王西榮 吳瑋

該文主要針對10kV配電網(wǎng)絡(luò)的反竊電現(xiàn)狀展開論述，提出了一種基于高壓智能采集終端的防竊電系統(tǒng)，分析了這套高壓智能采集終端的整體結(jié)構(gòu)，并對結(jié)合高壓配電網(wǎng)構(gòu)建了一套高壓防竊電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

盡管遠(yuǎn)程自動抄表提高了現(xiàn)代化電網(wǎng)供用電管理水平，由于計量箱在用戶側(cè)，利益驅(qū)使一些用戶在計量系統(tǒng)的一、二次接線和計量表上做“手腳”，盡管采取了封閉式計量箱以及加大用電監(jiān)察等技術(shù)和管理措施，防竊電功能卻不夠理想。因此，必須從源頭上采取防竊電措施，其關(guān)鍵是對10kV（或35kV）配電網(wǎng)絡(luò)和變壓器出線總表進行全方位的實時監(jiān)測，本文提出了一種基于高壓的智能采集終端的全方位防竊電方法，在實際高壓反竊電中具有很好監(jiān)察管理效果。

1電網(wǎng)反竊電技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

現(xiàn)有的配電網(wǎng)線損分析程序多基于DOS操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)輸入、檢錯、修改不方便，輸出結(jié)果不夠豐富、簡潔。近年來，雖有不少單位開發(fā)了基于Windows的配電網(wǎng)線損計算分析系統(tǒng)，但這些系統(tǒng)只能給出整條饋線的線損，而不能給出饋線中任意支路和節(jié)點的線損，不利于使用單位發(fā)現(xiàn)饋線中的薄弱環(huán)節(jié)。國內(nèi)過去從事防竊電工作主要集中在各類防竊電計量裝置上，由于其功能和方法較單一，無法對多達(dá)數(shù)千種竊電手段進行有效防護，因此基本上沒有起到防竊電作用。而供電部門的線損管理仍處于手工管理狀態(tài)，資料數(shù)據(jù)的收集、整理、分析和計算工作十分繁重，而效果不盡如人意。目前有些電力企業(yè)開發(fā)了基于電力自動化系統(tǒng)的線損分析系統(tǒng)，主要是利用如調(diào)度自動化系統(tǒng)、配電自動化系統(tǒng)、生產(chǎn)和營銷MIS、遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)、負(fù)荷控制系統(tǒng)等的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)傳輸功能，進行線損的統(tǒng)計分析，但是由于以上任何一個系統(tǒng)都不是針對線損監(jiān)測的，均無法獨自完成整個系統(tǒng)的綜合線損分析，特別是無法有效防止偷漏電現(xiàn)象的發(fā)生，因此效果不佳。線損管理的目標(biāo)是降低損耗，防止竊電、漏電和計量故障，但是由于現(xiàn)有的技術(shù)手段無法有效、實時地對實際線損（技術(shù)線損）進行監(jiān)測，不管是用人工管理，還是利用計算機分析系統(tǒng)，目前的線損管理仍然離不開理論計算加統(tǒng)計的方法，無法對網(wǎng)絡(luò)中各支路、節(jié)點的線損進行實時監(jiān)管，時效性差，誤差大。

2高壓智能采集終端的防竊電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.1高壓智能采集終端的整體結(jié)構(gòu)

高壓智能采集終端采用了模塊化設(shè)計，各模塊的功能如下：計算及控制模塊負(fù)責(zé)對電能采集模塊進行數(shù)據(jù)采集控制，高壓端的電壓和電流經(jīng)組合互感器變換并經(jīng)輸入電路調(diào)整和匹配后由電能參數(shù)采集模塊進行采集，得到電能相關(guān)參數(shù)，如有功功率、無功功率及各相電壓、電流、相位等，并通過現(xiàn)場總線送至計算及控制模塊進行保存和處理。

圖一 高壓智能采集終端系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)框圖

此外，采集模塊上的單片機還可完成數(shù)據(jù)的初步分析，獲得裝置的工作狀態(tài)，如電壓互感器失壓或缺相、電流互感器短路、相不平衡等。計算及控制模塊對計量數(shù)據(jù)進行計算和分析后，可分為四路：送至存儲模塊E2PROM中保存；送至多功能液晶顯示模塊進行顯示；通過脈沖輸出接口輸出；還可通過通訊接口模塊擴展遠(yuǎn)程控制、數(shù)據(jù)上傳功能。非揮發(fā)存儲器模塊中保存各種定值及設(shè)定的參數(shù)。該文原載于中國社會科學(xué)院文獻(xiàn)信息中心主辦的《環(huán)球市場信息導(dǎo)報》雜志http：//www.ems86.com總第577期2014年第45期-----轉(zhuǎn)載須注名來源電源監(jiān)測、上電復(fù)位、“看門狗”模塊，用于對整個系統(tǒng)的供電系統(tǒng)進行連續(xù)監(jiān)測，當(dāng)供電發(fā)生異常時，將通知計控模塊保存數(shù)據(jù)及狀態(tài)并復(fù)位。光電隔離模塊可以完成數(shù)據(jù)和控制信號的雙向傳輸，并保證采集模塊與后續(xù)處理模塊的高壓隔離。電源供給模塊提供各級電壓，含模塊電路用電源、控制器數(shù)字電路用電源及全隔離的數(shù)字電路電源等。

