林銳濤等

【摘 要】 針對(duì)目前竊電方式多種多樣，本文提出了一套基于準(zhǔn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的10kV專變計(jì)量裝置CT一次測(cè)分流竊電模型。通過研究分析用戶正常用電與分流竊電原理，推導(dǎo)出用戶竊電前后功率因數(shù)相位角變化范圍并同步結(jié)合日線損分析，建立一套CT一次測(cè)分流竊電的診斷識(shí)別流程，最終通過瞬時(shí)量分析和日線損分析相互印證精確鎖定竊電行為?，F(xiàn)有的技術(shù)只能采用現(xiàn)場查證的方式確認(rèn)其竊電手法，而此研究只需遠(yuǎn)程利用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析推斷，即可精確診斷、識(shí)別“高壓CT一次側(cè)分流竊電”。

【關(guān)鍵詞】 竊電原理 綜合瞬時(shí)量 功率因數(shù)相位角 竊電嫌疑戶 分流竊電

【Abstract】 Aiming at the various ways of electric larceny， this paper puts forward a set of quasi real time data based 10KV special transformer metering device CT a measuring shunt stealing model. Through the analysis of user normal electricity and divergence stealing the electricity principle， deduces the stealing electricity power factors before and after phase angle change range and synchronization with daily loss analysis， establishes the diagnosis and identification procedure of a CT a measuring shunt current electric larceny， finally through the instantaneous volume analysis and daily loss analysis corroborated precise locking electric larceny. The existing technology can only use the on-site verification way of confirming its electricitystealing， this study can accurate diagnosis and identify the "high-pressure CT secondary side shunt electric larceny" just by making analysis and inference by using mathematical model remotely.

【Key words】 Electricity principle；Synthesis of instantaneous quantity；The power factor phase angle；Theft suspect Hu；Shunt power stealing

1 引言

“CT一次側(cè)分流竊電”是10kV專變計(jì)量裝置的一種常用的竊電手法，即通過將CT一次側(cè)兩個(gè)端子通過外加導(dǎo)線短接，減小CT一次繞組經(jīng)過的電流實(shí)現(xiàn)竊電。這種方式具有無需開啟高壓計(jì)量箱及表計(jì)封印、可快速卸下短接線躲避檢查、恢復(fù)后現(xiàn)場查無實(shí)證等特點(diǎn)，方式隱蔽、靈活，難以查處。本文首先分析三相三線用戶正常用電情況下瞬時(shí)量各項(xiàng)指標(biāo)之間的邏輯推算規(guī)則，再根據(jù)分流竊電原理和數(shù)據(jù)特征構(gòu)建判斷規(guī)則，隨后創(chuàng)建一套高壓一次側(cè)分流竊電的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、診斷識(shí)別方法并結(jié)合實(shí)際案例進(jìn)行說明。

2 專變瞬時(shí)量相位角、負(fù)載感容性及接線正確性推算方法

相位角依據(jù)各相有功功率、無功功率、功率因數(shù)，推算出用戶時(shí)間點(diǎn)相位角，判斷用戶接線正確性。

3 10KV高壓一次測(cè)分流竊電工作原理及判斷規(guī)則

3.1 高壓一次側(cè)分流竊電的邏輯推斷原理

如圖1所示，高壓一次側(cè)分流是CT一次側(cè)接線柱的L1、L2處用導(dǎo)線進(jìn)行短接的竊電方式，其等效電路圖如圖2。

根據(jù)該等效電路圖，可推斷出UL12（CT L1、L2兩端的電壓）以及電流I1（正常一次電流）、I （被分流后剩余的一次電流）、Id（短路分流電流）之間向量的關(guān)系如下：

UL12 =I1*[Rd//（R1+jX1）] =Id*Rd =I1*（R1+jX1）、且I1=I1+Id；

設(shè)R1+jX1=Z1∠Φ1、Rd+R1+jX1=Z1∠Φ1，則有：

I1 =I1*[Rd//（R1+jX1）]/（R1+jX1）

=I1*[Rd/（Rd+R1+jX1）] =I1*（Rd/Z1）∠-Φ1

其中：Z1=）

Φ1=ATan[X1/（Rd+R1）]

由于Z1>Rd，且-Φ1<0，因此與正常應(yīng)計(jì)量的一次電流I1比較，實(shí)際流進(jìn)CT一次線圈參與計(jì)量的電流I1的幅值大小必遠(yuǎn)小于I1、其相位必滯后于I1一定的角度，向量圖分析如圖3：

1）高壓側(cè)分流后的幅值比例 k=I1/I1=Rd/，可見k的大小與短路線分流后的短路電阻（短路電阻=接觸電阻+導(dǎo)線電阻）成正比，在導(dǎo)線電阻不變的情況下短路線接觸越牢固則接觸電阻越小、分流比例k則越大；

