計量竊電智能化遙距偵測和取證的應用研究

徐子卿

（廣東電網公司 佛山南海供電局,廣東佛山,528200）

1 現時工作中存在的情況

日常工作過程中，防治竊電主要有三大難題：

1.1 查獲難，很多計量點設置在用戶端，整體分布廣，而現在竊電手段繁多，往往到用電檢查人員在現場不發生竊電，離開才發生，給查處帶來很多難點。

1.2 查到了，處罰難。主要原因取證難和證據專業性強，不容易被采信。

1.3 非專變低壓用戶由于計量自動化系統不能對他們的狀況進行直接監督，對這些用電戶的竊電更難發現和查獲。

現廣東電網公司下屬各地區供電局已普遍應用計量自動化系統對專變客戶計量裝置的電量、運行參數、門節點開啟、報警信息等數據進行運行狀況的監控及分析，對計量二次回路發生的計量異常情況能及時發現、處理。但計量自動化系統目前只可實現計量裝置二次電壓回路的監測、電壓互感器的間接監測、二次電流回路的部分監測，但欠缺電流一次回路的監測，則對竊電或計量故障而造成的互感器變比錯誤、二次電流的分流等無法判斷，從而制約了系統在遙距監控、竊電防治等方面的應用。

2 計量竊電遙距偵測和取證的研究的研討及技術研究

據前期研討調查國內外還沒有實現對電流、電壓全面監控、竊電判斷并監測取證技術應用的空白。本次研究增加一次電流的采集、營銷數據、運行數據分析及攝錄，能使整個計量裝置的運行參數的采集趨于完整，這對于準確分析二次回路缺陷、準確分析電能表、互感器計量缺陷、及時發現竊電行為等均有重要意義。進一步完善防竊電技術措施，把好配電設備的運行監控關，將事后堵漏的被動監管變為事前防范的主動監測。

計量竊電遙距偵測和取證的研究中核心技術是通過在一次進線上安裝防竊電一次電流采集裝置，利用了CT（電流互感器）的原理來測量線路電流。一次電流會流經電流傳感器，電流傳感器產生CT二次信號，這個信號經過信號檢測電路濾波、放大和采保，然后由低功耗單片機做A/D采樣，最后計算出當前的一次負荷電流，實現一次電流的采集和計量。與配套的無線采集終端進行通信，通過在運行的負荷終端將數據傳到計量自動化系統中，與系統中已采集的二次的用電運行信息進行比較以判斷是否有竊電行為的信息，對判斷有竊電行為信息的及時啟動攝錄保存功能，對竊電行為前15分鐘開始的攝像進行保存并傳輸到在線監測系統中。

研究的技術關鍵是在一次側直接讀取大用戶的用電信息參數，并通過無線方式發送給信號處理電路，竊電者進行竊電時，從操作上難度很大、技術上不易實現。專變用電戶直接利用負荷控制終端讀取用戶的用電信息參數，并利用負荷終端現有的狀態量輸入端口狀態來表達是否有竊電行為的信息，通過現有的GPRS模塊將有關信息發送給主站管理系統，系統實現工程量小、成本較低。

研究的核心技術是通過在變壓器前端的一次進線上安裝防竊電一次電流采集裝置，利用了CT（電流互感器）的原理來測量線路電流。一次電流會流經電流傳感器，電流傳感器產生CT二次信號，這個信號經過信號檢測電路濾波、放大和采保，然后由低功耗單片機做A/D采樣，最后計算出當前的一次負荷電流，實現一次電流的采集和計量。與配套的無線采集終端進行通信，通過在運行的負荷終端將數據傳到計量自動化系統中，與系統中已采集的二次的用電運行信息進行比較以判斷是否有異常用電行為的信息，將該信息與營銷數據結合進行分析判斷，能準確判斷是否竊電行為。

研究重點工作是加裝一次電流采集裝置和攝錄裝置取證，并增加計量自動化系統的運行數據記錄功能。利用負荷管理終端在線檢測專變計量裝置的實現方式，以及通過對檢測數據的分析，發現和定位現場專變計量裝置故障，快速安排處理。電力營銷管理信息系統每月進行月度線損分析，計量自動化系統實現實時線損分析等，并充分利用相關電力運營數據，通過數據整合分析，排除了非竊電原因引起的用電異常，對客戶竊電分級預警，提高了反竊電分析、管理水平，為反竊電工作提供了強大的系統支撐。

圖1

3 計量竊電智能化遙距偵測和取證的研究的應用研究

項目實用化研究過程通過了大部分一次側電流采集設備安裝在室外無遮擋處，進而對采集設備與終端的短距離通訊及設備本體的高可靠性的現場考驗。同時一次側電流采集設備相關參數可能根據現場應用情況進行調整，因此設備安裝前相關參數需達到的精度需得到通過大量試驗及經驗進行匯總。

