一种用于配电变压器的反窃电系统及反窃电方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于配电变压器的反窃电系统，包括用于实时采集配电变压器高压侧电压、电流信息和低压侧电压、电流信息及用户用电负荷的数据采集模块、用于将数据采集模块采集的数据传送给配电部门控制中心的数据传送模块和用于处理数据传送模块所传送数据的数据处理模块，整个系统可操作性强；本发明还公开了一种用于配电变压器的反窃电方法，通过比较用户的配电变压器在理论上的损耗百分比与在实际中的损耗百分比的大小来判断用户是否实施窃电，并将用户窃电的开始和终止时间及用电负荷信息保存到数据存储单元中，解决了用户窃电查证难的问题，具有实时性强，准确性高的优点。
【专利说明】-种用于配电变压器的反窃电系统及反窃电方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及供电部门的反窃电【技术领域】，尤其涉及一种用于配电变压器的反窃电 系统及反窃电方法。
【背景技术】
[0002] 在供电领域中，由于针对电力用户而设的配电台区的产权属于用户，所以其建设 以及对应的配电变压器的安装位置一般由用户自己选择，这样以来，电力用户在生产、加工 用电的过程中，考虑到配电台区所设的位置较自己有利，便会购买窃电装置，实施较为隐蔽 的窃电行为。用户一旦实施窃电，供电企业很难及时进行处理：其一，窃电装置安装的位置 较为隐蔽不易发现；其二，用户的窃电方式很隐蔽，如用户采用遥控式的窃电，其窃电器是 安装于计量装置内，且表面已经做了精心的伪装，从计量装置的改动上来查证是十分困难 的；其三，查证较难，从窃电开始到终止的时间，很难实现精确的计算，往往因为电量的计 算，不被用户认可，使双方始终处于疲惫商议争论之中。总之，用户窃电会给供电企业造成 较大的损失，如何减少、甚至避免这种损失，对于供电企业而言刻不容缓。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种用于配电变压器的反窃电系统及反窃电方法，能够实时 对配电变压器输入端和输出端的电压、电流信息及用户的用电负荷进行采集并分析，为用 户是否窃电提供可靠的判断依据，从而有效地避免供电企业因用户窃电而造成损失。
[0004] 本发明采用下述技术方案： 一种用于配电变压器的反窃电系统，包括数据采集模块、数据传送模块和数据处理模 块，所述数据采集模块包括安装在配电变压器高压侧的电能计量单元、高压侧电压互感器、 电流互感器和高压侧电压电流测量芯片及安装在配电变压器低压侧的低压侧电压互感器、 电流互感器和低压侧电压电流测量芯片，所述电能计量单元、所述高压侧电压电流测量芯 片和所述低压侧电压电流测量芯片的输出端分别与所述数据传送模块中的数据发送器相 连；所述数据传送模块包括数据发送器和数据接收器，数据发送器与数据接收器通信匹配， 数据接收器的输出端连接数据处理模块的输入端；所述数据处理模块包括中央处理单元和 数据存储单元，中央处理单元与数据存储单元相连，中央处理单元的输入端连接数据接收 器的输出端。
[0005] 所述的温度测量芯片和/或电压电流测量芯片采用CS5464芯片。
[0006] -种用于配电变压器的反窃电方法，包括以下步骤： (1) 供电部门对配电区域内所有用户专用的配电变压器进行统一编码，并将每个编码 所对应的用户地址信息、配电变压器的容量信息及铜、铁损耗和空载损耗及短路损耗的理 论数据录入到供电部门的数据存储单元中； (2) 采用高供高计的计量方式，实时计量用户的用电负荷，并将计量信息传送给中央处 理单元，与此同时，高压侧电压电流测量芯片和低压侧电压电流测量芯片将采集到的电压 和电流信息及分配给配电变压器的编码，也传送给中央处理单元； (3) 