一種基于低壓臺(tái)區(qū)線損快速定位應(yīng)用技術(shù)

羅義釗 劉永強(qiáng) 柳玉鑾 蔡璋平 謝家富

（福建網(wǎng)能科技開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司 福建省福州市 350003）

福建網(wǎng)能科技開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司立足電力行業(yè)多年的成功經(jīng)驗(yàn)，憑借不斷創(chuàng)新的技術(shù)和優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，網(wǎng)能公司在以電力抄表為核心的采集終端、專變終端、用電信息采集系統(tǒng)運(yùn)維業(yè)務(wù)、臺(tái)區(qū)線損精益化治理業(yè)務(wù)和電力收費(fèi)為核心的電力自助交費(fèi)終端、電力POS 交費(fèi)終端和以領(lǐng)域處于行業(yè)領(lǐng)跑者的地位。公司擁有自主研發(fā)的寬帶載波采集器終端、集中器終端、專變終端、線損異常預(yù)判終端電力自助交費(fèi)終端、電力POS 交費(fèi)終端、充值卡售卡終端、自助業(yè)務(wù)辦理終端、發(fā)票補(bǔ)打終端、信息查詢終端等不同品種的智能終端及系統(tǒng)。同時(shí)開(kāi)發(fā)出一套基于寬帶載波通訊技術(shù)和臺(tái)區(qū)識(shí)別（電流脈沖法）技術(shù)的臺(tái)區(qū)線損精益化治理方案，該方案在國(guó)內(nèi)屬首創(chuàng)，公司以多年現(xiàn)場(chǎng)人工治理線損的經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，配合多種先進(jìn)通訊技術(shù)，可以完美的解決低壓臺(tái)區(qū)線損異常問(wèn)題，針對(duì)臺(tái)區(qū)檔案混亂、低壓臺(tái)區(qū)技術(shù)竊電猖獗、線損異常排查困難等方面具有非常好的治理效果。

1 基于低壓臺(tái)區(qū)線損快速定位應(yīng)用技術(shù)的介紹

低壓臺(tái)區(qū)智能感知系統(tǒng)是在不改動(dòng)當(dāng)前臺(tái)區(qū)線路、分支箱、計(jì)量箱以及電能表等電力設(shè)施的情況下，通過(guò)在每個(gè)分支箱、表箱增設(shè)分支終端和末端終端，與帶有擴(kuò)展功能的集中器（重點(diǎn)增加了臺(tái)區(qū)識(shí)別功能）相結(jié)合，除完成傳統(tǒng)的電力抄表功能外，還具有戶變關(guān)系識(shí)別、臺(tái)區(qū)拓?fù)渥詣?dòng)繪制、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電能表質(zhì)量等功能。通過(guò)對(duì)電能表、計(jì)量箱、分支線路的實(shí)時(shí)量測(cè)和計(jì)算，重點(diǎn)解決停復(fù)電事件上報(bào)、線路老化預(yù)警、電能表失準(zhǔn)報(bào)警、疑似竊電預(yù)警事件的智能感知，同時(shí)可全方位、系統(tǒng)化的解決低壓臺(tái)區(qū)線損的問(wèn)題，從防竊電、節(jié)能降耗、延長(zhǎng)電能表使用壽命、減少設(shè)備投資、減少運(yùn)維工作量五方面實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的大幅提升。

（1）可實(shí)現(xiàn)對(duì)在網(wǎng)電能表運(yùn)行質(zhì)量水平的實(shí)時(shí)監(jiān)督，創(chuàng)新應(yīng)用新的電能表狀態(tài)輪換策略，讓電能表不再6-8年一換，每年可節(jié)省幾千萬(wàn)元電能表采購(gòu)費(fèi)用；

（2）可實(shí)現(xiàn)存量臺(tái)區(qū)變壓器與電能表掛接關(guān)系自動(dòng)識(shí)別與核查校驗(yàn)；

（3）可實(shí)現(xiàn)臺(tái)區(qū)低壓線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的自動(dòng)繪制，并能在GIS平臺(tái)實(shí)現(xiàn)線路走徑的標(biāo)注，實(shí)時(shí)顯示各線路及節(jié)點(diǎn)電流、電壓等參數(shù)；

（4）可實(shí)現(xiàn)電能表、計(jì)量箱、低壓分支線路、變壓器等各級(jí)供電設(shè)備停復(fù)電事件主動(dòng)上報(bào)與定位；

（5）終端通過(guò)就地采集與計(jì)算，實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)量箱、各級(jí)分支線路、臺(tái)區(qū)的線損變化情況自動(dòng)分析與疑似竊電預(yù)警（竊電行為、電能表失準(zhǔn)、線路老化），實(shí)現(xiàn)臺(tái)區(qū)線損的精益化管理。同時(shí)，可增設(shè)自動(dòng)調(diào)相裝置進(jìn)行供電負(fù)載再均衡，在降損后實(shí)現(xiàn)節(jié)損；

