基于无线通信的防窃电系统设计

杜珂

（潍坊供电公司，山东潍坊 261021）

基于无线通信的防窃电系统设计

杜珂

（潍坊供电公司，山东潍坊 261021）

在我国窃电现象日益猖獗的背景下，对窃电行为进行有力打击显得十分必要且迫切。面对窃电行为，供电部门应当通过独立的通信信道压制窃电现象。基于此，简要概括防窃电技术发展的现状，对基于无线通信的防窃电系统设计进行研究。

无线通信；防窃电系统；通信信道；专家系统

供电部门进行反窃电，维护电网安全，对社会经济的稳定发展具有深远意义。在当前市场经济环境下，供电公司应根据用户的用电量和用电属性进行收费活动，这是供电部门的责任。然而，目前我国存在一定数量的用电单位为了谋取利益，通过各种非法途径进行窃电行为，对国家财产造成巨大损失。窃电行为不仅对供电企业的正常收入造成巨大影响，还扰乱了正常供用电秩序，并且在供电网络中形成诸多隐患。因此，相关部门应当对窃电行为给予坚决有力打击，从而保证社会公平，促进平安和谐社会的构建。

1 现有窃电方式及防窃电技术现状

1.1 窃电方式

目前社会上比较盛行的窃电方式主要是对电表进行处理。电表显示的电量数就是电压、电流、功率因数和用电时间的乘积。所以，对上述除用电时间外的任一影响因素进行相关处理都能达到窃电的目的。另外，对电表的内部进行改造也可以达到窃电目的。具体来看，常见的窃电方法包括以下几种：①欠压法窃电，是通过掐断电表中的电压回路，造成电压回路失压或欠压；②欠流法窃电，是通过对电表中的电流回路进行短路或者开路处理，导致流经电表的电流量明显下降；③移相法窃电，是通过变换电表中的电压回路或者电流回来接线，对电表的电压或者电流相位造成变化，导致电表计数失灵；④扩差法窃电，是通过直接的物理攻击对电表的内部造成损伤，导致电表计算出现严重偏差；⑤表前分流窃电，这种方法最简便，通过在电表前私搭电线，使得窃电部分的电流不经过电表，减少电表的计数［1］。

1.2 窃电原因分析

根据我国防窃电工作成果，可将当前窃电现象频发原因总结为两点。一是国家在法制社会的推进工作上存在诸多不足，导致众多用电单位对于使用电力存在很多误解，并不认为电力是商品，自然将窃电与一般盗窃违法行为区别看待。同时，近年来有关部门对于窃电行为的打击行动过于形式化，并不深入持久，这是致使窃电行为猖獗的最大原因。二是电力部门的内部监管上还存在很多漏洞。通过案例分析可发现，很大一部分窃电案件都有电力部门内部员工参与，涉案人员大多因贪婪被收买，在技术上协助用电单位进行窃电行为，这无疑助长了社会上窃电人员的犯罪心理。

1.3 防窃电技术发展现状

当前较通用的防窃电技术有对电表的封闭性进行加强，在电表外部搭设保护箱，应用先进的防窃电电表，使用窃电侦查仪器巡逻各处电表，将电表与计算机终端联网实时计数等。然而，以上技术方案只能在一定程度上打击窃电犯罪，对于表前分流窃电或是回路窃电行为作用不大。此外，主流的防窃电手段大部分都未应用当前日益成熟的自动化管理控制系统，在窃电行为发生时，倘若没有安装独立的通信信道便无法向相关监管部门发送通知信号，安装该信道势必会提升供电成本和维护成本，而部分嵌入了该系统的防窃电手段也因为难以精确定位而加大惩处难度。

1.4 现有防窃电措施及不足

虽然我国目前防窃电手段已较为丰富，发展路径也趋于现代化，能精确定位窃电目标，且能准确记录窃电量。然而，现行的防窃电手段还存在一些值得改进的地方：①局限性大，目前主流防窃电设备和手段都是针对一些常见的窃电方法设计的，无法对抗更加专业和高科技的窃电手段；②实时性差，当前所有的防窃电设备和手段基本都是针对维护电表安全来设计的，并不是所有的窃电手段都是从电表入手的；③可靠性差，部分技术能力较强的窃电份子通过对电表进行一定的改造，使其无法正常运行，从而造成电表计数上的错误；④成本偏高，国内现在常用的防窃电装置一般是都是通过集成电路板组建的，工作原理复杂，制造成本较高。

