智能反窃电技术研究与应用

霍尧

（江苏省电力公司，南京　210024）

智能反窃电技术研究与应用

霍尧

（江苏省电力公司，南京210024）

窃电是困扰电网企业多年的一个老问题。近年来，窃电问题比以往更为严重，主要表现为窃电手段高科技化、窃电过程隐蔽化、窃电数量大额化，给国家造成了严重的经济损失。江苏省电力公司一贯高度重视反窃电工作，在加强需求侧用电管理的同时，进一步加强了反窃电技术手段的研究与应用，切实提升了公司整体反窃电工作水平。

1　研究背景

1.1窃电问题现状

据统计，2009—2012年，江苏地区共查获窃电案件12 051起，其中居民用户窃电案件约占70%，个体工商户窃电案件约占28%，高压专变用户窃电案件约占2%。从窃电量数据看，高压专变用户窃电量占到总窃电量的48.3%，窃电危害严重。因此，本文所述智能反窃电技术重点针对高压专变用户窃电。

1.2主要的窃电手法

窃电的目的，就是想无偿地获得电能。通过对近年来窃电案例的梳理，可以把窃电手段大体分为两大类，即针对用户内部计量装置和针对供配电线路2种方式实施窃电。

针对计量装置的窃电方式，其手段是使计量电能表少计量甚至不计量。根据改变计量参数的性质不同，针对计量表计的窃电手段主要包括：改变电能表的电气参数、改变电能表的机械参数、利用磁场干扰电能表、篡改电能表软件程序、更改电能表内部计量回路等。针对计量二次回路的窃电手段主要有：欠压法、分流法、更改互感器TA值变比、利用设备移相窃电等。

针对供配电线路的窃电方式表现为：少部分用户在经济利益驱使下，直接在供电企业公用供配电线路上搭接电源，使电能在没有经过合法计量的情况下流入本单位，从而达到不用支付贾用而消贾电能的目的。但这种窃电方式非常明显，且对窃电用户自身用电的安全也难以保证，随着近年来电力设施保护力度的不断加强，采用直接搭接供电企业供配电线路窃电的方式逐渐减少。本文研究的智能反窃电技术不针对此种窃电方式。

1.3用电信息采集系统反窃电应用现状

江苏用电信息采集系统已覆盖绝大部分用户，其中高压专变用户覆盖率已超过99%，它是在原负控管理系统的基础上发展起来的面向电力客户的电力营销支持系统，具有远程抄表、用电异常信息报警、电能质量监测、线损管理分析、有序用电和无功电压管理等功能，是采集用户实时用电信息的基础平台。通过对用户历史用电信息的分析，可以发现一些疑似窃电行为，但其效率和精准度难以保证。

2　智能反窃电系统的设计

针对上述分析，本文重点针对通过改动计量装置达到窃电目的的高压专变用户，利用现有的用电信息采集系统信息通道及后台主站，研究相应的智能反窃电技术。

2.1智能反窃电技术原理

通过在专变用户高压侧装设关口计量点，利用现有用电信息采集系统，将高压侧用电数据传回主站，通过对同时段高压侧、低压侧的功率曲线对比，实现用户窃电分析及预警功能。智能反窃电系统示意图见图1。

图1　智能反窃电系统示意图

2.2系统构成

2.2.1高压无线采集器

高压无线采集器安装在变压器一次侧电力线上，用于采集、处理一次侧的三相电流数据，并通过微功耗无线方式传输给数据转换器。高压无线采集器采用感应的方式进行电路供电和电流采集，无需外接电源或内置电池。高压无线采集器采用抗紫外线的阻燃材料整体浇注，户内、户外均可使用。

