电网反窃电管理现状及技术防范措施

王西荣 吴玮

该文主要针对10kV配电网络的反窃电现状展开论述，提出了一种基于高压智能采集终端的防窃电系统，分析了这套高压智能采集终端的整体结构，并对结合高压配电网构建了一套高压防窃电系统结构。

尽管远程自动抄表提高了现代化电网供用电管理水平，由于计量箱在用户侧，利益驱使一些用户在计量系统的一、二次接线和计量表上做“手脚”，尽管采取了封闭式计量箱以及加大用电监察等技术和管理措施，防窃电功能却不够理想。因此，必须从源头上采取防窃电措施，其关键是对10kV（或35kV）配电网络和变压器出线总表进行全方位的实时监测，本文提出了一种基于高压的智能采集终端的全方位防窃电方法，在实际高压反窃电中具有很好监察管理效果。

1电网反窃电技术发展现状

现有的配电网线损分析程序多基于DOS操作系统，数据输入、检错、修改不方便，输出结果不够丰富、简洁。近年来，虽有不少单位开发了基于Windows的配电网线损计算分析系统，但这些系统只能给出整条馈线的线损，而不能给出馈线中任意支路和节点的线损，不利于使用单位发现馈线中的薄弱环节。国内过去从事防窃电工作主要集中在各类防窃电计量装置上，由于其功能和方法较单一，无法对多达数千种窃电手段进行有效防护，因此基本上没有起到防窃电作用。而供电部门的线损管理仍处于手工管理状态，资料数据的收集、整理、分析和计算工作十分繁重，而效果不尽如人意。目前有些电力企业开发了基于电力自动化系统的线损分析系统，主要是利用如调度自动化系统、配电自动化系统、生产和营销MIS、远程抄表系统、负荷控制系统等的数据采集和数据传输功能，进行线损的统计分析，但是由于以上任何一个系统都不是针對线损监测的，均无法独自完成整个系统的综合线损分析，特别是无法有效防止偷漏电现象的发生，因此效果不佳。线损管理的目标是降低损耗，防止窃电、漏电和计量故障，但是由于现有的技术手段无法有效、实时地对实际线损（技术线损）进行监测，不管是用人工管理，还是利用计算机分析系统，目前的线损管理仍然离不开理论计算加统计的方法，无法对网络中各支路、节点的线损进行实时监管，时效性差，误差大。

2高压智能采集终端的防窃电系统结构设计

2.1高压智能采集终端的整体结构

高压智能采集终端采用了模块化设计，各模块的功能如下：计算及控制模块负责对电能采集模块进行数据采集控制，高压端的电压和电流经组合互感器变换并经输入电路调整和匹配后由电能参数采集模块进行采集，得到电能相关参数，如有功功率、无功功率及各相电压、电流、相位等，并通过现场总线送至计算及控制模块进行保存和处理。

图一 高压智能采集终端系统整体结构框图

此外，采集模块上的单片机还可完成数据的初步分析，获得装置的工作状态，如电压互感器失压或缺相、电流互感器短路、相不平衡等。计算及控制模块对计量数据进行计算和分析后，可分为四路：送至存储模块E2PROM中保存；送至多功能液晶显示模块进行显示；通过脉冲输出接口输出；还可通过通讯接口模块扩展远程控制、数据上传功能。非挥发存储器模块中保存各种定值及设定的参数。该文原载于中国社会科学院文献信息中心主办的《环球市场信息导报》杂志http：//www.ems86.com总第577期2014年第45期-----转载须注名来源电源监测、上电复位、“看门狗”模块，用于对整个系统的供电系统进行连续监测，当供电发生异常时，将通知计控模块保存数据及状态并复位。光电隔离模块可以完成数据和控制信号的双向传输，并保证采集模块与后续处理模块的高压隔离。电源供给模块提供各级电压，含模块电路用电源、控制器数字电路用电源及全隔离的数字电路电源等。

