石 云，劉金亮，徐 芳

(滄州供電公司，河北 滄州 061001)

1 概述

當(dāng)前，我國的竊電現(xiàn)象非常普遍和嚴(yán)重，竊電手段比以前更隱蔽，更多樣化，已向高科技、智能化、專業(yè)化方向發(fā)展。目前國內(nèi)防竊電的硬件電路還不成熟，原有負(fù)荷管理系統(tǒng)均沒有實現(xiàn)防竊電的功能，大部分產(chǎn)品對竊電中經(jīng)常使用的計量回路TA一次/二次短路、二次開路等竊電行為缺乏有效可靠的監(jiān)測。計量回路TA一次/二次短路、二次開路等竊電行為不會對電能計量設(shè)備和TA造成任何外部或內(nèi)部的損傷，一般在計量TA二次側(cè)插接短路環(huán)，而且一旦發(fā)現(xiàn)有稽查人員時，可立即取下短路環(huán)，其竊電方法操作方便，隱蔽性較強(qiáng)，很難有效防御[1]。為了更好的解決滄州地區(qū)較嚴(yán)重的竊電行為，滄州供電公司在滿足國家電網(wǎng)公司關(guān)于電力負(fù)荷管理系統(tǒng)的2個企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，開發(fā)了具有專用的防竊電硬件電路和算法的電力負(fù)荷管理系統(tǒng)。

2 電力負(fù)荷管理系統(tǒng)的防竊電新技術(shù)

2.1 防竊電硬件電路的定義及原理

2.1.1 定義

電力負(fù)荷管理系統(tǒng)防竊電硬件是利用新技術(shù)，將防竊電裝置的功能采用模塊化設(shè)計，作為一個功能電路，結(jié)合控制算法，嵌入到負(fù)荷控制終端的內(nèi)部，不改變終端的外部接口和形狀，外觀上同普通的負(fù)荷管理系統(tǒng)沒有太大的區(qū)別，但可以發(fā)現(xiàn)和監(jiān)測到計量回路TA一次/二次短路、二次開路等竊電行為，完善了原有電力負(fù)荷管理系統(tǒng)的防竊電功能。

2.1.2 原理

無論是對TA二次側(cè)回路實施開路或是短路的偷電行為，實質(zhì)上都是改變了TA二次側(cè)回路的電路結(jié)構(gòu)，也即跨越計量元件，改變了電能計量設(shè)備的外部阻抗。識別這一竊電法的關(guān)鍵在于能夠精確區(qū)分TA二次側(cè)正常、短路、開路3種情況下電能計量設(shè)備的外部阻抗。因此首先對負(fù)荷管理系統(tǒng)的電流計量回路進(jìn)行了改進(jìn)，使防竊電終端中的采樣模塊與TA相連接，通過計量設(shè)備側(cè)的交流信號源發(fā)射檢測方波信號(以60 kHz為例)，利用方波信號對阻抗變化敏感的特性實時監(jiān)測TA二次側(cè)正常、開路及短路的物理狀態(tài),如圖1所示[2]。

圖1 TA二次側(cè)開路、短路檢測原理示意

方波信號的頻率選擇是很關(guān)鍵的參數(shù)，頻率太低，對感抗的變化不夠敏感，也容易對工頻信號造成干擾，影響電能計量的精度；頻率太高，TA二次側(cè)阻抗在正常和開路狀態(tài)下的阻抗都將變得很大，不宜進(jìn)行區(qū)分，綜合考慮，該設(shè)計采用60 kHz的正弦波為檢測信號。通過防竊電裝置模塊向TA二次側(cè)發(fā)出一組高頻方波信號，獲取TA電壓幅值，竊電手段不同，微處理器采集的高頻信號均方幅值也不同。

方波信號輸出端串接電阻、電容后接到TA K1端，TA公共端G與方波信號回路G0端連接在一起，A、B、C分別為U、V、W三相TA方波信號幅值測試點，ZU、ZV、ZW表示TA二次回路表計的負(fù)載阻抗。回路正常工作時，從A、B、C點上測試出來的方波幅值在正常允許范圍內(nèi)，終端不會判斷為開、短路故障狀態(tài)。

