基于電力載波技術排查電能表的表后串戶問題

楊　晞，左繼錄，王　毅，吳詠梅，姜　琴，呂鑫科

(國網重慶市電力公司北碚供電分公司，重慶 400700)

1　電能表串戶的原因和危害

在用電系統中，電能表是最基本的工具之一，電能表對電量的統計，是電費收取的直接依據。電能表串戶就是A家的用電量被計成B家的了，常見的電能表串戶有農村串戶、社區串戶、施工串戶、光伏發電用戶串戶以及營銷系統與用電采集系統的串戶等。

電能表串戶的原因大致可分為兩種：施工串戶、客戶檔案串戶。施工串戶是指電能表在安裝過程中由于施工監管不嚴格，安裝人員在電能表安裝時出現接線錯誤造成串戶。客戶檔案串戶是指供電公司在對用電客戶的地址統計、核對、電能表出庫、工單填寫等客戶系統的管理工作上存在不足，導致客戶信息和客戶地址不匹配造成串戶。

電能表串戶是很常見的問題，往往造成電能表數據統計與實際使用客戶不匹配，A家繳納B家用電費用，B家繳納A家用電費用，而兩家用電量絕大多數情況下是不一致的，串戶就造成了雙方不同時段的經濟損失，引起經濟糾紛，不利于維護用電客戶的合法權益。此外，串戶問題的存在是用電管理工作的漏洞，長遠來講，對建立規范公平有效的用電市場，維護供電公司的形象和信譽，提高供電管理工作水平十分不利，應積極加以防控、排查。

2　電能表串戶的常用排查方法

電能表串戶既不利于維護用電消費者的合法權利，也不利于供電系統的規范健康管理，所以電能表串戶排查十分重要。一般來說，電能表串戶的排查主要從兩個方面著手：一是排查客戶管理系統，嚴格檢查和核對客戶信息，到客戶的家中，將客戶信息和電能表的資產編碼、表號、用電采集系統的資產號進行仔細核對，發現不匹配的狀況及時修正；二是對電能表的施工情況進行排查，采用簡單跳負荷開關或增加負荷的辦法檢查供電和用戶住址的匹配情況，此種方法會造成用戶用電的不穩定或用電量增加，一般很少使用。

排查客戶管理系統是供電公司應堅持的基本工作，以往傳統的排查方法均存在效率低，工作量大，對用戶影響較大等問題，難以進行大面積的普查工作。

國網重慶市電力公司北碚供電分公司根據當前存在的問題，利用較為成熟的電力載波技術，研發一種新型的串戶排查設備，解決既往串戶排查工作中的難題，提高了工作效率。

3　電力載波在用電信息采集系統中的應用

電能表串戶問題實質是用電信息采集問題。目前，我國使用的用電信息系統主要由集中器、采集終端、通信信道與主站系統組成。電能表抄表主要分為有線抄表和無線抄表兩種。有線抄表主要包括485總線抄表和光纖網絡抄表，無線抄表主要包括微功率無線抄表和低壓載波抄表。發展低壓抄表，提高抄表質量和效率，提高用電信息采集的質量是當前供電行業的核心工作。

電力載波通信是利用電力線進行載波傳輸的一種通信方式，被運用于用電信息采集系統，采用微功率無線方式進行用電信息采集，實現低壓無線抄表。電力載波的運用，覆蓋面廣、容量大、低壓安全，可極大的減少入戶抄表的人力物力，節約表箱間的電纜布線，減少采集終端的設備使用，無需布線也使得供電路線整潔、美觀，更能節省很大一筆通訊費。因此組網簡單、可行性高、成本低的電力載波在用電信息采集系統上具有極大的發展前景，受到了社會各界的廣泛關注。

4　基于電力載波應用而發明的串戶排查儀

國網重慶市電力公司北碚供電分公司研制的串戶排查儀的基本原理為，利用施加在電能表后端電力線上的耦合信號，來判斷表計后端出線方向，從而判斷接入用戶的電力線是否確實從其自身表計接出。其信號發生裝置設計原理圖如圖1所示。

圖1　串戶排查儀原理圖

電力載波運用于用電信息采集的一個典型例子是串戶儀的發明和使用。基于電力載波運用而發明的串戶儀，在排查電能表表后串戶問題上越來越體現出其便捷性、準確性和經濟性。

4.1　串戶排查儀的優點

串戶排查儀可在不斷電、免入戶的情況下智能排查戶表關系，不影響用戶的正常用電，無需入戶就徹底解決傳統串戶排查過程中的入戶難問題，操作簡單，大大降低排查難度、提高排查效率。國網重慶市電力公司北碚供電分公司研制的串戶排查儀具有報文分析識別功能，主機電能表入戶線發送報文，從機則在不入戶的情況下分析報文，并檢測信號強度，通過報文鎖定信號，通過對比分析信號強弱確定戶表關系，從而檢測出串戶問題。

4.2　串戶排查儀的組成

運用了電力載波的抄表系統，大致由主站系統、載波集中器及與之連接的載波電能表三大部分組成。國網重慶市電力公司北碚供電分公司研制的串戶排查儀基本上遵循上述結構，并在細節上進行了優化設計。

國網重慶市電力公司北碚供電分公司研制的串戶排查儀由主機和從機兩大硬件部分以及專用的APP分析軟件組成，串戶排查儀實物如圖2所示。

圖2　串戶排查儀實物圖

主機的核心功能為信號的發生，即由主機通過耦合線夾在電力線上施加載波信號。該載波信號具有如下技術特征：載波頻率10～50 MHz，調制方式為2FSK，載波數據傳輸速率不大于1 kbps，最大載波功率不大于20 dBm(0.1 W)，無中繼傳輸距離100 m，標稱輸出阻抗50 Ω。

