智能電能表中竊電與防竊電技術(shù)研究

李琰

（國網(wǎng)青海省電力公司電力科學(xué)研究院，青海 西寧 810000）

一、電能表的概述

電能表是電能測量最基礎(chǔ)的計(jì)量元件，有感應(yīng)式電能表、電子式電能表和智能型電能表。智能電能表是智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)，其技術(shù)已經(jīng)相對成熟。主要由電子元器件組成，其工作原理是利用電流采樣元件和電壓采樣元件對輸入智能電能表的電流和電壓進(jìn)行采樣，再對采樣電壓和采樣電流進(jìn)行處理，并轉(zhuǎn)換成與電能成正比的脈沖輸出，最后通過中央處理器把脈沖信號轉(zhuǎn)換為用電量并輸出。

二、智能電能表防竊電技術(shù)研究

（一）欠壓法

欠壓法是智能電表所使用的主要防竊電方法之一，該方法有兩種情況：第一種是在竊電時(shí)使用欠壓法。只需對電能表進(jìn)行一下改造即可，改造為當(dāng)智能電表的電壓產(chǎn)生回路時(shí)導(dǎo)致智能電表的整個電壓發(fā)生故障，一旦這種情況發(fā)生，不管是線圈失壓抑或是線圈降低均能導(dǎo)致電能表故障的發(fā)生，從而使智能電表的正常運(yùn)轉(zhuǎn)情況終止。第二種為防竊電方法。如果處于欠壓情況下的電壓仍然還有電流通過的情況發(fā)生，那么一定有竊電行為發(fā)生，如果檢測所得到的數(shù)據(jù)位于兩個電壓之間，即為典型欠壓竊電。

（二）欠流法

此類方式的竊電行為一般表現(xiàn)為，將電能表中的電流線圈端口通過短接的方式進(jìn)行竊電；通過虛假接入的方式亦或是在竊電過程中，將電能表的電流線圈在接線位置將其破壞；破壞TA 端口，導(dǎo)致電網(wǎng)中的電流回路發(fā)生線路短路。相應(yīng)的預(yù)防竊電行為在實(shí)際操作中，也應(yīng)當(dāng)對此類方法加以針對性的防范，設(shè)置檢測電網(wǎng)中線圈的短路、開路的專用線路，實(shí)時(shí)的觀測電網(wǎng)線圈的實(shí)際工作狀況，在發(fā)生異常情況之時(shí)能第一時(shí)間判斷出是否為竊電行為，同時(shí)將異常情況記載下來。

（三）移相法

第一種為竊電相移法。相移法的實(shí)現(xiàn)主要通過對智能表中的電壓以及電流進(jìn)行改變而實(shí)現(xiàn)，智能表中電流或者電壓的改變，能夠使正常運(yùn)轉(zhuǎn)的電流出現(xiàn)一定錯位，從而促使電能表出現(xiàn)反向轉(zhuǎn)動的情況。第二種為防止電壓竊電法。這種方法所使用的原理是在電壓回路時(shí)，由于接線錯誤從而引起電壓相關(guān)順序穩(wěn)定性出現(xiàn)紊亂，從而引起電壓角度的改變，在兩個條件同時(shí)滿足的情況之下，不算作竊電行為，否則即為一定竊電行為的發(fā)生。第三種是防止電流移動的方法。因?yàn)殡娏鞅舜酥g均有著一定的固定聯(lián)系，如果采取措施防止電流移動情況發(fā)生，即會引起相關(guān)數(shù)據(jù)誤差的發(fā)生，在這種情況之下，電流將難以正常地繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)下去，從而使得竊電行為發(fā)生，而且有檔案記錄。

