智能電能表中竊電與防竊電技術(shù)分析

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1、湖南電力第32卷第5期HUNANELECTRICPOWER2012年10月doi：10．3969／j．issn．1008—0198．2012．05．009智能電能表中竊電與防竊電技術(shù)分析王偉能，王志強(qiáng)。楊帥(1．湖南省電力公司科學(xué)研究院，湖南長沙410007；2．金瑞新材料科技股份有限公司，湖南長沙410007)摘要：從電能計(jì)量原理上對智能電能表的常見竊電技術(shù)進(jìn)行分類．總結(jié)各種竊電情況下的狀態(tài)特征。提出了相應(yīng)的防竊電技術(shù)。采用基于DSP微處理器的硬件平臺對防竊電技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)對竊電行為的檢測與記錄。關(guān)鍵詞：智能電表；電能計(jì)量原理；竊電；防竊電；DSP微處理器中圖分類號：TM41文獻(xiàn)標(biāo)識

2、碼：B文章編號：1008．0198(2012)04．0030．02竊電是一種違法行為。嚴(yán)重?cái)_亂了用電秩序，損害了廣大用電客戶和電力投資者的利益。如何在智能電網(wǎng)得到大力推廣的新形勢下，開展防竊電工作，對于供電企業(yè)計(jì)量技術(shù)是非常重要的一個(gè)課題。目前已有文獻(xiàn)報(bào)道了多種防竊電的方法¨一．包括機(jī)械結(jié)構(gòu)方面和電磁方面的改進(jìn)及傳感器應(yīng)用等，但仍不足以應(yīng)對現(xiàn)代電網(wǎng)系統(tǒng)中種類繁多的竊電手段。本文從電能計(jì)量原理上對常見竊電技術(shù)進(jìn)行分類?？偨Y(jié)各種竊電情況下的狀態(tài)特征及相應(yīng)的防竊電技術(shù)，并通過實(shí)驗(yàn)對防竊電方法進(jìn)行了驗(yàn)證圖1三相四線智能電能表原理圖1竊電與防竊電技術(shù)雖然目前針對智能電能表的竊電方式種類繁電能表是電能測量

3、最基礎(chǔ)的計(jì)量元件．有感應(yīng)多，但是根據(jù)電能計(jì)量式式電能表、電子式電能表和智能型電能表。智能電2W：J(t)i(t)dt=UI(t2一t1)cos~o能表是智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)。其技術(shù)已經(jīng)相對成熟。主tl要由電子元器件組成。其工作原理是利用電流采樣可以把竊電方式分為減小電壓的欠壓法、減小電流元件(包括電流互感器、錳銅分流器、霍爾效應(yīng)的欠流法及改變相位的移相法3種。傳感器和Rogowski線圈等4種方式)和電壓采樣1)欠壓法元件(包括分壓電阻和電壓互感器)對輸人智能竊電手段包括：虛接電能表電壓線圈：松動二電能表的電流和電壓進(jìn)行采樣．再對采樣電壓和采次回路接線端子；在電壓回路巾串接電阻分壓：斷樣電流進(jìn)行處理

4、，并轉(zhuǎn)換成與電能成正比的脈沖輸開二次回路或rV一次回路。出．最后通過中央處理器把脈沖信號轉(zhuǎn)換為用電量對應(yīng)的防竊電方法：設(shè)定失壓門限電壓和欠并輸出。經(jīng)過電流互感器和電壓互感器的三相四線門限電壓。若檢測電壓值低于失壓門限電壓且對應(yīng)制智能電能表的原理示意圖如圖1。相有電流。則判定為失壓竊電：若檢測電壓值位于收稿日期：201204—24·30·第32卷第5期王偉能等：智能電能表中竊電與防竊電技術(shù)分析2012年10月2個(gè)門限電壓之間，則判定為欠壓竊電。防竊電軟件流程如圖3所示：先檢測優(yōu)先級高2)欠流法的竊電故障類型：在從上到下的檢測過程中，若檢竊電手段包括：對電能表電流線圈接線端子進(jìn)測到故障，則不再繼續(xù)

5、進(jìn)行下面的故障類型檢測，行短接；虛接或斷開電能表電流線圈接線；對TA而直接跳轉(zhuǎn)到故障記錄。模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，防竊端子、一次或二次回路等進(jìn)行短路。電平臺能對各種竊電行為進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的判斷，對應(yīng)的防竊電方法：利用對線圈進(jìn)行短路、開并記錄詳細(xì)竊電信息，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。路檢測的專用電路，動態(tài)地監(jiān)測線圈工作狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)異常，則判為竊電行為發(fā)生并記錄在案。開始3)移相法移相法竊電分為電壓移相和電流移相2種。墨<：電壓移相竊電包括：將Tv一次側(cè)、二次側(cè)或電能表電壓線圈接線端反接：將TV一次側(cè)、二次、、、廖側(cè)或電能表電壓線圈接線端反接；即同時(shí)將電壓回路反相，錯相接線?！髏量TA錯反相>-生電流移相竊電包括

6、：將TA一次側(cè)、二次側(cè)或電能表電流線圈接線端反接；將TA一次側(cè)、二次分流故障≥=側(cè)或電能表電流線圈接線端兩相或三相接線交換；同時(shí)將電流回路反相、錯相。線圈短路≥．=防電壓移相竊電法：當(dāng)電能表電壓回路接線錯誤時(shí)．不是三相電壓間的相序發(fā)生了變化，就是相結(jié)束)·故障記錄互之間兩兩夾角不再是120。，或者這2個(gè)條件同時(shí)不滿足。檢側(cè)三相電壓的相序和兩兩夾角這2個(gè)圖3防竊電軟件流程條件。若有任何1個(gè)條件不滿足，則判定為竊電行為。3結(jié)束語防電流移相竊電法：由于三相電流間不再有固定的相位和相角關(guān)系?，F(xiàn)以電壓的相位為參考劃分對常見的智能電表竊電方式進(jìn)行了歸納。并提出超前4O。和滯后80。的區(qū)間，若對應(yīng)相電流沒有

7、出了相應(yīng)的防竊電方法．利用DSP強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處位于此區(qū)間，則判斷存在竊電行為并記錄在案。理能力和功能豐富的片內(nèi)外設(shè)，設(shè)計(jì)了防竊電平臺。模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，防竊電平臺能快速、準(zhǔn)確2實(shí)驗(yàn)地判斷各種竊電行為，并記錄相應(yīng)的竊電信息，達(dá)防竊電硬件平臺功能框圖如圖2。實(shí)驗(yàn)采用16到防竊電的目的。位的DSP56800芯片作為微處理器，外圍擴(kuò)展模參考文獻(xiàn)塊包括電壓整形濾波、檢測TA信號整形濾波、計(jì)量TA信號整形濾波、