2 无线防窃电系统设计

2.1 系统结构

无线防窃电系统主要由无线采集器、无线接收器、窃电分析专家系统几部分组成。无线采集器主要在离用电管理终端较近的位置进行一次侧电流数据采集，然后将相关数据转化成相关电信号，传输到无线接收器。无线接收器接受相关数据以后，依托数据转化器将数据还原以后传输到电营销自动化系统，再由该系统将本系统监测到的数据与从无线设备接收到的数据进行整合以后与窃电分析专家系统进行数据共享，得出较为精确的用电分析结果。

2.2 工作原理

无线防窃电系统通过使用一次侧和二次侧的电流监测，使用其平均功率值，在结合了系统误差、设备损耗等诸多影响因素以后，设定了一个合理的、可信度较好的阈值范围，一旦监测到的电功率超过了这个阈值，则系统会自动发出警报，自动定位该用户并自动切断该用户的电源。

2.3 主要部分的功能

2.3.1 无线数据采集器。无线数据采集器主要用来采集和传递各类电流和电功率的相关原始数据，并与数据分析系统进行无线数据分析。无线数据采集器由电流互感器、采集模块、能量模块等结构构成，将电流转化为电信号进行传输。同时，该采集器可以将接受到的原始数据进行计算和处理，将处理结果储存在本地和传输到下一级数据处理系统。无线数据采集器可连接在一次侧终端附近，为适应露天高温高湿的自然环境，所有数据采集的相关硬件设备尤其是传输设备都采用抗紫外的环氧树脂密封加工工艺，该技术可保证器件很难被人为破坏，极大地防止了人为在数据采集终端进行窃电的行为。

2.3.2 无线数据接收器。无线数据接收器是用来接收远程用电终端的相关数据的装置，该装置主要由数传模块、嵌入式微处理器、存储器和输出接口等组成。用于接受一次侧的相关数据并传输到数据处理的终端设备中进行下一次的分析和处理。接收器接口支持多种新型电能表，可以直接与用电管理系统共享全部数据并进行多重分析，保证数据的合理性和数据分析的准确性。

2.3.3 用电管理终端。用电管理终端是一类在终端对用电情况和供电质量进行量化监测的终端服务器，生活中最常见的用电管理终端就是家用电能表。本系统的用电管理终端采用DL/T645规约经RS485接口与无线数据接收器通信，收集来自无线数据接收器监测到的一次侧电流值和二次侧电流值。将用电管理终端的内部程序进行修改以后，可通过对内部用电功率进行平衡和监测，以此来确定是否有用电异常情况。如果不对用电管理终端进行修改，也可直接通过已有的信息监测系统，远程无线监测一次侧和二次侧的数据，并上传至总服务器进行阈值自动计算，以此来判断用电是否异常。一旦发现异常，系统将自动发出警报并停止对该用户的供电。

2.3.4 窃电分析专家系统。窃电分析专家系统的分析数据主要是来自电营销系统数据库。窃电分析系统可以直接读取该数据库的相关数据并进行收集和分类处理，通过计算用户一定时间内的平均功率，同时结合远程监测到的用户终端多用电能表的数据进行综合分析，得出该用户用电在二次侧相应时间内的平均功率，绘制相应的功率曲线图，分析其相应的用电变化趋势和走向，在充分考虑了设备损耗和数据采集的误差等因素的影响以后，设定系统预测窃电阈值，一旦发现异常，系统自动发出警报并提醒指挥中心，与此同时，系统自动切断对该用户的供电。

3 结语

本文以实际生活中的偷电漏电现象为切入点，详细分析了无线通信技术在新型无线防窃电系统中的作用、系统结构和工作原理等。通过监测一次侧电量数据，二次侧与一次侧实时功率曲线的对比，极大地弥补了传统窃电监测系统的功能不足。同时，系统自身能够全天候实时监测窃电情况，一旦发现窃电行为，可立即定位并锁定窃电用户，同时向指挥中心发出警报。此外，整个系统的全部电路集成原件均采用全密封无焊接设计，这一高新技术的引入大大增加了原件和系统的使用寿命。

［1］李涛，杜晓平，刘焕光.配变监控系统的防窃电功能实现［J］.电力自动化设备，2012（11）：25-27.

Design of Anti-stealing System Based on Wireless Communication

Du Ke
（Weifang Power Supply Company，Weifang Shandong 261021）

Against the backdrop of stealing up electric power in our country,it is very necessary and urgent to carry out a powerful attack on stealing electricity.In the face of stealing behavior,power supply sector should be to suppress the phenomenon of electricity stealing through independent communication channel.Based on this,the development of anti-stealing technology was briefly summarized,the design of anti-stealing system based on wireless communication was studied.

wireless communication；anti-stealing system；communication channel；expert system

TM73

A

1003-5168（2016）11-0024-02

2016-10-11

杜珂（1990-），男，本科，助理工程师，研究方向：电能计量、用电检查。