從機的核心功能為信號的接收，即利用定向天線，接收主機發出的信號，并將信號解碼調制，利用藍牙功能將數據導入APP軟件進行數據分析，從機信號接收能力具備如下特征：從機接收靈敏度小于等于-70 dBm，有效探測距離不大于5 m。

APP分析軟件的核心功能為數據分析，利用藍牙設備將導入的數據信息進行處理，比對，利用算法計算得出最終的檢測結果。

4.3　串戶排查儀的使用方法

串戶排查儀是與手機APP相配合使用的。藍牙APP安裝完成后，找到串戶排查儀，打開定位，開啟藍牙，然后讓串戶排查儀的主機、從機進入工作模式。

(1)主機工作模式

a.主機開機，將主機旋鈕轉至中或大檔，此時主機運行綠色燈閃亮，表示主機工作正常。若運行燈不亮，請重新開關機，如果運行燈依然不亮，考慮使用USB充電或聯系產品經理，查找原因。

b.根據測試需求，主機正確接線注入用戶電表端，載波信號采用耦合夾方式注入，連接示意圖如3所示。

圖3　主機連接圖

(2)從機工作模式

a.主機正常工作后，排查人員按要求連接從機與天線；

b.在每次測試前，從機需開機，使用手機端藍牙APP連接從機，在“讀取數據”中選擇“清理從機數據”，然后關閉從機，此時從機數據清空，進入待測模式。

需要注意的是，在連接主機時，必須做好耦合夾的連接。耦合夾必須夾在空開下方線纜(L、N線均可)，若現場測試條件不滿足空開下方夾耦合夾，則可以考慮在電表出端(2、4線)夾耦合夾，絕對不允許夾在電表入端(1、3線)，具體如圖4所示。

串戶排查儀使用之前要對主機、從機的使用模式進行驗證，確保有效。以從機為例，驗證從機天線增強模式是否有效：主機正常注入目標戶之后，先用從機在表箱旁邊測試兩組數據，一組數據使用天線增強模式A，另一組數據不使用增強模式B，然后使用手機APP讀取這兩組數據。目測測得數據A比數據B整體趨勢上大3倍以上，則說明天線增強模式工作正常。如果數據A比數據B還小，則說明天線增強模式無效，考慮更換天線電池再次測量，如果依然無效，則有可能是主機端注入功率偏小或者天線損壞，要及時修正。

圖4　耦合夾的連接位置

5　串戶排查儀的排查流程

串戶排查儀在排查各用戶間電表連接關系時，以單個表箱為測試單位。在排查某小區某單元當前表箱時，主機按戶號順序分別注入用戶電表，主機每注入一塊電表，排查人員都需使用從機在該表箱對應所有戶門口，按照戶號順序測試記錄數據，若表箱內有n塊電表，則排查人員需測試n×n組數據。

舉例說明，某小區某單元當前測試表箱共15塊電表，戶號分別為101、102～115。在排查此表箱時，排查步驟如下(從機要提前完成程序更新或ROM擦除工作)：主機首先注入101號電表；排查人員在101戶門口，打開天線增強模式，將天線對準被測戶門口，按下天線手柄前端的圓型按鈕，然后旋轉按鈕從機開機，直到從機屏幕顯示000001(表示當前被測戶數據記錄完成)，關閉從機。然后在102戶門口，重復上述操作，直到從機屏幕顯示000002，關閉從機。以此往復，直至從機記錄完115戶數據，從機屏幕顯示000015。此時，主機注入101戶測試條件下，15個被測戶的15組數據已完全記錄；測試數據記錄完成，在從機完成數據記錄功能后，打開手機端APP，可讀取到記錄的數據并對其進行分析或其他相關操作。點擊APP上的“分析結果”按鈕，APP將對數據進行智能分析，并輸出表戶對應結果，正確的表戶關系使用綠色顯示，串戶的表戶關系則用紅色顯示，這樣就高效快捷的得到了串戶排查的結果。結果可以截圖保存，也可采用txt文檔形式保存，十分方便。軟件測試結果如圖5所示。

6　串戶排查儀的測試效果

國網重慶市電力公司北碚供電分公司利用研發的串戶排查儀設備，在現場進行了細致的測試與試驗。

在測試過程中，北碚供電公司針對串戶排查儀的特點，在未投運的臺區故意接錯表計、檔案做反、在電力線路施加干擾等，串戶排查儀設備均能準確的識別用戶與表計不一致的電表。

北碚公司利用該設備，對轄區內城網及各供電所進行了小范圍的測試與普查。截至2017年6月30日，已累計完成3998戶的普查工作，設備判斷串戶數量共53戶，其中已確認26戶串戶，25戶無法入戶核實，2戶為電能表安裝順序反。軟件測試結果如圖5所示。

實驗表明，串戶排查儀不僅有較高的準確率，在測試效率上也較以往測試方法有明顯的提高。

圖5　軟件測試結果圖

7　結束語

電能表串戶問題會給客戶和供電公司都帶來不良影響，應積極加以排查和防控。傳統的電能表串戶測試方法費時費力效率不高，而基于低壓電力載波運用的串戶排查儀的發明，提高了電能表串戶排查的效率、經濟性、便捷性，具有廣闊的應用前景。

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