基于电力载波技术排查电能表的表后串户问题

杨　晞，左继录，王　毅，吴咏梅，姜　琴，吕鑫科

(国网重庆市电力公司北碚供电分公司，重庆 400700)

1　电能表串户的原因和危害

在用电系统中，电能表是最基本的工具之一，电能表对电量的统计，是电费收取的直接依据。电能表串户就是A家的用电量被计成B家的了，常见的电能表串户有农村串户、社区串户、施工串户、光伏发电用户串户以及营销系统与用电采集系统的串户等。

电能表串户的原因大致可分为两种：施工串户、客户档案串户。施工串户是指电能表在安装过程中由于施工监管不严格，安装人员在电能表安装时出现接线错误造成串户。客户档案串户是指供电公司在对用电客户的地址统计、核对、电能表出库、工单填写等客户系统的管理工作上存在不足，导致客户信息和客户地址不匹配造成串户。

电能表串户是很常见的问题，往往造成电能表数据统计与实际使用客户不匹配，A家缴纳B家用电费用，B家缴纳A家用电费用，而两家用电量绝大多数情况下是不一致的，串户就造成了双方不同时段的经济损失，引起经济纠纷，不利于维护用电客户的合法权益。此外，串户问题的存在是用电管理工作的漏洞，长远来讲，对建立规范公平有效的用电市场，维护供电公司的形象和信誉，提高供电管理工作水平十分不利，应积极加以防控、排查。

2　电能表串户的常用排查方法

电能表串户既不利于维护用电消费者的合法权利，也不利于供电系统的规范健康管理，所以电能表串户排查十分重要。一般来说，电能表串户的排查主要从两个方面着手：一是排查客户管理系统，严格检查和核对客户信息，到客户的家中，将客户信息和电能表的资产编码、表号、用电采集系统的资产号进行仔细核对，发现不匹配的状况及时修正；二是对电能表的施工情况进行排查，采用简单跳负荷开关或增加负荷的办法检查供电和用户住址的匹配情况，此种方法会造成用户用电的不稳定或用电量增加，一般很少使用。

排查客户管理系统是供电公司应坚持的基本工作，以往传统的排查方法均存在效率低，工作量大，对用户影响较大等问题，难以进行大面积的普查工作。

国网重庆市电力公司北碚供电分公司根据当前存在的问题，利用较为成熟的电力载波技术，研发一种新型的串户排查设备，解决既往串户排查工作中的难题，提高了工作效率。

3　电力载波在用电信息采集系统中的应用

电能表串户问题实质是用电信息采集问题。目前，我国使用的用电信息系统主要由集中器、采集终端、通信信道与主站系统组成。电能表抄表主要分为有线抄表和无线抄表两种。有线抄表主要包括485总线抄表和光纤网络抄表，无线抄表主要包括微功率无线抄表和低压载波抄表。发展低压抄表，提高抄表质量和效率，提高用电信息采集的质量是当前供电行业的核心工作。

电力载波通信是利用电力线进行载波传输的一种通信方式，被运用于用电信息采集系统，采用微功率无线方式进行用电信息采集，实现低压无线抄表。电力载波的运用，覆盖面广、容量大、低压安全，可极大的减少入户抄表的人力物力，节约表箱间的电缆布线，减少采集终端的设备使用，无需布线也使得供电路线整洁、美观，更能节省很大一笔通讯费。因此组网简单、可行性高、成本低的电力载波在用电信息采集系统上具有极大的发展前景，受到了社会各界的广泛关注。

4　基于电力载波应用而发明的串户排查仪

国网重庆市电力公司北碚供电分公司研制的串户排查仪的基本原理为，利用施加在电能表后端电力线上的耦合信号，来判断表计后端出线方向，从而判断接入用户的电力线是否确实从其自身表计接出。其信号发生装置设计原理图如图1所示。

图1　串户排查仪原理图

电力载波运用于用电信息采集的一个典型例子是串户仪的发明和使用。基于电力载波运用而发明的串户仪，在排查电能表表后串户问题上越来越体现出其便捷性、准确性和经济性。

4.1　串户排查仪的优点

串户排查仪可在不断电、免入户的情况下智能排查户表关系，不影响用户的正常用电，无需入户就彻底解决传统串户排查过程中的入户难问题，操作简单，大大降低排查难度、提高排查效率。国网重庆市电力公司北碚供电分公司研制的串户排查仪具有报文分析识别功能，主机电能表入户线发送报文，从机则在不入户的情况下分析报文，并检测信号强度，通过报文锁定信号，通过对比分析信号强弱确定户表关系，从而检测出串户问题。

4.2　串户排查仪的组成

运用了电力载波的抄表系统，大致由主站系统、载波集中器及与之连接的载波电能表三大部分组成。国网重庆市电力公司北碚供电分公司研制的串户排查仪基本上遵循上述结构，并在细节上进行了优化设计。

国网重庆市电力公司北碚供电分公司研制的串户排查仪由主机和从机两大硬件部分以及专用的APP分析软件组成，串户排查仪实物如图2所示。

图2　串户排查仪实物图

主机的核心功能为信号的发生，即由主机通过耦合线夹在电力线上施加载波信号。该载波信号具有如下技术特征：载波频率10～50 MHz，调制方式为2FSK，载波数据传输速率不大于1 kbps，最大载波功率不大于20 dBm(0.1 W)，无中继传输距离100 m，标称输出阻抗50 Ω。