2.2.2数据转换器

数据转换器通过微功耗无线信道接收高压无线采集器发送的一次侧用电信息，并传输给专变采集终端。数据转换器分为内置式和外置式，并具备以下主要功能：

（1）数据接收功能

接收并存储无线采集器采集的客户一次侧电流数据。

（2）数据转换功能

按DL/T 645规约，将存储的数据转换成规格化数据以备现场终端召测。

（3）通信功能

支持经无线方式与采集器的通信；支持经接口（RS485/RS232）与现场终端的通信；支持经红外接口与现场手持式抄表器（掌机）的通信。

（4）中继功能

可作为无线中继器，为邻近其他通信不畅的转换器提供通信接力。

2.2.3专变采集终端

专变采集终端（即负控终端）在现有用电信息采集系统中，用于连接多个电能表、电能计量设备等，实现电能表数据的采集、电能计量设备工况和供电电能质量监测，以及客户用电负荷和电能量的监控，并对采集数据进行管理和双向传输。专变采集终端与电能表、电能计量设备的下行通道有RS485等，专变采集终端与主站的上行通道有GPRS无线公网、以太网等，本地维护口有USB接口、RS232通信、RS485通信、远红外通信等。

2.2.4用电信息采集数据主站

用电信息采集与管理平台是集现代数字通信技术、计算机软硬件技术、电能计量技术、电力负荷管理技术和电力营销技术为一体的综合性、准实时信息采集与分析处理平台，它通过多种通信方式实现系统主站和现场终端之间的数据通信。

2.3对用电信息采集系统功能的优化

2.3.1增加计量点属性

在用电信息采集系统中，对计量点增加“无线采集器”的属性，使其可关联到具体用户，用电信息采集系统可对属性为“无线采集器”的计量点和用户结算计量点制定同样的采集任务，包括任务名称、任务类型、采集数据项、任务执行起止时间、采集周期、执行优先级及正常补采次数等，并可根据采集点名称、客户名称、采集任务名称查询所有采集任务信息，由采集服务自动的定时执行任务，便于管理和扩展。在用电信息采集系统中将“无线采集器”关联到具体用户如图2。

2.3.2反窃电视在功率曲线对比

安装在高压侧的无线数据采集器实时采集高压侧三相电流数据，并通过微功耗无线方式传输到安装在低压侧的数据转换器，数据转换器通过RS485连接方式（或内置方式）与现场专变采集终端连接，提供三相电流数据、有功功率总、无功功率总等数据。

图2　无线采集器关联到具体用户

专变采集终端通过RS485实时采集及冻结相同时点的一次侧（高压用电侧）及二次侧（负控采集侧）数据，通过专变采集终端已有的信道，把一、二次侧用电信息数据传回用电信息采集系统主站，主站把取回的数据绘制成一次侧曲线与二次侧曲线的视在功率曲线并进行实时比对。一次侧的视在功率曲线利用的电压值是无线采集器安装点的系统额定电压，所以2条曲线理论上不会完全重合，但正常情况下相差不大且趋势应该一致，因此，从后台主站能直观反映用户用电信息是否存在异常。一、二次侧视在功率对比截图见图3。

图3　一、二次侧视在功率曲线对比

3　现场安装应用

3.1硬件安装

3.1.1高压无线采集器

高压无线采集器主要包括母排式、串芯式、卡口式这3种样式，见图4。均为无源感应取电，不用外接电源或内置电源，有效防止设备被破坏，适用于0.4 kV～35 kV电压等级，可采集6%～200%额定电流，集精度3级，无线传输距离不超过100 m。

3种形式的采集器适用于不同的安装环境，母排式、卡口式一般适用于户外安装，母排式需将用户高压进线开端开断后环入，串芯式一般用于户内用户变电所，安装于高压进线柜内。考虑施工安装时人员及电网安全，没有采用带电安装方案。

图4　高压无线采集器

3.1.2数据转换器

数据转换器主要分为内置式和外置式，如图5。内置式数据转换器作为PCB板嵌入安装在专变采集终端主机箱内，外置式数据转换器有独立外壳，安装在专变采集终端旁。外置式数据转换器主要应用于老用户改造，对于新上用户，可直接安装已经内置数据转换器的专变采集终端。