2.2基于高压智能采集终端的防窃电系统构建

下图为基于高压智能采集终端的防窃电结构原理图，通过具有协议抄表接口的低压采集终端采集监测点原有计量装置的计量参数，采用高压智能采集终端和带组合互感器的低压采集终端，实时采集配电网变电站关口、线路、用电负荷端的高压侧、低压侧的三相电流、运行电压、功率因数、有功功率、无功功率、有功电度和无功电度等数据，并经无线数字移动通讯网络上传到监控中心。系统设计目标是实现远程抄表、计量监察、防窃电，还可对电力用户的负荷进行监控，并能通过计算机联网及软件接口实现与用电营销系统、SCADA 系统及 MIS 等系统的接口，实现数据共享，为配电网络优化提供最真实运行数据，为电网的优化决策提供准确的依据。实现通过多级的、网络化的采集终端对实时监测到的高压侧和低压侧用电信息数据以及原有计量装置的计量数据进行多向比对，监控中心计算机将数据存入历史（原始）数据库，通过对数据进行分类统计分析，自动计算并绘制出各监测点的负荷曲线、电量曲线、高低压电量对比分析和用电异常等，可以形象地分析出实际运行过程中的负荷状态，确定配电系统中的窃电用户、计量装置失准点和具体的电能损失量，从而为防止窃电、记录窃电电量、降低线损提供了可靠的依据。同时根据电网负荷情况及用户用电负荷申请，电力部门进行合理的负荷分配，在用电管理终端中设定负荷限值。对负荷超过设定限值的用户，提出警告，同时通知管理中心，多次提示后，对仍然超负荷的用户，实施断电。

图二 基于高压智能采集终端的防窃电结构原理图

2.3系统组成

整个防窃电系统采用了模块化的设计方法，为了实现全方位的防窃电功能，系统设计包括以下几个模块：高压采集模块、低压采集模块、负荷控制模块、监控中心和移动用电监管模块。各采集模块根据采集方式和安装位置的不同，可以分别对变电站、馈线、支路、节点、变压器和计量装置进行监测和对负荷进行控制，从而形成一个多级的、网络化的、高低压参数互补、独立采集和远程抄表相结合的防窃电监测系统以及负荷管理控制系统。高压采集终端采用三个单相高压电流电压组合互感器来进行用电电流及电压的变换，并实现对整个终端的供电，因此，互感器不但要满足高压绝缘、线性度、精度等的要求，还要求具有一定的过载能力和功率。在设计低压采集终端时，具体考虑各监测点计量装置的不同情况，而设计了两类低压电能采集终端：若监测点的计量装置为机械式或其他不带数据接口的，则采用带组合互感器的采集终端，自主完成各参数采集；若监测点的计量装置带数据接口，则通过数据采集模块对计量装置进行抄表，从而完成数据采集。负荷控制终端在系统中主要负责电能参数采集和负荷控制的功能。终端采用高速 32 位嵌入式 ARM 处理器+高速计算 DSP 和嵌入式实时多任务 RTOS 操作系统，采用先进的高速高精度数字采样技术，实现实时高速电能计算，特别是在负荷波动大、谐波含量高的运行状况下仍然能够保证采样和电能计量精度。监控中心由监控计算机、数据库服务器和系统管理软件等组成。监控中心通过运行“系统管理软件”实现各种功能。移动用电监管终端 此终端可由用户指定移动电话构成，用电监察人员可随时随地方便接收故障报警信息，为及时处理计量装置故障，预防和查处窃电行为，保证电能计量的准确性提供了快速响应的信息通道。

高压（10kV以上）配电网中的电力用户在整个电力系统用户中占有很大的比重，其计量装置的准确度及可靠性与电力系统的经济运行密切相关，必须构建科学的终端采集系统，提高监管效率，阻止降低窃电行为的发生。

（作者单位：国网山东郓城县供电公司）