中央处理单元先将获得的配电变压器编码与用户进行匹配，再调用该用户所对应 的配电变压器的容量信息及铜、铁损耗和空载损耗及短路损耗的理论数据，并结合当前获 得的用户用电负荷，得出该用户的配电变压器在理论上的功率损耗百分比AP%，与此同 时，再根据当前获得的高压侧电压、电流信息和低压侧电压、电流信息，得出该用户的配电 变压器在实际中的功率损耗百分比A5% ; (4) 中央处理单元将配电变压器理论上的功率损耗百分比AP%与实际的功率损耗 百分比AS%进行对比，若抑21，则表明该用户用电正常；若AS% > 《|之1，则进入步骤（5)，XO表示配电变压器的输入、输出平衡系数，与用户 的配电变压器容量有关； (5) 中央处理单元发现该用户的配电变压器处于AS% > AFJiJ：0>1的状态时， 则会自动告警并将该用户标记为窃电嫌疑户，与此同时，该用户的用电负荷和出现告警的 时间信息将会被记录并保存在数据存储单元中，且每间隔一段时间自动更新一次；若间隔 一段时间后该用户的配电变压器恢复至AS%SAP%*J：0. 1「021的状态，则数据存储单 元中针对该用户因之前存在窃电嫌疑而记录的数据将会被自动清除，否则进入步骤（6); (6) 间隔一段时间后该用户的配电变压器仍处于AS% >&?%*?0, i：0的状态，则 表明该用户确实存在窃电行为，此时，中央处理单元将直接把该用户标记为窃电用户，同时 数据存储单元将记录并保存用户的用电负荷、窃电开始和终止时间数据信息，以作为用户 窃电的证据。
[0007] 本发明采用电压互感器、电流互感器、电能计量单元和电压电流测量芯片实时采 集配电变压器输入、输出端的电压和电流信息及用户的用电负荷，并经中央处理单元处理 后，判断用户是否实施窃电，节省了人工检查的时间，提到了工作效率；采用数据存储单元 存储用户窃电的开始和终止时间及用电负荷信息，解决了用户窃电查证难的问题，从而避 免供电企业因用户窃电所造成的损失；此外，数据存储单元所存储的信息每四小时更新一 次，从而避免电量少算、误算和漏算的情况，为供电企业挽回供电损失提供保障。
【专利附图】
【附图说明】
[0008] 图1为本发明反窃电系统的原理框图； 图2为本发明反窃电方法的流程图。
【具体实施方式】
[0009] 如图1所示，本发明包括数据采集模块、数据传送模块和数据处理模块，所述数据 采集模块包括安装在配电变压器高压侧的电能计量单元、高压侧电压互感器、电流互感器 和高压侧电压电流测量芯片及安装在配电变压器低压侧的低压侧电压互感器、电流互感器 和低压侧电压电流测量芯片，所述高压侧电压互感器和电流互感器的一次侧连接配电变压 器高压侧的电压和电流采集端，二次侧均连接电能计量单元和高压侧电压电流测量芯片的 输入端，所述电能计量单元输出端连接数据发送器的第一输入端，所述高压侧电压电流测 量芯片的输出端连接数据发送器的第二输入端；所述低压侧电压互感器和电流互感器的一 次侧连接配电变压器低压侧的电压和电流采集端，二次侧均连接低压侧电压电流测量芯片 的输入端，所述低压侧电压电流测量芯片的输出端连接数据发送器的第三输入端；所述数 据传送模块包括数据发送器和数据接收器，数据发送器与数据接收器通信匹配，可具体采 用GPRS无线网络、ZigBee无线网络和电力载波等传输技术，数据接收器的输出端连接数据 处理模块的输入端；所述数据处理模块包括中央处理单元和数据存储单元，中央处理单元 与数据存储单元相连，中央处理单元的输入端连接数据接收器的输出端。此外，所述的温度 测量芯片和/或电压电流测量芯片采用CS5464芯片，该芯片内部具有集成的模数转换等电 路，能够将电压互感器和电流互感器所采集的模拟信号，转换成相应的数字信号，以便进行 数据传送，同时内部具有存储分配给配电变压器编码的寄存器。
