智能電能表中竊電與防竊電技術(shù)研究

范立會 黃孟欣

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，智能電能表的應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)展，現(xiàn)在很多城市已經(jīng)安裝智能電能表，增加了電力的安全運(yùn)輸，但是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，單單靠智能電能表的防竊功能是不夠的，還需要硬件防竊電技術(shù)、軟件防竊電技術(shù)、常見竊電手段的防竊電技術(shù)和加強(qiáng)日常管理等多種技術(shù)來提高防竊電行為。

關(guān)鍵詞：智能電能表;竊電;防竊電技術(shù)

1智能電能表的工作原理

智能電能表的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，其工作原理是：通過電壓電流采樣電路，把采樣到的負(fù)載電壓、電流信號分壓、分流后輸入專用電能計量芯片，再由芯片內(nèi)部的乘法器將電壓、電流相乘得到相對應(yīng)的功率，并通過A/D轉(zhuǎn)換器將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量輸入微處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，最后存儲器存儲電量值并在液晶顯示器上顯示，同時電能計量芯片輸出的功率信號由功率/頻率變換器轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的電能脈沖輸出，以供電能表檢驗(yàn)用。

2 常見的竊電技術(shù)

近幾年科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展，竊電行為逐漸增多，主要是從計量裝置開始的。根據(jù)電能原理，電能表的計量電量主要是由電壓、電流、功率和時間決定的。如果對其中一項進(jìn)行改變，就能完成竊電行為。常見的竊電種類有，移相竊電、欠流竊電、欠壓竊電和擴(kuò)差竊電等形式。其中常見的竊電手法有以下幾種：第一，違法人員直接從低壓配電線路進(jìn)行連電竊取，該方法最大的特征是不改變電能計量裝置，竊電沒有準(zhǔn)確的規(guī)律，竊電后不易察覺。這種竊電手法經(jīng)常出現(xiàn)在農(nóng)村等偏遠(yuǎn)地區(qū)，嚴(yán)重影響電路的安全性和穩(wěn)定性。第二，電能表后繞越計量裝置進(jìn)行竊電。這種接電手段有較強(qiáng)迷惑性，執(zhí)法人員很難檢查出來。檢查人員只能將電源閉合，打開刀閘后測量刀閘下端的接線是否有電，如果有電，即可檢查出竊電行為。第三，不良用戶將零線斷開，進(jìn)行外接線路，使零線上的電流流入到電能表的電流線圈中，在家中安裝開關(guān)就可進(jìn)行電流的竊取。檢查人員進(jìn)行安全用電檢查的時候，只需要違法人員將零線閉合，電能表就能正常工作。以上幾種方法是違法人員常用的竊電手段，浪費(fèi)資源，對國家造成經(jīng)濟(jì)損失。

3智能防竊電核心技術(shù)

3.1技術(shù)構(gòu)成

智能防竊電技術(shù)的應(yīng)用依托于智能防竊電系統(tǒng)，該系統(tǒng)由高壓無線采集器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、專變采集終端、多功能電表及采集主站5部分組成。智能防竊電技術(shù)以用電信息采集系統(tǒng)為平臺，業(yè)務(wù)模型為核心，經(jīng)驗(yàn)閾值為參考[4]，通過從專變采集終端、多功能電能表、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器及高壓無線采集器獲取客戶專用變壓器一次側(cè)和二次側(cè)用電信息，結(jié)合智能分析技術(shù)，為判斷現(xiàn)場各類計量異常、設(shè)備異常、用電異?，F(xiàn)象提供完備的技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)對專變用戶計量的實(shí)時化和集約化監(jiān)控。

