窃电防控技术研究与应用

深圳供电局有限公司 张昱波 黄令忠 刘晓薇

1 电能计量装置工作原理

电能计量装置是计量器具，用于测量和记录发电量、供电量、厂用电量、线损电量和用户用电量，主要由电能表、计量用电压互感器和电流互感器、二次连接线导线构成[1]。电能使用量的具体计量方法主要通过电能表进行计量，电能表是电能计量装置的核心，主要包括感应式电能表、电子式电能表及智能电能表，其工作原理如下：

感应式电能表工作原理：驱动元件将被测电路的电压和电流转变为磁力矩转动转盘，转盘的轴带动齿轮驱动计度器的鼓轮转动，转动的过程记录电能累计值；电子式电能表工作原理：通过感应分压器和电流互感器将被测的高电压和大电流按比例转换成低电压和小电流，输入到乘法器得到与功率P成比例的直流电压U，再经U/f 转换器转变为脉冲频率，将该频率分频后驱动计数器进行计数，得出相应的电量；智能电能表工作原理：利用分流器或电流互感器将电流信号转变为可测量的模拟信号，利用分压电阻或电压互感器将电压信号转变为可测量的模拟信号，利用内部的芯片将模拟信号转换为数字信号，对其进行数字积分运算输出脉冲信号，送至中央处理器分析处理计算用电量[2]。

2 窃电案例介绍

传统常见窃电方法主要对电能表及电压、电流回路进行干扰，主要手段如下[3]。更改电压回路：开路、改变计量接线方式、串联电阻；更改电流回路：开路/短路、改电流互感器变比、使电流互感器饱和、更改端子盒接线；更改电能表：干扰（改变计量接线、强磁干扰）或绕过（在公用线路上取电、在电能表前端取电、拆除电能表短接取电）。

随着高科技的逐步发展及不法分子的不断研究，新形势下的窃电行为不再像以上传统常见的窃电手段容易发现和排查，变得隐蔽性更强、更难发觉和遏制。以下为一起隐蔽性强、技术性较高的窃电案例：在用电检查过程中发现，一用户利用谐波发生器向电能表的计量电压回路注入谐波以使电能表不计量。将谐波发生器的A、B、C、O 接线柱接入电路中，控制线接至电能表领先通过零线向电能表的计量电压回路注入谐波，使得电能表不计量从而达到窃电的目的，该谐波发生器安装在用户家中，控制线通过地埋后接至变压器接地线，再通过计量箱外壳与电能表零线接通，用户在家中打开谐波发生器的电源开关以及启动按钮，可以使电能表的电压回路波形失真，影响表计计量芯片正常工作甚至停止计量，就可以进行窃电。

3 窃电防控技术及措施

3.1 窃电防控技术研究

有专利提出一种多系统协作的反窃电防控架构，利用现有电网企业系统和反窃电防控装置，对经常窃电分子进行打击，此种方法只适用于单一、简单手段进行窃电的行为，不适用于更高级别的窃电手段；有文章提出集成营销系统、采集系统、配电SCADA 系统和物联网负荷监测装置功能实现数据共享，构建窃电防控体系，此种方式数据过于繁重，不适用于目前没有众多数据共享的平台。

基于以上，本文对窃电防控技术进行进一步研究，以期得到更好的防控效果。对反窃电终端进行研究，构成如图1所示，主体内部设有主板、正面设有显示屏、正面显示屏顶部设有指示灯、顶部中心位置设有报警器、两侧设有扬声器、底部中心位置设有电源接口，显示屏底部设有操作按钮；扬声器通过报警器与主板电性连接，显示屏和操控按钮均与主板电性连接[4]。

图1 反窃电终端构成示意图

主板包括检测模块、GPRS 定位模块、控制模块、监测模块和连接模块，检测模块包括电流检测单元和电压检测单元，电流检测单元与外部电能表的电流端电性连接，电压检测单元与外部电能表的电压电性连接，检测模块与控制单元电性连接；GPRS定位模块包括电流定位单元和住户定位单元，电流定位单元与住户所对应的住户电能表释放的电流对应连接，GPRS 定位模块与控制模块电性连接；控制模块包括显示单元和反馈单元，显示单元与主体正面显示屏电性连接，反馈单元与外部电路工作人员检测设备电性连接；监测模块包括电流传感器和电压传感器，电流传感器与电压传感器均与外部电能表实时的电性连接，检测模块通过控制模块与显示屏电性连接；连接模块包括蓝牙单元，蓝牙单元与外部蓝牙进行电性连接。

当电能表发生异常时，通过报警器报警提醒用户查看，采用显示屏通过主板表面的检测模块定期对电能表进行检查，保障电能表的记电准确性；通过检测模块对电能表实时的电流电压进行检测，保障电流电压的稳定；同时通过GPRS 定位模块对用户和用户对应的电能表给予特定的标记，便于在用户在发生窃电行为时及时查出电流通方向与电的源头方向，便于对窃电的精准排查与及时处理，提高用户用电的安全性；通过检测模块在用户不用电时对电能表进行定期排查，保障电能表的稳定性与安全性；通过GPRS 定位模块对用户所对应的电能表流出的供电进行标记定位，当有窃电时，由于特定的电流标记可迅速对相对应用户电流的流向进行及时的定位，便于及时隔断窃电行为，保障用户用电安全；通过监测模块对电能表实时流出的电流和电压进行监测，可对窃电时电流发生明显变化时进行实时反应与警报，便于及时处理；用户可通过外部蓝牙与主体进行连接，反馈单元及时反馈用户用电异常的电信号至外部维修人员进行及时检修。

3.2 窃电防控技术应用

对上述反窃电终端进行小范围应用，在应用的6个月内通过用户自行反映及终端的反馈信号准确定位、排查到11个用户的窃电行为，电力人员及时处理隔断窃电行为，为用户挽回了不必要的经济损失。统计对比此区域某线路应用反窃电终端前、后半年的线损数据，其供电量（万kWh）、售电量（万kWh）、损失率（%）分别为1253.76/971.52/22.51、1285.23/1115.58/13.20，发现应用反窃电终端后线损率降低9.31%，提升了供电企业经济效益，验证了反窃电装置的可行性及可靠性，为持续窃电防控工作提供思考方向。

3.3 窃电防控措施

尽管窃电的方式方法很多，但从根本上来看无外乎改变电能表、电流、电压、功率因素来使电能表减少计量，从而达到窃电，针对常见及容易发生的窃电手段提出以下防控措施：缩短检查周期，突出检查重点，保证计量箱、计量柜、电能表的零线不外露；加大自动化设备的投入并加强用户管理，结合线损率定期分析重点用户的负荷变化，及时发现用电异常；合理应用反窃电新技术新装置，对新技术新装置进行反复验证后投入使用；有效利用监控系统，对顽固窃电用户采用长期监控，在用电检查时重点排查；加大处罚力度，让犯罪成本大于不义收益，定期进行反窃电宣传，让不法分子产生不敢窃电的心理。