智能电能表中窃电与防窃电技术研究范立会
发表时间：2019-06-11T11:39:44.180Z 来源：《中国电气工程学报》2019年第4期作者：范立会黄孟欣
[导读] 随着经济和科技的发展，智能电能表的应用范围逐渐扩展，现在很多城市已经安装智能电能表，增加了电力的安全运输，但是随着科学技术的发展，单单靠智能电能表的防窃功能是不够的，还需要硬件防窃电技术、软件防窃电技术、常见窃电手段的防窃电技术和加强日常管理等多种技术来提高防窃电行为。
1智能电能表的工作原理
智能电能表的结构图如图1所示，其工作原理是:通过电压电流采样电路，把采样到的负载电压、电流信号分压、分流后输入专用电能计量芯片，再由芯片内部的乘法器将电压、电流相乘得到相对应的功率，并通过A/D转换器将模拟量转换成数字量输入微处理器进行数据处理，最后存储器存储电量值并在液晶显示器上显示，同时电能计量芯片输出的功率信号由功率/频率变换器转换成对应的电能脉冲输出，以供电能表检验用。
2 常见的窃电技术
近几年科学技术快速发展，窃电行为逐渐增多，主要是从计量装置开始的。根据电能原理，电能表的计量电量主要是由电压、电流、功率和时间决定的。如果对其中一项进行改变，就能完成窃电行为。常见的窃电种类有，移相窃电、欠流窃电、欠压窃电和扩差窃电等形式。其中常见的窃电手法有以下几种：第一，违法人员直接从低压配电线路进行连电窃取，该方法最大的特征是不改变电能计量装置，窃电没有准确的规律，窃电后不易察觉。这种窃电手法经常出现在农村等偏远地区，严重影响电路的安全性和稳定性。第二，电能表后绕越计量装置进行窃电。这种接电手段有较强迷惑性，执法人员很难检查出来。检查人员只能将电源闭合，打开刀闸后测量刀闸下端的接线是否有电，如果有电，即可检查出窃电行为。第三，不良用户将零线断开，进行外接线路，使零线上的电流流入到电能表的电流线圈中，在家中安装开关就可进行电流的窃取。检查人员进行安全用电检查的时候，只需要违法人员将零线闭合，电能表就能正常工作。以上几种方法是违法人员常用的窃电手段，浪费资源，对国家造成经济损失。
3智能防窃电核心技术
3.1技术构成
智能防窃电技术的应用依托于智能防窃电系统，该系统由高压无线采集器、数据转换器、专变采集终端、多功能电表及采集主站5部分组成（图1）。智能防窃电技术以用电信息采集系统为平台，业务模型为核心，经验阈值为参考[4]，通过从专变采集终端、多功能电能表、数据转换器及高压无线采集器获取客户专用变压器一次侧和二次侧用电信息，结合智能分析技术，为判断现场各类计量异常、设备异常、用电异常现象提供完备的技术手段，实现对专变用户计量的实时化和集约化监控。
（1）数据采集。采用高压无源供电技术，利用高压无线采集器，采集处理、存储一次侧的三相电流数据，并通过无线信道传输给数据接收器。（2）数据接收。采用无线数据接收技术，通过数据转换器接收变压器一次侧用电数据并上传至现场采集终端，终端接口为
RS485，通信规约为DL/T645。（3）数据转换。利用采集终端抄读数据转换器中一次侧数据及多功能电表的二次侧数据，应用数据转换技术转换存储后，上传至采集主站。（4）数据分析。创新防窃电智能分析技术，将一次侧电压与采集电流绘制成一次侧视在功率曲线，二次侧视在功率通过倍率计算绘制曲线图像，实时动态展示用户实际用电状况。
3.2技术应用
3.2.1数采技术
传统的防窃电数采技术是利用数据终端采集高供高计与高供低计的高、低压计量表计电量，电流或电压等对比数据实现防窃电监测[8]。这种数采技术都是通过采集表计信息来提供防窃电监测依据的，但对于采用高科技手段更改表内计量回路、电能表参数、越表用电以及在接线盒、高压计量箱和电流互感器内安装遥控窃电设备等窃电手段，传统的防窃电数采技术无法实时、高效、准确地防范。智能防窃电数采技术通过安装在高压电力线（6~35 kV）上的高压无线采集器，直接采集变压器一次侧进线电流，采集器本身难以被破坏，能够有效防止计量回路被短接分流，并且无线采集器整体串接或套接安装在一次侧电力线上，能够有效防止绕越表计的窃电行为；另外高压无线采集器的无源供电技术也为数据采集提供了安全平稳的数采基础。该技术首次在大庆油田应用，解决了目前表前用电缺少有效监测手段的难题，实现了对用户用电情况实时、准确、直观的全方位监测，为用电检查、线损分析、打击窃电、查漏追缴提供了高效的技术防范手段。
3.2.2数据采集转换集成技术
数据采集传输过程由高压无线采集器采集数据开始，通过无线方式（DTL645）传输给数据转换器，采集终端通过双485 信道获取同一时间内数据转换器与二次侧计量表计用电数据，本地存储后通过专网上传至采集主站。上述传统方式专变采集终端采集一次侧高压数据是通过中间装置——数据转换器来实现的，无论从设备选址、接线布线、维护安全等各方面，都极易产生风险。综合实际应用需求与产品特