电力系统窃电在线稽查装置的开发与应用

苏毅明

（海南电网公司，海南 海口570203）

0 引言

在电力企业管理实践中，窃电现象的存在不仅给电力企业的经济效益造成了影响，同时也给电力系统的安全稳定运行带来了威胁，扰乱了整个用电秩序。因此，防窃电研究一直是电力科技领域的热点之一。当前主要的防窃电方法是将交流采样装置安装于用户的配电线路回路中，由此可以采集到非计量回路的电能，将该数据与计量回路中的数据进行比较，即可对计量回路的工作状态进行判断，及时发现窃电行为。但在实际操作中，这种方法并不理想，有些用户具有丰富的窃电经验，可以轻易地采取一系列措施降低该方法的可靠性。为了不断完善防窃电方法，敏感地发现窃电行为，帮助稽查人员获取窃电现场的数据，本文开发了一种新型的防窃电装置，它可以实时监测用电行为。

1 电力企业开展营销稽查的意义

在市场经济发展的今天，为了加强营销的过程质量监督，提高电力经营的管理水平，增加企业的经济效益，有必要开展营销稽查工作，它是实现电力企业营销目标的重要手段。按照方式进行分类，可以将电力营销稽查分为在线稽查和飞行稽查2种类型。前者即根据事先确定好的筛选条件，工作人员定期在稽查信息系统中筛选出存在问题的样本，并开展相应的检查工作，如果发现问题，则立即进行整改。飞行稽查是指依据领导的指示与营销工作的需要，营销稽查机构不定期对下属单位进行突击检查。在飞行稽查中，被检单位事先不会接收到检查通知，在稽查单位到达现场后，如果需要被检查单位配合才会告知被检查单位。这种稽查方式工作具有较强的方向性，且主题单一，所以对于纠正某一项错误工作来说具有较大的帮助。就当前来看，很多地方依然是采用传统的稽查方法。因此，解决开展在线稽查存在的难题有着重要的现实意义。

2 当前在线稽查的主要方法

在当前的实践中，已经出现的在线稽查方法有以下3种：

（1）利用营销稽查模块开展稽查工作。在营销系统中，可以规定稽查的相应规则，将其固化到稽查模块中，其就能够与系统的表库进行直接关联，也可以采用查询脚本的方式在相应的数据库中查询。这种固化方式使用门槛较低，有利于稽查人员直接使用。

（2）利用数据库语言进行脚本的编制，实现营销系统中数据库的直接查询。这种方法在没有现成的稽查软件时使用十分适宜，它可为稽查人员提供需要的数据，减少对无关数据的分析，提高工作效率。

（3）建立稽查工作平台。很多电力公司已经开展建立营销稽查平台的工作。首先建立营销稽查监控系统，该系统与营销系统密切配合，同时集成其他相关的营销数据，最终完成对关键节点、服务资源以及数据等的全面稽查和监控。依据不同时期的管理要求，系统可以对营销业务的各项监控指标阈值进行监测，有利于及时发现异常情况并作出处理。

3 新型窃电在线稽查装置的设计

3.1 系统结构

本节介绍的防窃电装置主要包括以下几个部分：无线探测单元，它安装于变压器的高压侧；用电远程监测终端，它安装于电能表柜中；稽查主站。图1给出了该装置的结构示意图。

图1 防窃电装置结构示意图

对以上几个部分进行详细分析，就高压无线探测单元而言，它属于独立结构，其电流互感器为罗可夫斯基线圈，主要优点在于：测量范围宽，测量精度较高，不存在磁饱和问题，响应频带范围较宽，体积较小等。采用专用工具能够带电将无线探测单元安装于用户进线侧，也可带电拆卸，而没有专用工具则无法完成以上操作，这就有力防止了不法分子私下拆装。该单元的主要功能是采集用户实际负荷及一次电流，并将其传送给用电远程监测终端。用电远程监测终端采用了实时操作系统，32位/100 MHz的CPU，可以实时获取和分析数据。在该终端设置了2个无线通讯接口，即RS485通讯接口、USB维护接口。该终端内部设置有相应的无线通讯模块，可以对三相电流数据进行定时采集。另外，RS485与计量表通信后，一次和二次数据可以被存储起来。该终端安装在用户的计量箱中，以实现数据的采集和通讯功能。最后是稽查主站，它与终端通信方式为主从应答：首先由主站发出命令，终端响应该命令后将对应的数据组合起来送到主站。通过主站的计算机操作人员可以进行人机对话，实现操作。可以进行召测的参数包括各相电压和电流、有功功率、功率因数等。如果在终端上发现了窃电行为，主站能够自动接收到相应的数据，并将其反映在屏幕上。