三、智能電能表防竊電技術(shù)的研究

（一）智能電能表防竊電技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值

智能電能表不僅給予供電企業(yè)一定的信息透明度，也授予了用電用戶信息知情權(quán)。在傳統(tǒng)供電中，不但供電服務(wù)落后，而且用戶對于用電量、電器耗電程度一知半解，只能通過供電部門工作人員了解用電概況，使用電方和供電方的聯(lián)系太過緊密，并存在一定的依賴性，對整個供電工作影響很深。推出智能電能表，既符合現(xiàn)代化信息建設(shè)的現(xiàn)狀，又證實(shí)了供電企業(yè)先進(jìn)的信息化水平。采用智能電能表管理日常供電，不僅建立了用電信息采集系統(tǒng)，而且改善了電力和電網(wǎng)的發(fā)展水平。

（二）加強(qiáng)日常的管理工作

通過加強(qiáng)相關(guān)工作人的防竊電檢查，借助科學(xué)的數(shù)據(jù)分析，針對相關(guān)用電區(qū)域的月度線損率波動率等指標(biāo)參數(shù)情況，重點(diǎn)盤查，重點(diǎn)分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)智能電能表問題，及時(shí)進(jìn)行相關(guān)維護(hù)工作。既可以有效的杜絕竊電行為的發(fā)生，又能及時(shí)維護(hù)智能電能表，降低因竊電行為造成的經(jīng)濟(jì)損失。

（三）磁場檢測

高科技竊電中也會利用磁場干擾電能表，使得電能表表盤發(fā)潛動，使電能表無法正確運(yùn)行。所以針對磁場干擾這種竊電方式，在智能電表中增加了防竊電硬件元件，為了檢測智能電表周圍是否存在恒定磁場和交變磁場的干擾，我們加入了磁場檢測單元，包括交變磁場檢測和恒定磁場檢測電路。交變磁場檢測電路又包括交變磁場檢測線圈、放大電路、比較電路。交變磁場檢測線圈將磁場量化為電量，再經(jīng)過放大電路將信號放大，而后經(jīng)由比較電路，與正常情況下的常量相比較，得出的差量則進(jìn)入微控制器實(shí)現(xiàn)控制；恒定磁場檢測電路包括霍爾元件、放大電路、比較電路。其與交變磁場檢測電路的不同在于檢測元件的不同，霍爾元件可以檢測出周圍的恒定磁場，但是無法檢測交變磁場。同樣恒定磁場檢測電路的輸出變量將進(jìn)入微控制器實(shí)現(xiàn)后續(xù)的控制。磁檢測信號輸入到電能表中，會有一個時(shí)間延遲，再次確定是否有報(bào)警，以免因?yàn)槠渌蓴_而引起誤報(bào)警，如果形成報(bào)警信號則形成事件記錄，保存發(fā)生時(shí)間及電量等信息。

（四）軟件防竊電

其主要功能通過科學(xué)的信息化處理工具，對發(fā)生的竊電行為進(jìn)行系統(tǒng)自查，在及時(shí)發(fā)現(xiàn)竊電行為的同時(shí)，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)作為取證依據(jù)。針對磁檢測信號，通過強(qiáng)大的軟件處理，需要實(shí)現(xiàn)能夠定時(shí)查詢強(qiáng)磁報(bào)警裝置輸入的信號。如果出現(xiàn)報(bào)警的現(xiàn)象，智能電能表要對報(bào)警行為及時(shí)記錄，并保存相關(guān)的時(shí)間、電量等關(guān)鍵信息。

（五）無線檢測單元

無線檢測單元由放大器、比較器、選頻電路以及檢波電路組成。其中無線信號經(jīng)由放大器進(jìn)行放大，隨后由選頻電路進(jìn)行選頻，再由檢波電路進(jìn)行檢波和解調(diào)，最后利用比較器得到高低電平，并采用未處理器進(jìn)行處理，最終完成電能表的運(yùn)行監(jiān)測。

四、結(jié)語

目前，我國絕大多數(shù)城市都應(yīng)用了智能電能表。人們對智能電能表的用電意識越來越薄弱，但是竊電技術(shù)卻是越來越高明，因此在提高防竊電技術(shù)的同時(shí)，更要加強(qiáng)智能電能表的用電管理。