计量窃电智能化遥距侦测和取证的应用研究

徐子卿

（广东电网公司 佛山南海供电局,广东佛山,528200）

1 现时工作中存在的情况

日常工作过程中，防治窃电主要有三大难题：

1.1 查获难，很多计量点设置在用户端，整体分布广，而现在窃电手段繁多，往往到用电检查人员在现场不发生窃电，离开才发生，给查处带来很多难点。

1.2 查到了，处罚难。主要原因取证难和证据专业性强，不容易被采信。

1.3 非专变低压用户由于计量自动化系统不能对他们的状况进行直接监督，对这些用电户的窃电更难发现和查获。

现广东电网公司下属各地区供电局已普遍应用计量自动化系统对专变客户计量装置的电量、运行参数、门节点开启、报警信息等数据进行运行状况的监控及分析，对计量二次回路发生的计量异常情况能及时发现、处理。但计量自动化系统目前只可实现计量装置二次电压回路的监测、电压互感器的间接监测、二次电流回路的部分监测，但欠缺电流一次回路的监测，则对窃电或计量故障而造成的互感器变比错误、二次电流的分流等无法判断，从而制约了系统在遥距监控、窃电防治等方面的应用。

2 计量窃电遥距侦测和取证的研究的研讨及技术研究

据前期研讨调查国内外还没有实现对电流、电压全面监控、窃电判断并监测取证技术应用的空白。本次研究增加一次电流的采集、营销数据、运行数据分析及摄录，能使整个计量装置的运行参数的采集趋于完整，这对于准确分析二次回路缺陷、准确分析电能表、互感器计量缺陷、及时发现窃电行为等均有重要意义。进一步完善防窃电技术措施，把好配电设备的运行监控关，将事后堵漏的被动监管变为事前防范的主动监测。

计量窃电遥距侦测和取证的研究中核心技术是通过在一次进线上安装防窃电一次电流采集装置，利用了CT（电流互感器）的原理来测量线路电流。一次电流会流经电流传感器，电流传感器产生CT二次信号，这个信号经过信号检测电路滤波、放大和采保，然后由低功耗单片机做A/D采样，最后计算出当前的一次负荷电流，实现一次电流的采集和计量。与配套的无线采集终端进行通信，通过在运行的负荷终端将数据传到计量自动化系统中，与系统中已采集的二次的用电运行信息进行比较以判断是否有窃电行为的信息，对判断有窃电行为信息的及时启动摄录保存功能，对窃电行为前15分钟开始的摄像进行保存并传输到在线监测系统中。

研究的技术关键是在一次侧直接读取大用户的用电信息参数，并通过无线方式发送给信号处理电路，窃电者进行窃电时，从操作上难度很大、技术上不易实现。专变用电户直接利用负荷控制终端读取用户的用电信息参数，并利用负荷终端现有的状态量输入端口状态来表达是否有窃电行为的信息，通过现有的GPRS模块将有关信息发送给主站管理系统，系统实现工程量小、成本较低。

研究的核心技术是通过在变压器前端的一次进线上安装防窃电一次电流采集装置，利用了CT（电流互感器）的原理来测量线路电流。一次电流会流经电流传感器，电流传感器产生CT二次信号，这个信号经过信号检测电路滤波、放大和采保，然后由低功耗单片机做A/D采样，最后计算出当前的一次负荷电流，实现一次电流的采集和计量。与配套的无线采集终端进行通信，通过在运行的负荷终端将数据传到计量自动化系统中，与系统中已采集的二次的用电运行信息进行比较以判断是否有异常用电行为的信息，将该信息与营销数据结合进行分析判断，能准确判断是否窃电行为。

研究重点工作是加装一次电流采集装置和摄录装置取证，并增加计量自动化系统的运行数据记录功能。利用负荷管理终端在线检测专变计量装置的实现方式，以及通过对检测数据的分析，发现和定位现场专变计量装置故障，快速安排处理。电力营销管理信息系统每月进行月度线损分析，计量自动化系统实现实时线损分析等，并充分利用相关电力运营数据，通过数据整合分析，排除了非窃电原因引起的用电异常，对客户窃电分级预警，提高了反窃电分析、管理水平，为反窃电工作提供了强大的系统支撑。

图1

3 计量窃电智能化遥距侦测和取证的研究的应用研究

项目实用化研究过程通过了大部分一次侧电流采集设备安装在室外无遮挡处，进而对采集设备与终端的短距离通讯及设备本体的高可靠性的现场考验。同时一次侧电流采集设备相关参数可能根据现场应用情况进行调整，因此设备安装前相关参数需达到的精度需得到通过大量试验及经验进行汇总。

