一種用于配電變壓器的反竊電系統(tǒng)及反竊電方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于配電變壓器的反竊電系統(tǒng)，包括用于實時采集配電變壓器高壓側(cè)電壓、電流信息和低壓側(cè)電壓、電流信息及用戶用電負荷的數(shù)據(jù)采集模塊、用于將數(shù)據(jù)采集模塊采集的數(shù)據(jù)傳送給配電部門控制中心的數(shù)據(jù)傳送模塊和用于處理數(shù)據(jù)傳送模塊所傳送數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理模塊，整個系統(tǒng)可操作性強；本發(fā)明還公開了一種用于配電變壓器的反竊電方法，通過比較用戶的配電變壓器在理論上的損耗百分比與在實際中的損耗百分比的大小來判斷用戶是否實施竊電，并將用戶竊電的開始和終止時間及用電負荷信息保存到數(shù)據(jù)存儲單元中，解決了用戶竊電查證難的問題，具有實時性強，準確性高的優(yōu)點。
【專利說明】-種用于配電變壓器的反竊電系統(tǒng)及反竊電方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及供電部門的反竊電【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種用于配電變壓器的反竊電 系統(tǒng)及反竊電方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在供電領(lǐng)域中，由于針對電力用戶而設的配電臺區(qū)的產(chǎn)權(quán)屬于用戶，所以其建設 以及對應的配電變壓器的安裝位置一般由用戶自己選擇，這樣以來，電力用戶在生產(chǎn)、加工 用電的過程中，考慮到配電臺區(qū)所設的位置較自己有利，便會購買竊電裝置，實施較為隱蔽 的竊電行為。用戶一旦實施竊電，供電企業(yè)很難及時進行處理：其一，竊電裝置安裝的位置 較為隱蔽不易發(fā)現(xiàn)；其二，用戶的竊電方式很隱蔽，如用戶采用遙控式的竊電，其竊電器是 安裝于計量裝置內(nèi)，且表面已經(jīng)做了精心的偽裝，從計量裝置的改動上來查證是十分困難 的；其三，查證較難，從竊電開始到終止的時間，很難實現(xiàn)精確的計算，往往因為電量的計 算，不被用戶認可，使雙方始終處于疲憊商議爭論之中。總之，用戶竊電會給供電企業(yè)造成 較大的損失，如何減少、甚至避免這種損失，對于供電企業(yè)而言刻不容緩。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種用于配電變壓器的反竊電系統(tǒng)及反竊電方法，能夠?qū)崟r 對配電變壓器輸入端和輸出端的電壓、電流信息及用戶的用電負荷進行采集并分析，為用 戶是否竊電提供可靠的判斷依據(jù)，從而有效地避免供電企業(yè)因用戶竊電而造成損失。
[0004] 本發(fā)明采用下述技術(shù)方案： 一種用于配電變壓器的反竊電系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)傳送模塊和數(shù)據(jù)處理模 塊，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括安裝在配電變壓器高壓側(cè)的電能計量單元、高壓側(cè)電壓互感器、 電流互感器和高壓側(cè)電壓電流測量芯片及安裝在配電變壓器低壓側(cè)的低壓側(cè)電壓互感器、 電流互感器和低壓側(cè)電壓電流測量芯片，所述電能計量單元、所述高壓側(cè)電壓電流測量芯 片和所述低壓側(cè)電壓電流測量芯片的輸出端分別與所述數(shù)據(jù)傳送模塊中的數(shù)據(jù)發(fā)送器相 連；所述數(shù)據(jù)傳送模塊包括數(shù)據(jù)發(fā)送器和數(shù)據(jù)接收器，數(shù)據(jù)發(fā)送器與數(shù)據(jù)接收器通信匹配， 數(shù)據(jù)接收器的輸出端連接數(shù)據(jù)處理模塊的輸入端；所述數(shù)據(jù)處理模塊包括中央處理單元和 數(shù)據(jù)存儲單元，中央處理單元與數(shù)據(jù)存儲單元相連，中央處理單元的輸入端連接數(shù)據(jù)接收 器的輸出端。