（1）數(shù)據(jù)采集。采用高壓無源供電技術(shù)，利用高壓無線采集器，采集處理、存儲一次側(cè)的三相電流數(shù)據(jù)，并通過無線信道傳輸給數(shù)據(jù)接收器。（2）數(shù)據(jù)接收。采用無線數(shù)據(jù)接收技術(shù)，通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器接收變壓器一次側(cè)用電數(shù)據(jù)并上傳至現(xiàn)場采集終端，終端接口為RS485，通信規(guī)約為DL/T645。（3）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。利用采集終端抄讀數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器中一次側(cè)數(shù)據(jù)及多功能電表的二次側(cè)數(shù)據(jù)，應(yīng)用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換技術(shù)轉(zhuǎn)換存儲后，上傳至采集主站。（4）數(shù)據(jù)分析。創(chuàng)新防竊電智能分析技術(shù)，將一次側(cè)電壓與采集電流繪制成一次側(cè)視在功率曲線，二次側(cè)視在功率通過倍率計算繪制曲線圖像，實(shí)時動態(tài)展示用戶實(shí)際用電狀況。

3.2技術(shù)應(yīng)用

3.2.1數(shù)采技術(shù)

傳統(tǒng)的防竊電數(shù)采技術(shù)是利用數(shù)據(jù)終端采集高供高計與高供低計的高、低壓計量表計電量，電流或電壓等對比數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)防竊電監(jiān)測[8]。這種數(shù)采技術(shù)都是通過采集表計信息來提供防竊電監(jiān)測依據(jù)的，但對于采用高科技手段更改表內(nèi)計量回路、電能表參數(shù)、越表用電以及在接線盒、高壓計量箱和電流互感器內(nèi)安裝遙控竊電設(shè)備等竊電手段，傳統(tǒng)的防竊電數(shù)采技術(shù)無法實(shí)時、高效、準(zhǔn)確地防范。智能防竊電數(shù)采技術(shù)通過安裝在高壓電力線（6～35 kV）上的高壓無線采集器，直接采集變壓器一次側(cè)進(jìn)線電流，采集器本身難以被破壞，能夠有效防止計量回路被短接分流，并且無線采集器整體串接或套接安裝在一次側(cè)電力線上，能夠有效防止繞越表計的竊電行為;另外高壓無線采集器的無源供電技術(shù)也為數(shù)據(jù)采集提供了安全平穩(wěn)的數(shù)采基礎(chǔ)。該技術(shù)首次在大慶油田應(yīng)用，解決了目前表前用電缺少有效監(jiān)測手段的難題，實(shí)現(xiàn)了對用戶用電情況實(shí)時、準(zhǔn)確、直觀的全方位監(jiān)測，為用電檢查、線損分析、打擊竊電、查漏追繳提供了高效的技術(shù)防范手段。

3.2.2數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換集成技術(shù)

數(shù)據(jù)采集傳輸過程由高壓無線采集器采集數(shù)據(jù)開始，通過無線方式（DTL645）傳輸給數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，采集終端通過雙485 信道獲取同一時間內(nèi)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器與二次側(cè)計量表計用電數(shù)據(jù)，本地存儲后通過專網(wǎng)上傳至采集主站。上述傳統(tǒng)方式專變采集終端采集一次側(cè)高壓數(shù)據(jù)是通過中間裝置——數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器來實(shí)現(xiàn)的，無論從設(shè)備選址、接線布線、維護(hù)安全等各方面，都極易產(chǎn)生風(fēng)險。綜合實(shí)際應(yīng)用需求與產(chǎn)品特性，營銷公司提出設(shè)備擴(kuò)展集成的思想（非II 型物理集成），通過研究傳輸協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)，將采集轉(zhuǎn)換技術(shù)應(yīng)用至采集終端運(yùn)行底板，并保留擴(kuò)展接口，方便其他新功能的擴(kuò)展使用。該技術(shù)首次在大慶油田和國內(nèi)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換設(shè)備與采集設(shè)備的實(shí)用化擴(kuò)展集成，III 型終端的應(yīng)用不僅省去安裝環(huán)節(jié)，而且具有開放式的擴(kuò)展特性，新技術(shù)、新設(shè)備的應(yīng)用在適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境方面效果極為顯著。