[0010] 本发明的工作原理：采用高供高计的计量方式，实时计量用户的用电负荷，并将计 量信息传送给中央处理单元，与此同时，高压侧电压电流测量芯片和低压侧电压电流测量 芯片将采集到的电压和电流信息及分配给配电变压器的编码，也传送给中央处理单元，经 中央处理单元结合当前实时数据及数据存储单元事先录入的信息进行处理，以判断用户是 否实施窃电。
[0011] 利用本发明所述的反窃电系统实现用于配电变压器反窃电方法，包括以下步骤： (1) 供电部门对配电区域内所有用户专用的配电变压器进行统一编码，并将每个编码 所对应的用户地址信息、配电变压器的容量信息及铜、铁损耗和空载损耗及短路损耗的理 论数据录入到供电部门的数据存储单元中； (2) 采用高供高计的计量方式，实时计量用户的用电负荷，并将计量信息传送给中央处 理单元，与此同时，高压侧电压电流测量芯片和低压侧电压电流测量芯片将采集到的电压 和电流信息及分配给配电变压器的编码，也传送给中央处理单元； (3) 中央处理单元先将获得的配电变压器编码与用户进行匹配，再调用该用户所对应 的配电变压器的容量信息及铜、铁损耗和空载损耗及短路损耗的理论数据，并结合当前获 得的用户用电负荷，得出该用户的配电变压器在理论上的功率损耗百分比A/"%,与此同 时，再根据当前获得的高压侧电压、电流和低压侧电压、电流信息，得出该用户的配电变压 器在实际中的功率损耗百分比M% ; (4) 中央处理单元将配电变压器理论上的功率损耗百分比AP%与实际的功率损耗 百分比AS%进行对比，若AS%SAP%*JaJ，之1，则表明该用户用电正常；若AS% > AP%*J：0, 1021，则进入步骤（5)，J3J表示配电变压器的输入、输出平衡系数，与用户 的配电变压器容量有关； (5) 中央处理单元发现该用户的配电变压器处于AS% > 尤021的状态时， 则会自动告警并将该用户标记为窃电嫌疑户，与此同时，该用户的用电负荷和出现告警的 时间信息将会被记录并保存在数据存储单元中，且每间隔一段时间自动更新一次；若间隔 一段时间后该用户的配电变压器恢复至的状态，则数据存储单 元中针对该用户因之前存在窃电嫌疑而记录的数据将会被自动清除，否则进入步骤（6); (6) 间隔一段时间后该用户的配电变压器仍处于AS% > [021的状态，则 表明该用户确实存在窃电行为，此时，中央处理单元将直接把该用户标记为窃电用户，同时 数据存储单元将记录并保存用户的用电负荷、窃电开始和终止时间数据信息，以作为用户 窃电的证据。
[0012] 针对配电变压器理论上的功率损耗百分比与实际的功率损耗百分比的计算过程 及判断是否窃电的依据如下： 设配电变压器高压侧A、B、C三相电压分别为、R，三相电流分别为/a、/6、 夂，则配电变压器输入有功功率馮为 Si =Ua*Ia + Ub *Ib + Uf ?/c 设配电变压器低压侧A、B、C三相电压分别为、〇*〇、OfO，三相电流分别为JkO、 JsO、JeO，则配电变压器输出有功功率S。为 Sa =UaO* IaO+U6O* I6O+UcO* ItO 则配电变压器输入、输出实际损失的有功功率M为AS=異 则实际损失百分比AS%为AS% = AS/晃*100% 对同一型号不同容量的配电变压器，根据当前负载情况可计算配电变压器理论上的功 率损耗AP为=，本发明中采用电能计量单元实时计量用户用电负荷的目 的就在于，可以根据计量的用户用电负荷确定用户的用电相似日历史负荷，以便计算参数 晷和於。
[0013] 其中巧----配电变压器空载损耗 K ----负载波动损耗系数(可根据配电变压器相似日历史负荷求得） P ----配电变压器平均负载系数(可根据配电变压器相似日历史负荷求得） Pt ----配电变压器短路损耗 可得到正常情况下，配电变压器近似合理损耗百分比为 AP% APZS11 *100%其中S11为配电变压器的容量 根据以上计算结果，若AS% > , JOO表示配电变压器的输 入、出平衡系数，与用户的配电变压器容量有关，则认为该用户存在窃电的可能；若 ，则认为该用户用电正常。