（6）可實(shí)現(xiàn)臺(tái)區(qū)電能質(zhì)量的實(shí)時(shí)感知和預(yù)警，電壓越上下限事件上報(bào)、功率因數(shù)監(jiān)測(cè)、電壓電流諧波分析、頻率偏差過(guò)大等；

（7）準(zhǔn)確采集電能表、分支線路等供電設(shè)備的電壓、電流等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)抄表計(jì)量，同時(shí)支撐總部對(duì)配網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)自動(dòng)分析和展示的工作要求。

2 低壓臺(tái)區(qū)智能感知系統(tǒng)的功能模塊介紹

2.1 臺(tái)區(qū)線損異常快速定位

目前分級(jí)線損只能考核到臺(tái)區(qū)總表與所有分表之間的線損，一旦線損異常，很難快速定位，有時(shí)甚至是多種原因疊加造成的。

我司提出的解決方案，采集器內(nèi)置高精度的計(jì)量單元，可實(shí)現(xiàn)表箱進(jìn)線側(cè)與表箱內(nèi)戶表之間的線損計(jì)算，臺(tái)區(qū)內(nèi)每個(gè)分支的線損統(tǒng)計(jì)，通過(guò)多級(jí)分級(jí)線損（臺(tái)區(qū)總表與表箱進(jìn)線側(cè)的線路線損，表箱進(jìn)線側(cè)與戶表之間的線損，臺(tái)區(qū)總表與戶表之間的線損）統(tǒng)計(jì)，并采用跨日實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行線損計(jì)算，避免了因電能表時(shí)鐘異常導(dǎo)致日凍結(jié)不同步的影響，總表與分表時(shí)間誤差不超過(guò)5 分鐘。所以線損的真實(shí)性、準(zhǔn)確性大大提高，可以快速定位線損異常故障點(diǎn)，提高了故障排查效率，及時(shí)發(fā)現(xiàn)用戶竊電行為，具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

2.2 快速診斷停電跳閘故障

2.2.1 臺(tái)區(qū)停電檢測(cè)

集中器內(nèi)置400 毫安鋰電池作為備用電源，當(dāng)臺(tái)區(qū)發(fā)生停電時(shí)，集中器失壓后立即切換至備用電源，并生成臺(tái)區(qū)停電事件上報(bào)至主站。

2.2.2 分支箱及表箱停電

分支箱內(nèi)安裝計(jì)量終端，當(dāng)發(fā)生斷電事件后，分支箱開(kāi)關(guān)下口電流、電壓瞬間跌落，計(jì)量終端檢測(cè)到后生成數(shù)據(jù)并上報(bào)至集中器，由于本次試點(diǎn)臺(tái)區(qū)未配套分支箱，所以沒(méi)有進(jìn)行此項(xiàng)數(shù)據(jù)檢測(cè)；電表箱內(nèi)計(jì)量終端電壓、電流均取開(kāi)關(guān)上口，當(dāng)箱前開(kāi)關(guān)斷電后，電流順跌，計(jì)量終端檢測(cè)后通過(guò)紅外、485與其所管理的電表進(jìn)行通訊，通訊失敗可確定表前開(kāi)關(guān)停電，隨即產(chǎn)生事件并上報(bào)。

2.2.3 電表停電檢測(cè)

表箱內(nèi)戶表一般不超過(guò)16 只，采集終端通過(guò)RS485 線連接各電能表，當(dāng)表箱內(nèi)某一或多塊電表發(fā)生停上電事件后，采集終端485 接口阻抗數(shù)值發(fā)生波動(dòng)，此時(shí)采集器直接通過(guò)485 端口進(jìn)行對(duì)所管理的電能表進(jìn)行通訊，由此可驗(yàn)證通訊失敗、即斷電的電能表。

2.2.4 表后用戶側(cè)停電檢測(cè)

由于管理終端管理表箱內(nèi)戶表一般不超過(guò)16 只，管理終端自動(dòng)輪詢電能表實(shí)時(shí)的火線電流、零線電流、有功功率、功率因數(shù)4個(gè)參變量。分析以下幾種情況：

（1）戶表所有用電設(shè)備未開(kāi)啟，此時(shí)火線電流、零線電流、有功功率均為0，且功率因數(shù)0.99 以上或功率因數(shù)為0；

（2）戶表負(fù)載超過(guò)計(jì)量芯片的潛動(dòng)門限后，火線電流、零線電流、有功功率不會(huì)全為0，且功率因數(shù)一般都小于0.99；