2）分流相的功率因數(shù)角將比分流前滯后一個(gè)相角Φ1 =ATan[X1/（Rd+R1）]，由于（Rd+R1）〈〈X1，因此Φ1的大小主要取決于X1的大小，而不同的變比10kV電流互感器一次線圈的電抗X1相差不大，通過收集以往同類竊電案例的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納分析，可得出40°≤Φ1≤65°的經(jīng)驗(yàn)值。

3.2 高壓一次側(cè)分流竊電的邏輯推斷規(guī)則

接線方式、分流相別或兩相分流短路線接觸效果不同時(shí)，將出現(xiàn)不同的數(shù)據(jù)特征，并可由確定其判斷規(guī)則，三相三線計(jì)量裝置高壓分流的特征見表1。

3.3 三相三線高壓一次側(cè)分流竊電的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、診斷識(shí)別流程

（1）將計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)采集到的綜合瞬時(shí)量數(shù)據(jù)（包括U1、U3、I1、I3、P總、P1、P3、Q總、Q1、Q3、CosΦ、CosΦ1、CosΦ3、ΦU32、ΦU12、ΦI1、ΦI3）推斷出計(jì)量裝置的電壓電流回路接線方式、分相功率因數(shù)角及用電負(fù)荷的感性或容性特征。

（2）首先判斷電壓U1、U3的幅值是否在正常范圍內(nèi)，如不正常則進(jìn)入“欠壓法竊電或失壓故障判斷規(guī)則”，如正常則進(jìn)入下一步判斷。

（3）根據(jù)綜合瞬時(shí)量按規(guī)則推算出接線方式、分相相位角及負(fù)載感容特性。

（4）判斷接線方式是否正常，如不正常則進(jìn)入“錯(cuò)接線或移相法竊電判斷規(guī)則”，如正常則進(jìn)入下一步判斷。

（5）判斷是否存在任一分相的相位角≥50°，如果沒有則進(jìn)入“二次回路短路或匝間短路竊電判斷規(guī)則”，如果存在認(rèn)為該戶存在高壓分流竊電嫌疑并則進(jìn)入下一步判斷。

（6）判斷電流不平衡率r和分相相位角以及各分相之間的差值，按照規(guī)則判斷可能采用的分流方式。

（7）導(dǎo)入該嫌疑戶在計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)一個(gè)時(shí)段內(nèi)的瞬時(shí)量數(shù)據(jù)，根據(jù)規(guī)則推算出時(shí)段內(nèi)每個(gè)時(shí)點(diǎn)的電流值和分相相位角，找出電流異常跌落時(shí)的相角拐點(diǎn)，并判斷當(dāng)電流跌落前后的相位角拐點(diǎn)差值是否在40°∽60°，如果是則該拐點(diǎn)為竊電時(shí)間點(diǎn)。

（8）同時(shí)導(dǎo)入計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)某嫌疑戶所屬線路時(shí)段日線損，根據(jù)10kV線路時(shí)段線損分析模型推算嫌疑戶及線損拐點(diǎn)。

（9）判斷相位角拐點(diǎn)和線損拐點(diǎn)的日期是否相符，如果是可精確定位該竊電戶在該日期采用“高壓一次側(cè)分流”的方式竊電。

（10）如果不符合，重新選擇其他時(shí)點(diǎn)的綜合瞬時(shí)量繼續(xù)進(jìn)行分析判斷。

4 案例分享

4.1 異常用戶竊電監(jiān)測(cè)

稽查中心線損監(jiān)測(cè)人員通過反竊電在線監(jiān)測(cè)平臺(tái)對(duì)專變時(shí)點(diǎn)瞬時(shí)量異常的監(jiān)測(cè)分析，發(fā)現(xiàn)XX漂染廠專變客戶發(fā)生電流不平衡現(xiàn)象，監(jiān)測(cè)人員根據(jù)反竊電在線監(jiān)測(cè)平臺(tái)設(shè)置的規(guī)則及典型竊電數(shù)學(xué)分析模型，對(duì)瞬時(shí)量中的電流、電壓、功率、功率因數(shù)等數(shù)值的變化進(jìn)行詳細(xì)分析，初步判斷電流不平衡現(xiàn)象應(yīng)由人為引起，該戶存在高壓側(cè)一次分流竊電嫌疑。日瞬時(shí)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)見表2。