图5 数据转换器

3.2系统调试

硬件安装完成后，主站页面应能正常登录，页面中相关参数的设置和抄读查询应正常，电能表和负荷曲线的操作应正常。如异常，检查服务器运行状态。

现场专变采集终端与电能表应通信正常，可通过主站页面抄读电能表和查看负荷曲线来判定。如有异常，检查终端参数中电能表地址的设定，现场485线的连接，表计和终端的485口是否完好。

现场专变采集终端中接收模块与采集器应通信正常，可通过主站页面抄读采集器电流值和查看负荷曲线来判定。如有异常，检查终端中接收模块参数中采集器地址的设定，或现场服务终端中接收模块和采集器的距离，如距离太远，可加装天线延长线。

后台主站显示负荷曲线应正常，现象为2条视在功率曲线应基本重合，如异常，检查参数设置和现场用电负荷。

4　查获窃电案件实例

2013年1月22日，江苏某管桩配件制造有限公司安装了该系统，该用户属于高耗能企业，其专变容量为630 kVA。1月25日在系统自动巡测视在功率曲线对比时，发现该用户存在用电异常，一次曲线与总表二次曲线差异值很大，如图6所示。

图6　某企业2013年1月25日当天曲线

图6中，上方曲线为10 kV高压侧数据曲线，下方曲线为用户总表表计数据曲线。由图6可以看出高压侧的一次视在功率数值约在900 kVA，二次侧视在功率数值在500 kVA左右，一次侧、二次侧曲线严重偏离。

供电公司有关人员发现该现象后，立即对该用户的一次侧、二次侧数据以及历史数据进行调查分析。发现该用户用电异常时间一般为晚上18：00左右至第二天上午8：00左右，而上午8：00到晚上18：00用电曲线基本正常且用电量较少。通过分析，供电公司判定该用户用电异常，存在重大窃电及超容用电嫌疑，并于1月30日组织相关人员至用户现场进行突击检查。现场发现其3组互感器二次侧全部被短接，窃电行为被现场抓获。

5　结论与展望

江苏省电力公司自2013年以来，在全省试点安装了智能反窃电系统1 100余套，仅2013年利用该系统即查获窃电45户，追缴电贾和违约使用电贾共计700余万元，部分用户安装该系统后电量增长明显。实践证明，基于用电信息采集系统的智能反窃电技术，通过在专变用户高压侧增加无线采集器，对比一、二次侧功率曲线，能够及时发现针对用户内部表计或二次回路的各种窃电行为。该系统适应多种安装环境，新老用户均可应用，切实帮助供电企业提高了反窃电工作效率，同时对有窃电企图的用户起到了强有力的震慑作用。D

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Research and application on intelligent electricity anti-stealing technologies

HUO Yao
（Jiangsu Electric Power Company，Nanjing 210024，China）

介绍了利用用电信息采集系统的智能反窃电技术研究与应用概况，分析了系统的总体设计架构、功能划分，详细说明了高压采集器、数据转换器、主站的功能设计及技术规范等，结合实际案例对基于用电信息采集系统反窃电技术的使用效果进行了阐述。

用电信息采集系统；系统优化；反窃电技术；应用效果

This dissertation focuses on the research and application of electricity anti-stealing based on electric energy data acquisition system，analyzes the overall design of the system architecture，functionality，as well as construction and operation division，and details of the post-change collection terminal，data conventer，the function of the master design，technical norms.The thesis analyzes the effect of this new intelligent electricity anti-stealing technology of power consumption information acquisition system based on real cases.

electric energy data acquisition；system optimization；electricity anti-stealing technologies；application effect

F407.61；TM764

B

2014-11-06

霍尧（1982），男，河北石家庄人，工程硕士，电力系统自动化专业，主要从事客户安全用电及反窃电管理方面工作。