[0014] 本发明中针对用户用电负荷采用的是高供高计的计量方式，其实也可采用高供低 计的计量方式，相关数据的处理过程与采用高供高计的计量方式的一致。
【权利要求】
1. 一种用于配电变压器的反窃电系统，其特征在于：包括数据采集模块、数据传送模 块和数据处理模块，所述数据采集模块包括安装在配电变压器高压侧的电能计量单元、高 压侧电压互感器、电流互感器和高压侧电压电流测量芯片及安装在配电变压器低压侧的低 压侧电压互感器、电流互感器和低压侧电压电流测量芯片，所述电能计量单元、所述高压侧 电压电流测量芯片和所述低压侧电压电流测量芯片的输出端分别与所述数据传送模块中 的数据发送器相连；所述数据传送模块包括数据发送器和数据接收器，数据发送器与数据 接收器通信匹配，数据接收器的输出端连接数据处理模块的输入端；所述数据处理模块包 括中央处理单元和数据存储单元，中央处理单元与数据存储单元相连，中央处理单元的输 入端连接数据接收器的输出端。
2. 根据权利要求1所述的用于配电变压器的反窃电系统，其特征在于：所述的温度测 量芯片和/或电压电流测量芯片采用CS5464芯片。
3. -种利用权利要求1所述的系统实现配电变压器反窃电方法，其特征在于，包括以 下步骤： (1) 供电部门对配电区域内所有用户专用的配电变压器进行统一编码，并将每个编码 所对应的用户地址信息、配电变压器的容量信息及铜、铁损耗和空载损耗及短路损耗的理 论数据录入到供电部门的数据存储单元中； (2) 采用高供高计的计量方式，实时计量用户的用电负荷，并将计量信息传送给中央处 理单元，与此同时，高压侧电压电流测量芯片和低压侧电压电流测量芯片将采集到的电压 和电流信息及分配给配电变压器的编码，也传送给中央处理单元； (3) 中央处理单元先将获得的配电变压器编码与用户进行匹配，再调用该用户所 对应的配电变压器的容量信息及铜、铁损耗和空载损耗及短路损耗的理论数据，并结 合当前获得的用户用电负荷，得出该用户的配电变压器在理论上的功率损耗百分比 AP%，与此同时，再根据当前获得的高压侧电压、电流信息和低压侧电压、电流信息，得出 该用户的配电变压器在实际中的功率损耗百分比A5% ; (4) 中央处理单元将配电变压器理论上的功率损耗百分比AP%与实际的功率损耗 百分比AS%进行对比，若J3I21，则表明该用户用电正常；若AS% >AP%*iTO, 102】.，则进入步骤（5)，表示配电变压器的输入、输出平衡系数，与用户 的配电变压器容量有关； (5) 中央处理单元发现该用户的配电变压器处于AS% >J：0>1的状态时， 则会自动告警并将该用户标记为窃电嫌疑户，与此同时，该用户的用电负荷和出现告警的 时间信息将会被记录并保存在数据存储单元中，且每间隔一段时间自动更新一次；若间隔 一段时间后该用户的配电变压器恢复至AS%SAP%*JT0, 的状态，则数据存储单 元中针对该用户因之前存在窃电嫌疑而记录的数据将会被自动清除，否则进入步骤（6); (6) 间隔一段时间后该用户的配电变压器仍处于AS% >AP%*iC0, 10 21的状态，则 表明该用户确实存在窃电行为，此时，中央处理单元将直接把该用户标记为窃电用户，同时 数据存储单元将记录并保存用户的用电负荷、窃电开始和终止时间数据信息，以作为用户 窃电的证据。
【文档编号】G01R11/24GK104407189SQ201410716040
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年12月2日 优先权日:2014年12月2日
【发明者】本豫辽, 林江 申请人:国家电网公司, 国网河南长葛市供电公司