[0005] 所述的溫度測量芯片和/或電壓電流測量芯片采用CS5464芯片。
[0006] -種用于配電變壓器的反竊電方法，包括以下步驟： (1) 供電部門對配電區(qū)域內(nèi)所有用戶專用的配電變壓器進行統(tǒng)一編碼，并將每個編碼 所對應的用戶地址信息、配電變壓器的容量信息及銅、鐵損耗和空載損耗及短路損耗的理 論數(shù)據(jù)錄入到供電部門的數(shù)據(jù)存儲單元中； (2) 采用高供高計的計量方式，實時計量用戶的用電負荷，并將計量信息傳送給中央處 理單元，與此同時，高壓側(cè)電壓電流測量芯片和低壓側(cè)電壓電流測量芯片將采集到的電壓 和電流信息及分配給配電變壓器的編碼，也傳送給中央處理單元； (3) 中央處理單元先將獲得的配電變壓器編碼與用戶進行匹配，再調(diào)用該用戶所對應 的配電變壓器的容量信息及銅、鐵損耗和空載損耗及短路損耗的理論數(shù)據(jù)，并結(jié)合當前獲 得的用戶用電負荷，得出該用戶的配電變壓器在理論上的功率損耗百分比AP%，與此同 時，再根據(jù)當前獲得的高壓側(cè)電壓、電流信息和低壓側(cè)電壓、電流信息，得出該用戶的配電 變壓器在實際中的功率損耗百分比A5% ; (4) 中央處理單元將配電變壓器理論上的功率損耗百分比AP%與實際的功率損耗 百分比AS%進行對比，若抑21，則表明該用戶用電正常；若AS% > 《|之1，則進入步驟（5)，XO表示配電變壓器的輸入、輸出平衡系數(shù)，與用戶 的配電變壓器容量有關(guān)； (5) 中央處理單元發(fā)現(xiàn)該用戶的配電變壓器處于AS% > AFJiJ：0>1的狀態(tài)時， 則會自動告警并將該用戶標記為竊電嫌疑戶，與此同時，該用戶的用電負荷和出現(xiàn)告警的 時間信息將會被記錄并保存在數(shù)據(jù)存儲單元中，且每間隔一段時間自動更新一次；若間隔 一段時間后該用戶的配電變壓器恢復至AS%SAP%*J：0. 1「021的狀態(tài)，則數(shù)據(jù)存儲單 元中針對該用戶因之前存在竊電嫌疑而記錄的數(shù)據(jù)將會被自動清除，否則進入步驟（6); (6) 間隔一段時間后該用戶的配電變壓器仍處于AS% >&?%*?0, i：0的狀態(tài)，則 表明該用戶確實存在竊電行為，此時，中央處理單元將直接把該用戶標記為竊電用戶，同時 數(shù)據(jù)存儲單元將記錄并保存用戶的用電負荷、竊電開始和終止時間數(shù)據(jù)信息，以作為用戶 竊電的證據(jù)。
[0007] 本發(fā)明采用電壓互感器、電流互感器、電能計量單元和電壓電流測量芯片實時采 集配電變壓器輸入、輸出端的電壓和電流信息及用戶的用電負荷，并經(jīng)中央處理單元處理 后，判斷用戶是否實施竊電，節(jié)省了人工檢查的時間，提到了工作效率；采用數(shù)據(jù)存儲單元 存儲用戶竊電的開始和終止時間及用電負荷信息，解決了用戶竊電查證難的問題，從而避 免供電企業(yè)因用戶竊電所造成的損失；此外，數(shù)據(jù)存儲單元所存儲的信息每四小時更新一 次，從而避免電量少算、誤算和漏算的情況，為供電企業(yè)挽回供電損失提供保障。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008] 圖1為本發(fā)明反竊電系統(tǒng)的原理框圖； 圖2為本發(fā)明反竊電方法的流程圖。

【具體實施方式】