分析以上兩個(gè)特點(diǎn)，若上面任意一個(gè)參數(shù)由不為0 跳變到0，且功率因數(shù)達(dá)到0.99 以上，結(jié)合當(dāng)前時(shí)間（例如用電高峰期），模擬人工判斷思維，并再次輪詢一遍來(lái)確定用戶側(cè)空開(kāi)是否跳閘。此軟件算法雖然沒(méi)有直接采集用戶空開(kāi)側(cè)電壓準(zhǔn)確度高，但可以免去布線麻煩，即使判斷失誤，也可及時(shí)提醒主站系統(tǒng)或通過(guò)集中器給臺(tái)區(qū)負(fù)責(zé)人發(fā)送短信，若該戶電表未走表，負(fù)責(zé)人根據(jù)發(fā)生時(shí)間，來(lái)判斷是否需要進(jìn)一步排查。

2.2.5 用戶竊電快速分析

由于原窄帶載波、微功率無(wú)線等通訊方式通訊效率較低，并不能滿足數(shù)據(jù)全量采集，所以對(duì)一些異常用電數(shù)據(jù)無(wú)法完成檢測(cè)分析；借助寬帶載波的高速穩(wěn)定通道，可完全滿足數(shù)據(jù)全量采集需求，可通過(guò)集中器直接對(duì)以下數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)：

（1）開(kāi)蓋事件分析：此方法適合于所有表內(nèi)竊電檢測(cè)，智能電表內(nèi)設(shè)開(kāi)蓋計(jì)數(shù)開(kāi)關(guān)，只要打開(kāi)電表前蓋就會(huì)自動(dòng)計(jì)數(shù)一次，集中器采用輪詢檢查的方式對(duì)這個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)進(jìn)行并發(fā)抄讀分析，確定異常之后再上報(bào)，避免了傳統(tǒng)采集方式誤報(bào)、上報(bào)處理不急時(shí)的現(xiàn)象。

（2）電流分析：對(duì)電能表的電壓、火線電流、零序電流功率因數(shù)進(jìn)行同時(shí)抄讀分析，為保證其準(zhǔn)確性和幾個(gè)數(shù)據(jù)抄讀時(shí)間間隔，集中器借助寬帶載波并發(fā)通道進(jìn)行三次數(shù)據(jù)并發(fā)抄讀，最基本的如零線電流＞火線電流一定百分比，則可直接確定為有欠流法竊現(xiàn)象；

可根據(jù)不同的環(huán)境制定輪詢計(jì)劃，集中器發(fā)現(xiàn)用電異常后，為了減少誤報(bào)的可能，對(duì)發(fā)現(xiàn)異常的電表進(jìn)行多次核實(shí)確認(rèn)，確認(rèn)后上報(bào)到主站。該檢測(cè)方法以集中器為中心，最大程度的節(jié)約了通道資源。與傳統(tǒng)的人工現(xiàn)場(chǎng)排查相比，大大提高了防竊電管理的檢測(cè)效率。

3 低壓臺(tái)區(qū)線損快速定位應(yīng)用技術(shù)的應(yīng)用效果

3.1 軟防加硬防，有效提高反竊電能力

智能計(jì)量管理終端內(nèi)置線損及反竊電計(jì)算模型，能夠有效判別虛表用電、無(wú)表用電、短接火零端子竊電等竊電行為，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)線損異常及高危竊電行為，還可以通過(guò)軟件升級(jí)對(duì)新興竊電行為進(jìn)行預(yù)判，硬件可外掛智能表箱鎖具和音視頻監(jiān)控設(shè)備，軟硬結(jié)合，有效提高反竊電能力。

3.2 臺(tái)區(qū)線損三級(jí)計(jì)算，有效助力節(jié)能降損

“電能表-計(jì)量箱-臺(tái)區(qū)”掛接關(guān)系更加準(zhǔn)確，從根本上解決了用戶電能表與臺(tái)區(qū)的所屬掛接關(guān)系。另一方面由于實(shí)現(xiàn)了線損三級(jí)級(jí)測(cè)算，臺(tái)區(qū)基礎(chǔ)管理工作更精細(xì)化，規(guī)范了低壓臺(tái)區(qū)線損基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，杜絕了人為私自調(diào)整臺(tái)區(qū)實(shí)現(xiàn)臺(tái)區(qū)線損合格的目的，智能計(jì)量管理終端實(shí)現(xiàn)竊電現(xiàn)象的精確排查和提前預(yù)防，有效防范 “跑冒滴漏”現(xiàn)象，有力促進(jìn)了臺(tái)區(qū)線損精細(xì)化管理工作。

3.3 全面監(jiān)管用戶側(cè)供電質(zhì)量，促進(jìn)電能品質(zhì)不斷提高

智能計(jì)量管理終端依托寬帶載波技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)所有用戶電壓、電流采集任務(wù)的下發(fā)，進(jìn)而做到對(duì)用戶側(cè)供電質(zhì)量的全面、實(shí)時(shí)采集監(jiān)控，為實(shí)施低壓精準(zhǔn)治理及提升用戶側(cè)供電質(zhì)量提供參考，有效提高了電網(wǎng)改造成效和客戶體驗(yàn)。