3.1 研究包含如下几部分主要技术内容

3.1.1 无需停电安装的一次高压侧无线电流传感器

3.1.2 具备无线通讯，具备实时远程遥控录像和传输视频的主机

3.1.3 用电户通过计量自动化系统报警信息及智能识别现场疑似窃电分析信息；

3.1.4 准确计算追补电量的方法

3.2 用电户窃电发现和取证的技术实施示意

计量自动化系统报警信息及智能识别现场疑似窃电分析信息，以线损率3.0%为标准，筛选出高损馈线，并以线损率、电量、供电半径、投运时间等因素作为分析指标，通过调整各项指标权重，对馈线进行综合评分，将供电半径短、馈线电量大、隶属客户少、线路运行时间短的高损馈线设为最高分，将供电半径长、投运时间长、馈线电量少、隶属客户多的高损馈线设为最低分，按分数由高至低依此排列。

3.3 高压侧无线电流传感器的设计原理和功能

高压侧无线电流传感器是安装在10KV，35KV一次侧线路上，目的是测量高压侧的电流大小，并将测量结果传输给主机。传感器内有可充电锂电池，当母线电流达到100A时，传感器可以直接从母线上去电，提供系统电源和给电池充电，使得无线传感器可以长期在线运行。传感器独特的结构设计，可以再高压杆的配合下，将传感器在不停电的情况下安装和拆除。

3.4 主机的设计原理和功能

主机具备通过短消息，3G 网络等方式被遥控从而执行不同指令。也可以通过3G网络和短消息将现场情况通知给后台原件或是指定的手机，它得工作原理是接收高压侧无线电流传感器的信号，并通过RS485读取电能表的电流，并接收后台或短消息指令，开始录像取证。

3.5 高压无线传感器准确判断窃电行为的原理

主机在接收到高压无线传感器的信号，可以测得高压一次侧的电流I1，通过RS485测得计量装置TA二次侧的电流大小I2，TA变比为K，则I1=K*I2,,如果I1＞K*I2，则说明二次侧出现旁路。

主机也可以读取电能表的电压V2，通过母线电压V1，TV倍率K来识别V2=K*V1是否成立。

上述二个方面都能完全判断是否存在窃电行为。

3.6 准确确定追补电量的原理

设一次电流为I1，TA倍率Ka，测得电能表二次电流为I2，而正常情况下二次电流为I1/Ka，设K=（I1/Ka）/I2 I2=I1/(K*Ka)；设真实的电能为R1，电能表计算电能为R2，R3为电能表得实际读数，则R2=Ka*R3。

追补电能为ΔR,功率因数为COS ,ΔR=R1-R2.

注：Ka是TA倍率，R3是电能表在T1时间到T2时间之间的电能量，K=（I1/Ka）/I2

主机在发现有窃电时刻T1读取电能表的电能量A1，在终止窃电时刻读取电能表的电能量A2，则R3=A2-A1，D代入公式（1），即可得到追补电量。

3.7 窃电行为的取证方法

窃电行为取证主要是录像，为了完整记录作案过程，系统设置预录功能，就是保留在确认发生窃电信号之前15分钟的录像记录和确认之后15分钟的录像，当主机收到开始录像信号，连同前面15分钟和后面15分钟一起记录。

取证录像机设计，为了做到有效取证和设备安全，录像机的设计要满足如下要求：

3.7.1 有长时间的预录功能至少15分钟。

3.7.2 录像机必须小巧，便于伪装成电表等设备

3.7.3 录像机必须具备本地保存和远方传输功能。

3.7.4 录像机必须具备远程控制启动录像的功能

3.7.5 录像机必须具备夜视录像的功能

3.7.6 录像机必须具备识别运动物体启动录像的功能

3.7.7 具备多机协同，多角度多区域监视

3.7.8 工作原理：

CCD信号通过A/D转换器，将一帧帧的图像数字化，经过压缩编码后形成图像帧的数据流，流入“15分钟视频缓冲池”A，是否进入录像过程由控制器B决定，而控制器B在满足三个条件中的一个，即可以录像。录像后形成的视频文件，首先是存放本地的存储卡中，是否传输到后台，由系统控制，可以即录即传，也可以运程控制上传。

4 总结

计量窃电智能化遥距侦测和取证的应用研究基于目前广东电网公司正在运行的营销在线监控系统进行监控。对于专变用户，采用计量自动化系统分析窃电行为，并启动现场摄像机取证。对所有非专变计量点实施一次、二次电流、电压的实时监控，发现窃电，启动现场摄像机取证。直接的效益是降低了窃电量，维护了供电企业的合法权利，避免了国有资产大量流失。间接效益还在于今后打击窃电投入的人力、物力减少了，为供电企业降低了成本开支，并确保了整个和谐社会的电力安全和稳定供应。

参考文献

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[2] 张强.关于电力企业新设备在反窃电工作中的应用分析[J].中国科技投资,2012,33:91.

[3] 滕凤龙,单建祥.低压智能化防窃电控制计量箱的应用[J].农村电工,2013,06:43.