[0009] 如圖1所示，本發(fā)明包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)傳送模塊和數(shù)據(jù)處理模塊，所述數(shù)據(jù) 采集模塊包括安裝在配電變壓器高壓側(cè)的電能計量單元、高壓側(cè)電壓互感器、電流互感器 和高壓側(cè)電壓電流測量芯片及安裝在配電變壓器低壓側(cè)的低壓側(cè)電壓互感器、電流互感器 和低壓側(cè)電壓電流測量芯片，所述高壓側(cè)電壓互感器和電流互感器的一次側(cè)連接配電變壓 器高壓側(cè)的電壓和電流采集端，二次側(cè)均連接電能計量單元和高壓側(cè)電壓電流測量芯片的 輸入端，所述電能計量單元輸出端連接數(shù)據(jù)發(fā)送器的第一輸入端，所述高壓側(cè)電壓電流測 量芯片的輸出端連接數(shù)據(jù)發(fā)送器的第二輸入端；所述低壓側(cè)電壓互感器和電流互感器的一 次側(cè)連接配電變壓器低壓側(cè)的電壓和電流采集端，二次側(cè)均連接低壓側(cè)電壓電流測量芯片 的輸入端，所述低壓側(cè)電壓電流測量芯片的輸出端連接數(shù)據(jù)發(fā)送器的第三輸入端；所述數(shù) 據(jù)傳送模塊包括數(shù)據(jù)發(fā)送器和數(shù)據(jù)接收器，數(shù)據(jù)發(fā)送器與數(shù)據(jù)接收器通信匹配，可具體采 用GPRS無線網(wǎng)絡、ZigBee無線網(wǎng)絡和電力載波等傳輸技術(shù)，數(shù)據(jù)接收器的輸出端連接數(shù)據(jù) 處理模塊的輸入端；所述數(shù)據(jù)處理模塊包括中央處理單元和數(shù)據(jù)存儲單元，中央處理單元 與數(shù)據(jù)存儲單元相連，中央處理單元的輸入端連接數(shù)據(jù)接收器的輸出端。此外，所述的溫度 測量芯片和/或電壓電流測量芯片采用CS5464芯片，該芯片內(nèi)部具有集成的模數(shù)轉(zhuǎn)換等電 路，能夠?qū)㈦妷夯ジ衅骱碗娏骰ジ衅魉杉哪M信號，轉(zhuǎn)換成相應的數(shù)字信號，以便進行 數(shù)據(jù)傳送，同時內(nèi)部具有存儲分配給配電變壓器編碼的寄存器。
[0010] 本發(fā)明的工作原理：采用高供高計的計量方式，實時計量用戶的用電負荷，并將計 量信息傳送給中央處理單元，與此同時，高壓側(cè)電壓電流測量芯片和低壓側(cè)電壓電流測量 芯片將采集到的電壓和電流信息及分配給配電變壓器的編碼，也傳送給中央處理單元，經(jīng) 中央處理單元結(jié)合當前實時數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)存儲單元事先錄入的信息進行處理，以判斷用戶是 否實施竊電。
[0011] 利用本發(fā)明所述的反竊電系統(tǒng)實現(xiàn)用于配電變壓器反竊電方法，包括以下步驟： (1) 供電部門對配電區(qū)域內(nèi)所有用戶專用的配電變壓器進行統(tǒng)一編碼，并將每個編碼 所對應的用戶地址信息、配電變壓器的容量信息及銅、鐵損耗和空載損耗及短路損耗的理 論數(shù)據(jù)錄入到供電部門的數(shù)據(jù)存儲單元中； (2) 采用高供高計的計量方式，實時計量用戶的用電負荷，并將計量信息傳送給中央處 理單元，與此同時，高壓側(cè)電壓電流測量芯片和低壓側(cè)電壓電流測量芯片將采集到的電壓 和電流信息及分配給配電變壓器的編碼，也傳送給中央處理單元； (3) 中央處理單元先將獲得的配電變壓器編碼與用戶進行匹配，再調(diào)用該用戶所對應 的配電變壓器的容量信息及銅、鐵損耗和空載損耗及短路損耗的理論數(shù)據(jù)，并結(jié)合當前獲 得的用戶用電負荷，得出該用戶的配電變壓器在理論上的功率損耗百分比A/"%,與此同 時，再根據(jù)當前獲得的高壓側(cè)電壓、電流和低壓側(cè)電壓、電流信息，得出該用戶的配電變壓 器在實際中的功率損耗百分比M% ; (4) 中央處理單元將配電變壓器理論上的功率損耗百分比AP%與實際的功率損耗 