4 低壓臺(tái)區(qū)線損快速定位應(yīng)用技術(shù)的案例分析

4.1 發(fā)現(xiàn)臺(tái)區(qū)竊電情況

4.1.1 某試點(diǎn)臺(tái)區(qū)直接竊電案例

該臺(tái)區(qū)線損（總表-戶表）高達(dá) 16.37%，但實(shí)際線路損耗（總表-表箱）之間的線損是3.92%，可知，應(yīng)該是表箱與戶表之間的線損異常，查看201709150138 這個(gè)表箱，線損高達(dá)53.97%，一天損失電量9.73 度，說(shuō)明該表箱有竊電嫌疑，開(kāi)啟該表箱的竊電報(bào)警功能后，立馬上報(bào)了該表箱竊電事件，隨后與臺(tái)區(qū)管理員現(xiàn)場(chǎng)勘察，發(fā)現(xiàn)該表箱有繞越計(jì)量裝置竊電現(xiàn)象。

4.1.2 在某試點(diǎn)臺(tái)區(qū)改表竊電案例

該臺(tái)區(qū)安裝完成后，啟動(dòng)竊電分析功能，發(fā)現(xiàn)有一塊電表運(yùn)行異常，零序電流＞火線電流并有開(kāi)蓋事件，隨后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)核實(shí)，核實(shí)結(jié)果與系統(tǒng)中相符，實(shí)際用電量＞電表計(jì)量用電量，電能表被做欠流改造。

4.1.3 某臺(tái)區(qū)表記計(jì)量不準(zhǔn)確案例

臺(tái)區(qū)設(shè)備安裝后，查看該臺(tái)區(qū)分級(jí)線損，（總表-戶表）高達(dá)22.71%，但實(shí)際線路損耗（總表-表箱）之間的線損是3.84%，可知，應(yīng)該是表箱與戶表之間的線損異常，查看201804020026 這個(gè)表箱，線損高達(dá)71.74%，一天內(nèi)損失電量75.03 度，說(shuō)明該表箱有竊電嫌疑。

發(fā)現(xiàn)后經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)核實(shí)，該表箱內(nèi)僅1 塊三相電表，用于農(nóng)村機(jī)井供電，用電量較大，勘察中并未發(fā)現(xiàn)明顯竊電行為，隨懷疑電能表計(jì)量不準(zhǔn)確，立即進(jìn)行了電表校驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該電能表A 相不計(jì)量，綜合計(jì)量誤差33.33%，只計(jì)量B、C 兩相電量。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)電力企業(yè)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，越來(lái)越多電力企業(yè)管理者充分意識(shí)到用戶竊電行為管理的重要性，而通過(guò)線損快速定位和檢測(cè)，可以更好的挖掘各種用電竊電行為，對(duì)保障供電質(zhì)量和安全產(chǎn)生重要意義。在本文研究中提出來(lái)的低壓臺(tái)區(qū)線損快速定位技術(shù)就是低壓臺(tái)區(qū)智能感知系統(tǒng)。將低壓臺(tái)區(qū)智能感知系統(tǒng)應(yīng)用于實(shí)際操作中，可以對(duì)用電竊電行為進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控、通過(guò)用戶電量表相關(guān)數(shù)據(jù)和信息的分析評(píng)價(jià)其是否存在著竊電行為，還可以通過(guò)低壓臺(tái)區(qū)智能感知系統(tǒng)來(lái)對(duì)竊電電表進(jìn)行組裝。除此之外，低壓臺(tái)區(qū)智能感知系統(tǒng)也存在著其他功能，可實(shí)現(xiàn)存量臺(tái)區(qū)變壓器與電能表掛接關(guān)系自動(dòng)識(shí)別與核查校驗(yàn)；可實(shí)現(xiàn)臺(tái)區(qū)低壓線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的自動(dòng)繪制，并能在GIS 平臺(tái)實(shí)現(xiàn)線路走徑的標(biāo)注，實(shí)時(shí)顯示各線路及節(jié)點(diǎn)電流、電壓等參數(shù)；可實(shí)現(xiàn)電能表、計(jì)量箱、低壓分支線路、變壓器等各級(jí)供電設(shè)備停復(fù)電事件主動(dòng)上報(bào)與定位等。特別是在線損快速定位中，低壓臺(tái)區(qū)智能感知系統(tǒng)發(fā)揮著重要運(yùn)用，其可以更好地發(fā)覺(jué)各種竊電行為，為不斷保證供電質(zhì)量產(chǎn)生重要意義。