4.2 竊電異常分析

對(duì)反竊電在線監(jiān)測(cè)平臺(tái)過濾出來的異常用戶做進(jìn)一步的人工分析與確定，通過計(jì)量系統(tǒng)查看用戶時(shí)間段綜合瞬時(shí)量、線路日線損、用戶日電量，對(duì)比分析用戶正常用電與異常用電前后各項(xiàng)指標(biāo)的變化。表3為瞬時(shí)量異常時(shí)間段部分?jǐn)?shù)據(jù)，表4為瞬時(shí)量正常時(shí)間段部分?jǐn)?shù)據(jù)。

（1）瞬時(shí)量分析。

通過表3和表4的對(duì)比發(fā)現(xiàn)用戶在正常用電情況下A相電流≈C相電流，且有功功率總=A相有功功率+C相有功功率用戶異常用電時(shí)A相電流與C相電流嚴(yán)重不平衡，且有功功率總=C相有功功率-A相有功功率。

（2）用戶相位角分析。

用戶2013-08-12 10：00時(shí)點(diǎn)六角圖4如下：

通過表4的分析結(jié)果對(duì)比完全能夠驗(yàn)證用戶的異常屬于第1元件分流。第1元件分流條件：電流不平衡率>50%且I150°且C相相位角<50°且A相相位角-C相相位角絕對(duì)值>30°。

（3）線路線損變化與日電量對(duì)比分析。

通過表5，表6分析8月8日從線損率1.98升至6.18，損失電量從672升至2127kWh，用戶有功總電量從3015下降到1476 kWh，用戶電量差值變化為1539 kWh，結(jié)論是線路日線損升高用戶電量下降，說明此用戶是線路日線損影響戶，最終精確的定位出該用戶給重大嫌疑戶。

4.3 現(xiàn)場查證

針對(duì)該戶高壓一次分流的重大竊電嫌疑，用檢人員對(duì)現(xiàn)場進(jìn)行針對(duì)性地周密部署，最終成功查獲該戶在其專變高壓計(jì)量箱A、C相一次接線柱外加短接線進(jìn)行遙控高壓分流竊電的行為。

5 結(jié)語

對(duì)于10kV三相三線專變計(jì)量裝置各元件相位角、分相功率因數(shù)角、負(fù)載感容特性以及接線方式正確性的判斷，現(xiàn)有的技術(shù)都是根據(jù)儀器現(xiàn)場測(cè)量或終端遠(yuǎn)程采集到的各元件電壓、電流相位角關(guān)系進(jìn)行分析判斷；本研究，僅通過計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)（或用電信息采集系統(tǒng)）采集到負(fù)控終端或多功能電能表所測(cè)量的總及分元件有功功率、無功功率、功率因數(shù)等9個(gè)分量數(shù)據(jù)，通過數(shù)學(xué)模型分析判斷出各元件的相位角、分相功率因數(shù)角、負(fù)載感容特性以及接線方式正確性，并將此方法通過系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，目前無論各類儀器、終端、系統(tǒng)均無發(fā)現(xiàn)并應(yīng)用該技術(shù)。

參考文獻(xiàn)

[1]吳耘.電能計(jì)量裝置異常狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)終端技術(shù)研究[D].華北電力大學(xué)（河北），2007年.

[1]Wu Yun. Research on monitoring system of terminal technology for electric energy metering device abnormal state[D]. North China Electric Power University （Hebei）.2007.

[2]秦春斌.電力計(jì)量系統(tǒng)防分流竊電技術(shù)研究[D].河南大學(xué)，2009年.

[2]Qin Chunbin. Study on anti electric power theft technology shunt power metering system[D].Henan University.2009.

[3]何柳祥.高壓計(jì)量箱的反竊電措施[J].四川電力技術(shù)，2003年03期.

[3]He Liuxiang. High voltage metering box anti stealing electricity[J]. Sichuan electric power technology，2003，03.

[4]劉鯤鵬，俞海峰，邵洪濤，畢喜飛.反竊電實(shí)時(shí)報(bào)警管理系統(tǒng)研究及應(yīng)用[A].2011年安徽省智能電網(wǎng)技術(shù)論壇論文集[C]，2011年.

[4]Liu Kunpeng， Yu Haifeng， Shao Hongtao， Bi Xifei. Anti stealing alarm real time management system and application research[A].Anhui Province in 2011， smart grid technology forum proceedings[C].2011.

[5]劉寅.反竊電仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D].華北電力大學(xué)，2011年.

[5]Liu Yin. Research and development of anti electric larceny simulation training system[D]. North China Electric Power University.2011.

[6]王秀琦.基于線損分析的電能計(jì)量裝置誤差研究[D].天津大學(xué)，2009年.

[6] Wang Xiuqi. Study on energy metering error loss analysis based electricity[D]. Tianjin University.2009.