从机的核心功能为信号的接收，即利用定向天线，接收主机发出的信号，并将信号解码调制，利用蓝牙功能将数据导入APP软件进行数据分析，从机信号接收能力具备如下特征：从机接收灵敏度小于等于-70 dBm，有效探测距离不大于5 m。

APP分析软件的核心功能为数据分析，利用蓝牙设备将导入的数据信息进行处理，比对，利用算法计算得出最终的检测结果。

4.3　串户排查仪的使用方法

串户排查仪是与手机APP相配合使用的。蓝牙APP安装完成后，找到串户排查仪，打开定位，开启蓝牙，然后让串户排查仪的主机、从机进入工作模式。

(1)主机工作模式

a.主机开机，将主机旋钮转至中或大档，此时主机运行绿色灯闪亮，表示主机工作正常。若运行灯不亮，请重新开关机，如果运行灯依然不亮，考虑使用USB充电或联系产品经理，查找原因。

b.根据测试需求，主机正确接线注入用户电表端，载波信号采用耦合夹方式注入，连接示意图如3所示。

图3　主机连接图

(2)从机工作模式

a.主机正常工作后，排查人员按要求连接从机与天线；

b.在每次测试前，从机需开机，使用手机端蓝牙APP连接从机，在“读取数据”中选择“清理从机数据”，然后关闭从机，此时从机数据清空，进入待测模式。

需要注意的是，在连接主机时，必须做好耦合夹的连接。耦合夹必须夹在空开下方线缆(L、N线均可)，若现场测试条件不满足空开下方夹耦合夹，则可以考虑在电表出端(2、4线)夹耦合夹，绝对不允许夹在电表入端(1、3线)，具体如图4所示。

串户排查仪使用之前要对主机、从机的使用模式进行验证，确保有效。以从机为例，验证从机天线增强模式是否有效：主机正常注入目标户之后，先用从机在表箱旁边测试两组数据，一组数据使用天线增强模式A，另一组数据不使用增强模式B，然后使用手机APP读取这两组数据。目测测得数据A比数据B整体趋势上大3倍以上，则说明天线增强模式工作正常。如果数据A比数据B还小，则说明天线增强模式无效，考虑更换天线电池再次测量，如果依然无效，则有可能是主机端注入功率偏小或者天线损坏，要及时修正。

图4　耦合夹的连接位置

5　串户排查仪的排查流程

串户排查仪在排查各用户间电表连接关系时，以单个表箱为测试单位。在排查某小区某单元当前表箱时，主机按户号顺序分别注入用户电表，主机每注入一块电表，排查人员都需使用从机在该表箱对应所有户门口，按照户号顺序测试记录数据，若表箱内有n块电表，则排查人员需测试n×n组数据。

举例说明，某小区某单元当前测试表箱共15块电表，户号分别为101、102～115。在排查此表箱时，排查步骤如下(从机要提前完成程序更新或ROM擦除工作)：主机首先注入101号电表；排查人员在101户门口，打开天线增强模式，将天线对准被测户门口，按下天线手柄前端的圆型按钮，然后旋转按钮从机开机，直到从机屏幕显示000001(表示当前被测户数据记录完成)，关闭从机。然后在102户门口，重复上述操作，直到从机屏幕显示000002，关闭从机。以此往复，直至从机记录完115户数据，从机屏幕显示000015。此时，主机注入101户测试条件下，15个被测户的15组数据已完全记录；测试数据记录完成，在从机完成数据记录功能后，打开手机端APP，可读取到记录的数据并对其进行分析或其他相关操作。点击APP上的“分析结果”按钮，APP将对数据进行智能分析，并输出表户对应结果，正确的表户关系使用绿色显示，串户的表户关系则用红色显示，这样就高效快捷的得到了串户排查的结果。结果可以截图保存，也可采用txt文档形式保存，十分方便。软件测试结果如图5所示。

6　串户排查仪的测试效果

国网重庆市电力公司北碚供电分公司利用研发的串户排查仪设备，在现场进行了细致的测试与试验。

在测试过程中，北碚供电公司针对串户排查仪的特点，在未投运的台区故意接错表计、档案做反、在电力线路施加干扰等，串户排查仪设备均能准确的识别用户与表计不一致的电表。

北碚公司利用该设备，对辖区内城网及各供电所进行了小范围的测试与普查。截至2017年6月30日，已累计完成3998户的普查工作，设备判断串户数量共53户，其中已确认26户串户，25户无法入户核实，2户为电能表安装顺序反。软件测试结果如图5所示。

实验表明，串户排查仪不仅有较高的准确率，在测试效率上也较以往测试方法有明显的提高。

图5　软件测试结果图

7　结束语

电能表串户问题会给客户和供电公司都带来不良影响，应积极加以排查和防控。传统的电能表串户测试方法费时费力效率不高，而基于低压电力载波运用的串户排查仪的发明，提高了电能表串户排查的效率、经济性、便捷性，具有广阔的应用前景。

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