1智能电能表的工作原理
智能电能表的结构图如图1所示，其工作原理是:通过电压电流采样电路，把采样到的负载电压、电流信号分压、分流后输入专用电能计量芯片，再由芯片内部的乘法器将电压、电流相乘得到相对应的功率，并通过A/D转换器将模拟量转换成数字量输入微处理器进行数据处理，最后存储器存储电量值并在液晶显示器上显示，同时电能计量芯片输出的功率信号由功率/频率变换器转换成对应的电能脉冲输出，以供电能表检验用。
2 常见的窃电技术
近几年科学技术快速发展，窃电行为逐渐增多，主要是从计量装置开始的。根据电能原理，电能表的计量电量主要是由电压、电流、功率和时间决定的。如果对其中一项进行改变，就能完成窃电行为。常见的窃电种类有，移相窃电、欠流窃电、欠压窃电和扩差窃电等形式。其中常见的窃电手法有以下几种：第一，违法人员直接从低压配电线路进行连电窃取，该方法最大的特征是不改变电能计量装置，窃电没有准确的规律，窃电后不易察觉。这种窃电手法经常出现在农村等偏远地区，严重影响电路的安全性和稳定性。第二，电能表后绕越计量装置进行窃电。这种接电手段有较强迷惑性，执法人员很难检查出来。检查人员只能将电源闭合，打开刀闸后测量刀闸下端的接线是否有电，如果有电，即可检查出窃电行为。第三，不良用户将零线断开，进行外接线路，使零线上的电流流入到电能表的电流线圈中，在家中安装开关就可进行电流的窃取。检查人员进行安全用电检查的时候，只需要违法人员将零线闭合，电能表就能正常工作。以上几种方法是违法人员常用的窃电手段，浪费资源，对国家造成经济损失。
3智能防窃电核心技术
3.1技术构成
智能防窃电技术的应用依托于智能防窃电系统，该系统由高压无线采集器、数据转换器、专变采集终端、多功能电表及采集主站5部分组成（图1）。智能防窃电技术以用电信息采集系统为平台，业务模型为核心，经验阈值为参考[4]，通过从专变采集终端、多功能电能表、数据转换器及高压无线采集器获取客户专用变压器一次侧和二次侧用电信息，结合智能分析技术，为判断现场各类计量异常、设备异常、用电异常现象提供完备的技术手段，实现对专变用户计量的实时化和集约化监控。
（1）数据采集。采用高压无源供电技术，利用高压无线采集器，采集处理、存储一次侧的三相电流数据，并通过无线信道传输给数据接收器。（2）数据接收。采用无线数据接收技术，通过数据转换器接收变压器一次侧用电数据并上传至现场采集终端，终端接口为RS485，通信规约为DL/T645。（3）数据转换。利用采集终端抄读数据转换器中一次侧数据及多功能电表的二次侧数据，应用数据转换技术转换存储后，上传至采集主站。（4）数据分析。创新防窃电智能分析技术，将一次侧电压与采集电流绘制成一次侧视在功率曲线，二次侧视在功率通过倍率计算绘制曲线图像，实时动态展示用户实际用电状况。
3.2技术应用
3.2.1数采技术
传统的防窃电数采技术是利用数据终端采集高供高计与高供低计的高、低压计量表计电量，电流或电压等对比数据实现防窃电监测[8]。这种数采技术都是通过采集表计信息来提供防窃电监测依据的，但对于采用高科技手段更改表内计量回路、电能表参数、越表用电以及在接线盒、高压计量箱和电流互感器内安装遥控窃电设备等窃电手段，传统的防窃电数采技术无法实时、高效、准确地防范。智能防窃电数采技术通过安装在高压电力线（6~35 kV）上的高压无线采集器，直接采集变压器一次侧进线电流，采集器本身难以被破坏，能够有效防止计量回路被短接分流，并且无线采集器整体串接或套接安装在一次侧电力线上，能够有效防止绕越表计的窃电行为；另外高压无线采集器的无源供电技术也为数据采集提供了安全平稳的数采基础。该技术首次在大庆油田应用，解决了目前表前用电缺少有效监测手段的难题，实现了对用户用电情况实时、准确、直观的全方位监测，为用电检查、线损分析、打击窃电、查漏追缴提供了高效的技术防范手段。
3.2.2数据采集转换集成技术
