(shí)施，這也是整個防分流竊電技術(shù)的主要組成設(shè)備。

2.3 外圍設(shè)備處理技術(shù)

在防分流竊電技術(shù)應(yīng)用過程中，除了上述兩種設(shè)備的應(yīng)用之外，還需要將外圍設(shè)備的作用發(fā)揮出來，該種外圍設(shè)備的常見類型有顯示器、時鐘芯片等等。通過外圍設(shè)備的應(yīng)用，可以讓整個防分流竊電技術(shù)的有效性充分發(fā)揮出來，例如，在顯示器應(yīng)用過程中，能夠?qū)⑿畔⒌淖罱K傳遞結(jié)果直觀的展示出來，或者在問題出現(xiàn)之后，將問題發(fā)生位置和具體表現(xiàn)通過顯示器展示出來。除此之外，在電力計(jì)量防分流竊電技術(shù)之中應(yīng)用顯示器，可以大大降低檢修人員的檢修時間。由于時鐘芯片的應(yīng)用，設(shè)備整體的運(yùn)行時間將會與外界時間相一致，一旦二者時間出現(xiàn)偏差，很容易引起設(shè)備切換故障，始終芯片剛好能對該項(xiàng)故障進(jìn)行控制。從這里也可以看出，外圍設(shè)備在電力計(jì)量防分流竊電技術(shù)中的應(yīng)用具有很高價(jià)值。

2.4 電力計(jì)量防分流竊電技術(shù)的工作流程

整體來看，電力計(jì)量防分流竊電技術(shù)工作主要包括以下幾方面：第一，核心處理器的初始化以及各個設(shè)備之間運(yùn)行保持同步。為了提升技術(shù)的使用效果，在整個系統(tǒng)開始運(yùn)行之前，人們需要對處理器進(jìn)行全面檢查和完善，刪除其中涉及到的無效信息，提升運(yùn)行過程的穩(wěn)定性。除了這些之外，還要對設(shè)備內(nèi)部的運(yùn)行時間進(jìn)行調(diào)整，與現(xiàn)實(shí)保持同步。第二，系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的檢測。工作人員可以將系統(tǒng)之中的設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以檢測狀態(tài)為主，分析和整理其中涉及到的數(shù)據(jù)信息，一旦發(fā)現(xiàn)與要求不相符的問題，應(yīng)該在第一時間內(nèi)通過顯示器表達(dá)出來，讓管理人員盡早了解。第三，對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面性處理。由于單片機(jī)是主要的數(shù)據(jù)處理設(shè)備，人們可以利用數(shù)據(jù)收集器將信息傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)之中，隨后對數(shù)據(jù)進(jìn)行全面處理。

3.基于4G技術(shù)的防分流竊電系統(tǒng)

3.1 4G技術(shù)

4G技術(shù)指的是第四代移動通信技術(shù)，作為當(dāng)前最為先進(jìn)的移動電話標(biāo)準(zhǔn)，4G技術(shù)可較好服務(wù)于電力計(jì)量系統(tǒng)的防分流竊電需要。4G技術(shù)具備快速傳輸音頻、圖像、數(shù)據(jù)、視頻的能力，且?guī)缀跄軌驖M足所有用戶的無線服務(wù)需求，這就使得電力計(jì)量系統(tǒng)的防分流竊電目的同樣能夠基于4G技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)。

3.2 系統(tǒng)構(gòu)成

基于4G技術(shù)的防分流竊電系統(tǒng)需要進(jìn)行原有電力計(jì)量系統(tǒng)的改進(jìn)，這一改進(jìn)是為了實(shí)現(xiàn)短接電能表電流線圈分流竊電行為的準(zhǔn)確、及時檢測，而結(jié)合應(yīng)用4G通信網(wǎng)絡(luò)建立的信息傳輸平臺，整個系統(tǒng)便能夠分為監(jiān)測中心與監(jiān)測終端兩部分，將檢測獲得的信息通過4G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，便能夠第一時間獲取分流竊電行為的相關(guān)信息，電力計(jì)量系統(tǒng)防分流竊電需求也能夠由此得到滿足。

3.3 實(shí)現(xiàn)路徑

對于基于4G技術(shù)的防分流竊電系統(tǒng)來說，數(shù)據(jù)采集屬于該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵之一，這里的數(shù)據(jù)采集包括電流數(shù)據(jù)與電壓數(shù)據(jù)的采集，而為了真正實(shí)現(xiàn)兩種數(shù)據(jù)的有效采集，系統(tǒng)即可利用電子式電能表具備的用電信息存儲、雙向多種費(fèi)率計(jì)量、用戶端控制、防竊電等多種智能化功能，同時也需要使用單片機(jī)內(nèi)部集成的轉(zhuǎn)換器進(jìn)行電流數(shù)據(jù)與電壓數(shù)據(jù)的采集，采集得到的數(shù)據(jù)還需要由單片機(jī)進(jìn)行處理；監(jiān)測中心同樣屬于基于4G技術(shù)的防分流竊電系統(tǒng)關(guān)鍵，該中心需由接口電路、PC機(jī)、通信模塊構(gòu)成的無線通信系統(tǒng)組成，在監(jiān)測終端通過4G無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送報(bào)警信號后，監(jiān)測中心便能夠第一時間獲取信號并明確異常現(xiàn)象出現(xiàn)位置，同時發(fā)出有聲報(bào)警，即可保證電力工作人員能夠第一時間采取有效措施遏制分流竊電行為。

基于4G技術(shù)的防分流竊電系統(tǒng)離不開軟件系統(tǒng)的支持，如監(jiān)測終端的程序流程可概括為：“開始→單片機(jī)初始化→確定正常比值→中斷→電壓電流采集→比較→大于→計(jì)量實(shí)際電量→發(fā)送報(bào)警信息→成功發(fā)送”，而監(jiān)控中心的程序流程則為：“開始→中斷→讀SIM卡→識別智能終端→有聲報(bào)警→刪除短信息”，由此即可更深入了解基于4G技術(shù)的防分流竊電系統(tǒng)軟件構(gòu)成。

3.4 試驗(yàn)驗(yàn)證

為證明基于4G技術(shù)的防分流竊電系統(tǒng)能否較好滿足電力計(jì)量系統(tǒng)防分流竊電需求，筆者開展了不同負(fù)荷下電流線圈被短接試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表1所示，結(jié)合該表不難發(fā)現(xiàn)，基于4G技術(shù)的防分流竊電系統(tǒng)所測數(shù)據(jù)可正確反映高壓電力計(jì)量系統(tǒng)電能表電流線圈被短接運(yùn)行情況，該系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值可見一斑。

表1 試驗(yàn)結(jié)果展示

4.總結(jié)

綜上所述，隨著人們對用電安全關(guān)注度的提升，促使防竊電工作成了相關(guān)部門的重點(diǎn)工作內(nèi)容之一。為了提升該項(xiàng)工作的有效性，降低電力企業(yè)的損失，防分流竊電技術(shù)的應(yīng)用顯得極為重要。因此，相關(guān)管理人員需要做好電力計(jì)量系統(tǒng)防分流竊電技術(shù)研究和應(yīng)用工作，避免竊電行為的出現(xiàn)，為企業(yè)良性發(fā)展做出貢獻(xiàn)。