當(dāng)TA二次側(cè)回路任意相出現(xiàn)開路時，因為檢測回路電氣參數(shù)發(fā)生變化，改變了原有工作狀態(tài)，從A、B、C點上測試出來的方波幅值較原先正常值大0.5 V以上，從而判斷TA開路，并通過終端數(shù)據(jù)接口上送到電能信息采集與監(jiān)控主站。

當(dāng)TA二次側(cè)回路任意相出現(xiàn)短路時，因為檢測回路電氣參數(shù)發(fā)生變化，改變了原有工作狀態(tài)，從A、B、C點上測試出來的方波幅值0.5 V以下，從而判斷TA短路，并通過終端數(shù)據(jù)接口上送到電能信息采集與監(jiān)控主站。

2.2 檢測算法

試驗階段分析TA二次側(cè)分流情況。當(dāng)分流電阻值小于一定閥值時，通過調(diào)節(jié)短路、開路判斷值，可以檢測為短路狀態(tài)。當(dāng)分流電阻值大于一定閥值時，一方面分流量逐漸減小，可以竊取的電能有限。這種TA短路、開路檢測方法可以準(zhǔn)確地判斷出變比在600 A/5 A及以下的TA開路短路故障，另一方面可以改進(jìn)檢測算法，也可以檢測變比在600 A/5 A至1 500 A/5 A的TA異常開路和短路故障，從而達(dá)到滿意的檢測范圍，即可準(zhǔn)確可靠的識別出這一類的竊電行為。

2.3 上報流程

基于以上檢測原理，構(gòu)建如圖2所示的發(fā)現(xiàn)故障后上報給主站系統(tǒng)的流程示意圖，嵌入負(fù)荷管理系統(tǒng)中的防竊電裝置將檢測到的計量回路TA一次/二次短路、二次開路故障狀態(tài)通過原有負(fù)荷管理系統(tǒng)的通信接口傳送到電能量采集與監(jiān)控系統(tǒng)中，反映給主站人員。

圖2 故障情況上報流程

3 應(yīng)用效果

具有硬件防竊電功能的電力負(fù)荷管理系統(tǒng)，運用了新的技術(shù)手段，加強(qiáng)和完善了防竊電硬件功能，在不影響原有竊電行為監(jiān)測功能的基礎(chǔ)上，新增加了對計量回路TA一次/二次短路、二次開路等竊電行為的監(jiān)測和報警，主站工作人員通過報警信息可以立刻查找到發(fā)生異常的終端，并通知負(fù)荷管理中心及時進(jìn)行檢查、核實、處理，查處竊電和處理計量故障的效率高，完善了防竊電功能。應(yīng)用嵌入電力負(fù)荷管理系統(tǒng)的防竊電裝置，不僅能夠準(zhǔn)確識別發(fā)生在計量回路TA一次/二次短路、二次開路的竊電手段，實時性、可靠性、靈敏度高，而且不影響電能計量的精度，為供電企業(yè)提高供電質(zhì)量和服務(wù)水平，減少線損提供了技術(shù)手段。防竊電模塊結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕，能方便的嵌入終端內(nèi)部[2]，便于使用。滄州供電公司2010年售電量累計158.92億kWh,同比增長12.21%，10 kV綜合線損累計7.23%，比2009年同期降低2.53%；2011年售電量累計183.96億kWh，同比增長15.75%,10 kV綜合線損累計7.02%，比2010年同期降低2.91%。

4 結(jié)束語

滄州供電公司應(yīng)用了一種新型的防竊電技術(shù)，通過在普通負(fù)荷管理系統(tǒng)中嵌入一個功能模塊，在硬件方面可以發(fā)現(xiàn)和監(jiān)測到TA一次/二次短路、二次開路等竊電行為，完善了負(fù)荷管理系統(tǒng)的防竊電功能，并能將竊電信息上報給電能量采集與監(jiān)控系統(tǒng)主站，使防竊電工作邁上了一個新臺階，值得推廣并大范圍投入使用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 韓谷靜，殷小貢，秦 亮，等.電能計量設(shè)備防電流法竊電新技術(shù)[J]. 電測與儀表，2007，44(10)：29-32.

[2] 張伊輝，馬延峰，韓平軍. 電力負(fù)荷管理系統(tǒng)防電流法竊電裝置研制[J]. 電力自動化設(shè)備，2009，29(11)：132-135.