数据采集传输过程由高压无线采集器采集数据开始，通过无线方式（DTL645）传输给数据转换器，采集终端通过双485 信道获取同一时间内数据转换器与二次侧计量表计用电数据，本地存储后通过专网上传至采集主站。上述传统方式专变采集终端采集一次侧高压数据是通过中间装置——数据转换器来实现的，无论从设备选址、接线布线、维护安全等各方面，都极易产生风险。综合实际应用需求与产品特性，营销公司提出设备扩展集成的思想（非II 型物理集成），通过研究传输协议转换技术，将采集转换技术应用至采集终端运行底板，并保留扩展接口，方便其他新功能的扩展使用。该技术首次在大庆油田和国内实现转换设备与采集设备的实用化扩展集成，III 型终端的应用不仅省去安装环节，而且具有开放式的扩展特性，新技术、新设备的应用在适应复杂环境方面效果极为显著。
3.3数据分析技术
主要负责对油田110、35 kV 变电所及6 kV 电网高压台变电量的远程采集与用电监测，异常数据主要靠监测计量表计端电压、电流、电量、计量箱门等信息进行人工分析，判断各种用电状态是否存在异常。随着近几年窃电手段的高科技化，表前窃电、更改计量箱内部装置等窃电手段隐蔽性极强，仅靠对计量表计进行实时监测往往很难及时发现准确的窃电信息。智能防窃电数据分析技术的基础是关键用电数据的采集。一次侧电流值在采集终端中通过内部计算转换成一次侧实际视在功率；同时终端通过RS485 通道采集、计算同一时间二次侧的实际视在功率；采集主站接收终端上传数据后，将一次侧和二次侧实时视在功率以可视化数据模型对比的形式动态展示，绘制出一、二次侧视在功率对比曲线，如差值超过设定阈值，则判断此用户存在明显窃电嫌疑。
4 智能电能表中防窃电技术的管理措施
4.1加强日常管理
检查人员要加强防窃电技术的应用，借助现代科技进行数据分析。针对用电区域每月线损率和波动率进行参考，进行盘查，对用电情况异常的用户进行详细检查，及时发现智能电能表的问题，及时采取措施阻止窃电行为。安装防窃电功能的智能电能表，其有不能更改数据、不能倒装的功能，并且一旦发生窃电现象，电能表会自动记下异常电流的详细情况，并上报。维修人员及时对电能表进行维护和维修，保证正常工作，减少窃电行为的发生，降低每年由于窃电造成的资源浪费和经济损失。
4.2强化用电检查工作
为更好地避免窃电行为的产生，电力企业需要进一步提升用电检查工作效率，具体可以从以下几点展开：第一，要定期对公用变压器线损情况进行分析，同时制定相应制度标准，这样可以大大缩小用电检查工作范围，公用变压器线损情况的分析，可以得到相应数据信息，针对数据异常区域，可以进一步加强监督与检查工作。第二，让用电用户积极参与到用电检查工作中，可以根据用电用户反映情况，提升用电检查工作的准确性，从而使工作效率与工作质量得到提升，及时发现并制止用户窃电行为，要逐渐加大用户窃电行为检查力度，从而使用户窃电行为得到有效控制。
结束语
由于不法人员的窃电，对电力企业和国家造成了巨大的经济损失。随着科技的进步，很多不法分子利用先进的科学技术大量进行窃电，对此，电力企业要加大资金和技术的投入，通过提高防窃电技术，减少窃电行为，降低电力企业和国家的经济损失，促进电力企业的可持续发展。
参考文献
[1]兰凯.智能电能表运行维护及防窃电技术探讨[J].中国战略新兴产业,2017(44):176.
[2]黄利.智能电能表防窃电技术研究[J].居舍,2017(19):141.
[3]李华发.智能电能表的应用与防窃电技术[J].中外企业家,2016(36):108+119.
[4]孙秀琴,康小强.智能电能表防窃电技术应用探究[J].中国高新技术企业,2016(11):37-38.
论文作者:范立会 黄孟欣
论文发表刊物:《中国电气工程学报》2019年第4期
论文发表时间:2019/6/11
标签：窃电论文; 数据论文; 技术论文; 终端论文; 电能表论文; 电流论文; 智能论文; 《中国电气工程学报》2019年第4期论文;