百分比AS%進行對比，若AS%SAP%*JaJ，之1，則表明該用戶用電正常；若AS% > AP%*J：0, 1021，則進入步驟（5)，J3J表示配電變壓器的輸入、輸出平衡系數(shù)，與用戶 的配電變壓器容量有關(guān)； (5) 中央處理單元發(fā)現(xiàn)該用戶的配電變壓器處于AS% > 尤021的狀態(tài)時， 則會自動告警并將該用戶標記為竊電嫌疑戶，與此同時，該用戶的用電負荷和出現(xiàn)告警的 時間信息將會被記錄并保存在數(shù)據(jù)存儲單元中，且每間隔一段時間自動更新一次；若間隔 一段時間后該用戶的配電變壓器恢復至的狀態(tài)，則數(shù)據(jù)存儲單 元中針對該用戶因之前存在竊電嫌疑而記錄的數(shù)據(jù)將會被自動清除，否則進入步驟（6); (6) 間隔一段時間后該用戶的配電變壓器仍處于AS% > [021的狀態(tài)，則 表明該用戶確實存在竊電行為，此時，中央處理單元將直接把該用戶標記為竊電用戶，同時 數(shù)據(jù)存儲單元將記錄并保存用戶的用電負荷、竊電開始和終止時間數(shù)據(jù)信息，以作為用戶 竊電的證據(jù)。
[0012] 針對配電變壓器理論上的功率損耗百分比與實際的功率損耗百分比的計算過程 及判斷是否竊電的依據(jù)如下： 設配電變壓器高壓側(cè)A、B、C三相電壓分別為、R，三相電流分別為/a、/6、 夂，則配電變壓器輸入有功功率馮為 Si =Ua*Ia + Ub *Ib + Uf ?/c 設配電變壓器低壓側(cè)A、B、C三相電壓分別為、〇*〇、OfO，三相電流分別為JkO、 JsO、JeO，則配電變壓器輸出有功功率S。為 Sa =UaO* IaO+U6O* I6O+UcO* ItO 則配電變壓器輸入、輸出實際損失的有功功率M為AS=異 則實際損失百分比AS%為AS% = AS/晃*100% 對同一型號不同容量的配電變壓器，根據(jù)當前負載情況可計算配電變壓器理論上的功 率損耗AP為=，本發(fā)明中采用電能計量單元實時計量用戶用電負荷的目 的就在于，可以根據(jù)計量的用戶用電負荷確定用戶的用電相似日歷史負荷，以便計算參數(shù) 晷和於。
[0013] 其中巧----配電變壓器空載損耗 K ----負載波動損耗系數(shù)(可根據(jù)配電變壓器相似日歷史負荷求得） P ----配電變壓器平均負載系數(shù)(可根據(jù)配電變壓器相似日歷史負荷求得） Pt ----配電變壓器短路損耗 可得到正常情況下，配電變壓器近似合理損耗百分比為 AP% APZS11 *100%其中S11為配電變壓器的容量 根據(jù)以上計算結(jié)果，若AS% > , JOO表示配電變壓器的輸 入、出平衡系數(shù)，與用戶的配電變壓器容量有關(guān)，則認為該用戶存在竊電的可能；若 ，則認為該用戶用電正常。
[0014] 本發(fā)明中針對用戶用電負荷采用的是高供高計的計量方式，其實也可采用高供低 計的計量方式，相關(guān)數(shù)據(jù)的處理過程與采用高供高計的計量方式的一致。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于配電變壓器的反竊電系統(tǒng)，其特征在于：包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)傳送模 塊和數(shù)據(jù)處理模塊，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括安裝在配電變壓器高壓側(cè)的電能計量單元、高 壓側(cè)電壓互感器、電流互感器和高壓側(cè)電壓電流測量芯片及安裝在配電變壓器低壓側(cè)的低 壓側(cè)電壓互感器、電流互感器和低壓側(cè)電壓電流測量芯片，所述電能計量單元、所述高壓側(cè) 電壓電流測量芯片和所述低壓側(cè)電壓電流測量芯片的輸出端分別與所述數(shù)據(jù)傳送模塊中 