3.3數(shù)據(jù)分析技術(shù)

主要負(fù)責(zé)對油田110、35 kV 變電所及6 kV 電網(wǎng)高壓臺變電量的遠(yuǎn)程采集與用電監(jiān)測，異常數(shù)據(jù)主要靠監(jiān)測計量表計端電壓、電流、電量、計量箱門等信息進(jìn)行人工分析，判斷各種用電狀態(tài)是否存在異常。隨著近幾年竊電手段的高科技化，表前竊電、更改計量箱內(nèi)部裝置等竊電手段隱蔽性極強(qiáng)，僅靠對計量表計進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測往往很難及時發(fā)現(xiàn)準(zhǔn)確的竊電信息。智能防竊電數(shù)據(jù)分析技術(shù)的基礎(chǔ)是關(guān)鍵用電數(shù)據(jù)的采集。一次側(cè)電流值在采集終端中通過內(nèi)部計算轉(zhuǎn)換成一次側(cè)實(shí)際視在功率;同時終端通過RS485 通道采集、計算同一時間二次側(cè)的實(shí)際視在功率;采集主站接收終端上傳數(shù)據(jù)后，將一次側(cè)和二次側(cè)實(shí)時視在功率以可視化數(shù)據(jù)模型對比的形式動態(tài)展示，繪制出一、二次側(cè)視在功率對比曲線，如差值超過設(shè)定閾值，則判斷此用戶存在明顯竊電嫌疑。

4 智能電能表中防竊電技術(shù)的管理措施

4.1加強(qiáng)日常管理

檢查人員要加強(qiáng)防竊電技術(shù)的應(yīng)用，借助現(xiàn)代科技進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。針對用電區(qū)域每月線損率和波動率進(jìn)行參考，進(jìn)行盤查，對用電情況異常的用戶進(jìn)行詳細(xì)檢查，及時發(fā)現(xiàn)智能電能表的問題，及時采取措施阻止竊電行為。安裝防竊電功能的智能電能表，其有不能更改數(shù)據(jù)、不能倒裝的功能，并且一旦發(fā)生竊電現(xiàn)象，電能表會自動記下異常電流的詳細(xì)情況，并上報。維修人員及時對電能表進(jìn)行維護(hù)和維修，保證正常工作，減少竊電行為的發(fā)生，降低每年由于竊電造成的資源浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)損失。

4.2強(qiáng)化用電檢查工作

為更好地避免竊電行為的產(chǎn)生，電力企業(yè)需要進(jìn)一步提升用電檢查工作效率，具體可以從以下幾點(diǎn)展開：第一，要定期對公用變壓器線損情況進(jìn)行分析，同時制定相應(yīng)制度標(biāo)準(zhǔn)，這樣可以大大縮小用電檢查工作范圍，公用變壓器線損情況的分析，可以得到相應(yīng)數(shù)據(jù)信息，針對數(shù)據(jù)異常區(qū)域，可以進(jìn)一步加強(qiáng)監(jiān)督與檢查工作。第二，讓用電用戶積極參與到用電檢查工作中，可以根據(jù)用電用戶反映情況，提升用電檢查工作的準(zhǔn)確性，從而使工作效率與工作質(zhì)量得到提升，及時發(fā)現(xiàn)并制止用戶竊電行為，要逐漸加大用戶竊電行為檢查力度，從而使用戶竊電行為得到有效控制。

結(jié)束語

由于不法人員的竊電，對電力企業(yè)和國家造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。隨著科技的進(jìn)步，很多不法分子利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)大量進(jìn)行竊電，對此，電力企業(yè)要加大資金和技術(shù)的投入，通過提高防竊電技術(shù)，減少竊電行為，降低電力企業(yè)和國家的經(jīng)濟(jì)損失，促進(jìn)電力企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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