3.2 软件流程设计

宏观来看，在线稽查系统的软件设计包括2个方面的内容：窃电状态判断、窃电方式判断。在设计软件时，采用了模块化的方式，各个子任务被封装成了函数模块。在实际应用中，只需要依据现场的要求对软件进行配置，并设置相应的参数即可。图2给出了反窃电装置的软件流程图。

图2 反窃电装置软件流程图

3.3 窃电方式识别

依据变压器的功能平衡原理，当三相负荷平衡时有：

式中，I1、I2、I3为变压器一次侧电流；i1、i2、i3为电表所测量的电流；n为变压器变比。

在实践中，三相负荷并不是绝对平衡的，多少会存在一些不平衡现象，从而增大了变压器的损耗。对此，可以将判断窃电行为的判据设定为：

式中，m表示所设定的阈值。

通过比较一次侧和二次侧电流，可判断是否存在窃电行为。

笔者对几种常见的窃电方式梳理如下：

（1）强磁场窃电。正常情况下，电流互感器是按照比例进行一次电流变换的，如果在外部加磁场，使电流互感器的磁通达到饱和状态，那么当一次线圈中流过电流时，所产生的磁通量将小于正常情况下的值，此时二次线圈中的电流也就比正常情况下的电流值小。针对这种窃电方式，应将干簧继电器安装于用电远程监测终端，当外部磁场发生变化时，继电器将会动作，并且发出报警信号。

（2）分压分流窃电。在分流窃电中，用导线将电能表中的电流线圈或电流互感器二次侧短接，这样一来，流过电能表线圈的电流就会大大减小。在分压窃电中，改变电压回路的正常接线或制造对应的回路故障，就会导致电压回路中没有电压或电压减小。对此，引入了测量阻抗的概念，其值为：

式中，U为测量电压；I为测量电流。

通常情况下，采用这种方式窃电可能引起相应电气量的变化。如果是分流窃电，电能表计中的电流量会明显减小，导致测量阻抗变大，一旦其超出设定的阈值将会给出窃电报警。同样地，如果是分压窃电，测量阻抗将会变小，超出阈值范围也会给出窃电报警。

（3）移相法窃电。改变计量装置的接线，进而改变电能表中电压线圈和电流线圈电气量的相位关系，从而使电能表少计电量。正常情况下，功率因数角在－90°～90°之间。

（4）电能表编程器窃电。利用这种方法窃电时，用电时间不会减少，电能表的时段也不需要进行调整，因此就不需要将电能计量装置打开。它是利用电能表的编程器来更改峰、平、谷时用电量的占比，即保持总电量不变，降低峰时和平段的用电量，增加谷时的用电量，这样一来，总电费就降低了。有时还可以借助于通信接口清零电能表的底度，对电度数进行重新设置，从而实现快速窃电。针对这种窃电方式，可利用用电远程监控终端来采集峰电量、谷电量以及总电量，并将其与历史采集数据进行比较，如果该数据发生了明显变化，比以前的数据要小得多，就应该引起注意。

4 实践应用案例

在实际应用中，某供电公司稽查部门发现在该管辖区内有一终端用户用电异常，但是长期找不到证据。2011年初，该供电部门安装了窃电稽查仪，对用电数据进行远程读取，得到10kV三相电流值为：Ia＝5.89 A，Ib＝5.48 A，Ic＝5.34 A；在表计中显示的电流为：Ia＝2.47 A，Ib＝2.18 A，Ic＝2.24 A。可见，该用户存在电流分流的情况。对此，工作人员对二次接线进行了现场检查，发现在进表之前电流线被短接了，这一做法导致用户电能表计中少计了50%的电量。不法电力用户为了利益常常会大量窃电，上文中实际检查的结果与测量结果之间尽管存在一定的误差，但是对于电力工作人员来说，可以及时发现窃电行为并加以阻止，这就避免了追补电费和电力公司的经济损失。另外，建立窃电稽查系统还可以对窃电行为起到震慑作用。例如，某酒店报装容量为200kVA，计量装置安装于用户院内，不利于检查，工作人员虽怀疑该用户窃电，但一直没有找到证据。2011年初，为该用户安装了窃电稽查仪，几天后该仪器发出警报，工作人员对现场进行检查仍未发现窃电依据，但供电单位将该用户列为重点监测对象，之后该用户的用电量增加了30%。可见，在用电现场安装在线稽查装置，相当于安装了摄像头，能够有效遏制用户窃电行为。

5 结语

本文介绍了一种新型的窃电在线稽查装置，给出了具体的设计方案，重点分析了其原理和实现方法，最后以应用实例验证了该装置在窃电行为判断上的准确性和实用性。该窃电在线稽查装置可靠性高，成本较低，具有较高的推广价值。

［1］张玲，杨大伟，张军.负荷管理系统双回路比较法在反窃电中的应用［J］.黑龙江电力，2009（4）：279～281

［2］龚勇镇.罗氏线圈电流传感检测技术研究概况［J］.广西轻工业，2011（2）：54～56