3.1 研究包含如下幾部分主要技術內容

3.1.1 無需停電安裝的一次高壓側無線電流傳感器

3.1.2 具備無線通訊，具備實時遠程遙控錄像和傳輸視頻的主機

3.1.3 用電戶通過計量自動化系統報警信息及智能識別現場疑似竊電分析信息；

3.1.4 準確計算追補電量的方法

3.2 用電戶竊電發現和取證的技術實施示意

計量自動化系統報警信息及智能識別現場疑似竊電分析信息，以線損率3.0%為標準，篩選出高損饋線，并以線損率、電量、供電半徑、投運時間等因素作為分析指標，通過調整各項指標權重，對饋線進行綜合評分，將供電半徑短、饋線電量大、隸屬客戶少、線路運行時間短的高損饋線設為最高分，將供電半徑長、投運時間長、饋線電量少、隸屬客戶多的高損饋線設為最低分，按分數由高至低依此排列。

3.3 高壓側無線電流傳感器的設計原理和功能

高壓側無線電流傳感器是安裝在10KV，35KV一次側線路上，目的是測量高壓側的電流大小，并將測量結果傳輸給主機。傳感器內有可充電鋰電池，當母線電流達到100A時，傳感器可以直接從母線上去電，提供系統電源和給電池充電，使得無線傳感器可以長期在線運行。傳感器獨特的結構設計，可以再高壓桿的配合下，將傳感器在不停電的情況下安裝和拆除。

3.4 主機的設計原理和功能

主機具備通過短消息，3G 網絡等方式被遙控從而執行不同指令。也可以通過3G網絡和短消息將現場情況通知給后臺原件或是指定的手機，它得工作原理是接收高壓側無線電流傳感器的信號，并通過RS485讀取電能表的電流，并接收后臺或短消息指令，開始錄像取證。

3.5 高壓無線傳感器準確判斷竊電行為的原理

主機在接收到高壓無線傳感器的信號，可以測得高壓一次側的電流I1，通過RS485測得計量裝置TA二次側的電流大小I2，TA變比為K，則I1=K*I2,,如果I1＞K*I2，則說明二次側出現旁路。

主機也可以讀取電能表的電壓V2，通過母線電壓V1，TV倍率K來識別V2=K*V1是否成立。

上述二個方面都能完全判斷是否存在竊電行為。

3.6 準確確定追補電量的原理

設一次電流為I1，TA倍率Ka，測得電能表二次電流為I2，而正常情況下二次電流為I1/Ka，設K=（I1/Ka）/I2 I2=I1/(K*Ka)；設真實的電能為R1，電能表計算電能為R2，R3為電能表得實際讀數，則R2=Ka*R3。

追補電能為ΔR,功率因數為COS ,ΔR=R1-R2.

注：Ka是TA倍率，R3是電能表在T1時間到T2時間之間的電能量，K=（I1/Ka）/I2

主機在發現有竊電時刻T1讀取電能表的電能量A1，在終止竊電時刻讀取電能表的電能量A2，則R3=A2-A1，D代入公式（1），即可得到追補電量。

3.7 竊電行為的取證方法

竊電行為取證主要是錄像，為了完整記錄作案過程，系統設置預錄功能，就是保留在確認發生竊電信號之前15分鐘的錄像記錄和確認之后15分鐘的錄像，當主機收到開始錄像信號，連同前面15分鐘和后面15分鐘一起記錄。

取證錄像機設計，為了做到有效取證和設備安全，錄像機的設計要滿足如下要求：

3.7.1 有長時間的預錄功能至少15分鐘。

3.7.2 錄像機必須小巧，便于偽裝成電表等設備

3.7.3 錄像機必須具備本地保存和遠方傳輸功能。

3.7.4 錄像機必須具備遠程控制啟動錄像的功能

3.7.5 錄像機必須具備夜視錄像的功能

3.7.6 錄像機必須具備識別運動物體啟動錄像的功能

3.7.7 具備多機協同，多角度多區域監視

3.7.8 工作原理：

CCD信號通過A/D轉換器，將一幀幀的圖像數字化，經過壓縮編碼后形成圖像幀的數據流，流入“15分鐘視頻緩沖池”A，是否進入錄像過程由控制器B決定，而控制器B在滿足三個條件中的一個，即可以錄像。錄像后形成的視頻文件，首先是存放本地的存儲卡中，是否傳輸到后臺，由系統控制，可以即錄即傳，也可以運程控制上傳。

4 總結

計量竊電智能化遙距偵測和取證的應用研究基于目前廣東電網公司正在運行的營銷在線監控系統進行監控。對于專變用戶，采用計量自動化系統分析竊電行為，并啟動現場攝像機取證。對所有非專變計量點實施一次、二次電流、電壓的實時監控，發現竊電，啟動現場攝像機取證。直接的效益是降低了竊電量，維護了供電企業的合法權利，避免了國有資產大量流失。間接效益還在于今后打擊竊電投入的人力、物力減少了，為供電企業降低了成本開支，并確保了整個和諧社會的電力安全和穩定供應。

參考文獻

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