的數(shù)據(jù)發(fā)送器相連；所述數(shù)據(jù)傳送模塊包括數(shù)據(jù)發(fā)送器和數(shù)據(jù)接收器，數(shù)據(jù)發(fā)送器與數(shù)據(jù) 接收器通信匹配，數(shù)據(jù)接收器的輸出端連接數(shù)據(jù)處理模塊的輸入端；所述數(shù)據(jù)處理模塊包 括中央處理單元和數(shù)據(jù)存儲單元，中央處理單元與數(shù)據(jù)存儲單元相連，中央處理單元的輸 入端連接數(shù)據(jù)接收器的輸出端。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于配電變壓器的反竊電系統(tǒng)，其特征在于：所述的溫度測 量芯片和/或電壓電流測量芯片采用CS5464芯片。
3. -種利用權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)實現(xiàn)配電變壓器反竊電方法，其特征在于，包括以 下步驟： (1) 供電部門對配電區(qū)域內(nèi)所有用戶專用的配電變壓器進行統(tǒng)一編碼，并將每個編碼 所對應的用戶地址信息、配電變壓器的容量信息及銅、鐵損耗和空載損耗及短路損耗的理 論數(shù)據(jù)錄入到供電部門的數(shù)據(jù)存儲單元中； (2) 采用高供高計的計量方式，實時計量用戶的用電負荷，并將計量信息傳送給中央處 理單元，與此同時，高壓側(cè)電壓電流測量芯片和低壓側(cè)電壓電流測量芯片將采集到的電壓 和電流信息及分配給配電變壓器的編碼，也傳送給中央處理單元； (3) 中央處理單元先將獲得的配電變壓器編碼與用戶進行匹配，再調(diào)用該用戶所 對應的配電變壓器的容量信息及銅、鐵損耗和空載損耗及短路損耗的理論數(shù)據(jù)，并結(jié) 合當前獲得的用戶用電負荷，得出該用戶的配電變壓器在理論上的功率損耗百分比 AP%，與此同時，再根據(jù)當前獲得的高壓側(cè)電壓、電流信息和低壓側(cè)電壓、電流信息，得出 該用戶的配電變壓器在實際中的功率損耗百分比A5% ; (4) 中央處理單元將配電變壓器理論上的功率損耗百分比AP%與實際的功率損耗 百分比AS%進行對比，若J3I21，則表明該用戶用電正常；若AS% >AP%*iTO, 102】.，則進入步驟（5)，表示配電變壓器的輸入、輸出平衡系數(shù)，與用戶 的配電變壓器容量有關(guān)； (5) 中央處理單元發(fā)現(xiàn)該用戶的配電變壓器處于AS% >J：0>1的狀態(tài)時， 則會自動告警并將該用戶標記為竊電嫌疑戶，與此同時，該用戶的用電負荷和出現(xiàn)告警的 時間信息將會被記錄并保存在數(shù)據(jù)存儲單元中，且每間隔一段時間自動更新一次；若間隔 一段時間后該用戶的配電變壓器恢復至AS%SAP%*JT0, 的狀態(tài)，則數(shù)據(jù)存儲單 元中針對該用戶因之前存在竊電嫌疑而記錄的數(shù)據(jù)將會被自動清除，否則進入步驟（6); (6) 間隔一段時間后該用戶的配電變壓器仍處于AS% >AP%*iC0, 10 21的狀態(tài)，則 表明該用戶確實存在竊電行為，此時，中央處理單元將直接把該用戶標記為竊電用戶，同時 數(shù)據(jù)存儲單元將記錄并保存用戶的用電負荷、竊電開始和終止時間數(shù)據(jù)信息，以作為用戶 竊電的證據(jù)。
【文檔編號】G01R11/24GK104407189SQ201410716040
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年12月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月2日
【發(fā)明者】本豫遼, 林江 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)河南長葛市供電公司