2.2基于高壓智能采集終端的防竊電系統(tǒng)構(gòu)建

下圖為基于高壓智能采集終端的防竊電結(jié)構(gòu)原理圖，通過具有協(xié)議抄表接口的低壓采集終端采集監(jiān)測點原有計量裝置的計量參數(shù)，采用高壓智能采集終端和帶組合互感器的低壓采集終端，實時采集配電網(wǎng)變電站關(guān)口、線路、用電負(fù)荷端的高壓側(cè)、低壓側(cè)的三相電流、運行電壓、功率因數(shù)、有功功率、無功功率、有功電度和無功電度等數(shù)據(jù)，并經(jīng)無線數(shù)字移動通訊網(wǎng)絡(luò)上傳到監(jiān)控中心。系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo)是實現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表、計量監(jiān)察、防竊電，還可對電力用戶的負(fù)荷進行監(jiān)控，并能通過計算機聯(lián)網(wǎng)及軟件接口實現(xiàn)與用電營銷系統(tǒng)、SCADA 系統(tǒng)及 MIS 等系統(tǒng)的接口，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，為配電網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化提供最真實運行數(shù)據(jù)，為電網(wǎng)的優(yōu)化決策提供準(zhǔn)確的依據(jù)。實現(xiàn)通過多級的、網(wǎng)絡(luò)化的采集終端對實時監(jiān)測到的高壓側(cè)和低壓側(cè)用電信息數(shù)據(jù)以及原有計量裝置的計量數(shù)據(jù)進行多向比對，監(jiān)控中心計算機將數(shù)據(jù)存入歷史（原始）數(shù)據(jù)庫，通過對數(shù)據(jù)進行分類統(tǒng)計分析，自動計算并繪制出各監(jiān)測點的負(fù)荷曲線、電量曲線、高低壓電量對比分析和用電異常等，可以形象地分析出實際運行過程中的負(fù)荷狀態(tài)，確定配電系統(tǒng)中的竊電用戶、計量裝置失準(zhǔn)點和具體的電能損失量，從而為防止竊電、記錄竊電電量、降低線損提供了可靠的依據(jù)。同時根據(jù)電網(wǎng)負(fù)荷情況及用戶用電負(fù)荷申請，電力部門進行合理的負(fù)荷分配，在用電管理終端中設(shè)定負(fù)荷限值。對負(fù)荷超過設(shè)定限值的用戶，提出警告，同時通知管理中心，多次提示后，對仍然超負(fù)荷的用戶，實施斷電。

圖二 基于高壓智能采集終端的防竊電結(jié)構(gòu)原理圖

2.3系統(tǒng)組成

整個防竊電系統(tǒng)采用了模塊化的設(shè)計方法，為了實現(xiàn)全方位的防竊電功能，系統(tǒng)設(shè)計包括以下幾個模塊：高壓采集模塊、低壓采集模塊、負(fù)荷控制模塊、監(jiān)控中心和移動用電監(jiān)管模塊。各采集模塊根據(jù)采集方式和安裝位置的不同，可以分別對變電站、饋線、支路、節(jié)點、變壓器和計量裝置進行監(jiān)測和對負(fù)荷進行控制，從而形成一個多級的、網(wǎng)絡(luò)化的、高低壓參數(shù)互補、獨立采集和遠(yuǎn)程抄表相結(jié)合的防竊電監(jiān)測系統(tǒng)以及負(fù)荷管理控制系統(tǒng)。高壓采集終端采用三個單相高壓電流電壓組合互感器來進行用電電流及電壓的變換，并實現(xiàn)對整個終端的供電，因此，互感器不但要滿足高壓絕緣、線性度、精度等的要求，還要求具有一定的過載能力和功率。在設(shè)計低壓采集終端時，具體考慮各監(jiān)測點計量裝置的不同情況，而設(shè)計了兩類低壓電能采集終端：若監(jiān)測點的計量裝置為機械式或其他不帶數(shù)據(jù)接口的，則采用帶組合互感器的采集終端，自主完成各參數(shù)采集；若監(jiān)測點的計量裝置帶數(shù)據(jù)接口，則通過數(shù)據(jù)采集模塊對計量裝置進行抄表，從而完成數(shù)據(jù)采集。負(fù)荷控制終端在系統(tǒng)中主要負(fù)責(zé)電能參數(shù)采集和負(fù)荷控制的功能。終端采用高速 32 位嵌入式 ARM 處理器+高速計算 DSP 和嵌入式實時多任務(wù) RTOS 操作系統(tǒng)，采用先進的高速高精度數(shù)字采樣技術(shù)，實現(xiàn)實時高速電能計算，特別是在負(fù)荷波動大、諧波含量高的運行狀況下仍然能夠保證采樣和電能計量精度。監(jiān)控中心由監(jiān)控計算機、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和系統(tǒng)管理軟件等組成。監(jiān)控中心通過運行“系統(tǒng)管理軟件”實現(xiàn)各種功能。移動用電監(jiān)管終端 此終端可由用戶指定移動電話構(gòu)成，用電監(jiān)察人員可隨時隨地方便接收故障報警信息，為及時處理計量裝置故障，預(yù)防和查處竊電行為，保證電能計量的準(zhǔn)確性提供了快速響應(yīng)的信息通道。

高壓（10kV以上）配電網(wǎng)中的電力用戶在整個電力系統(tǒng)用戶中占有很大的比重，其計量裝置的準(zhǔn)確度及可靠性與電力系統(tǒng)的經(jīng)濟運行密切相關(guān)，必須構(gòu)建科學(xué)的終端采集系統(tǒng)，提高監(jiān)管效率，阻止降低竊電行為的發(fā)生。

（作者單位：國網(wǎng)山東鄆城縣供電公司）