过实现对主流、典型、高科技的窃电方法的模拟，达到对供电企业的现场人员培训的目前，解决现场人员现场经验不足、反窃电技能较弱的问题。
[0063]参见图4，为本发明提供的窃电模拟仿真装置第二实施例结构示意图。在本实施例中，将更为详细的描述该窃电模拟仿真装置中各个功能模块的具体结构及实现方式。如图4所示，该窃电模拟仿真装置包括:MCU模块1、继电器矩阵模块2和阻抗变换模块3 ;为了描述方便，后续在某些语境下，将MCU模块1、继电器矩阵模块2和阻抗变换模块3统称为“窃电模拟器”。
[0064]窃电模拟器的MCU模块I可按客户端(PC机、单片机)人机交互界面软件参数设置的要求，解析后向内部各相关模块发出指令，切换至对应的窃电仿真方式。内部的继电器矩阵模块2根据软件动态数据库命令进行组合，模拟多种窃电接线方式，满足计量装置反窃电方式仿真灵活多样的要求。阻抗变换模块3根据软件动态数据库命令，通过变换阻抗值模拟电压、电流输出的幅值以及相位角。
[0065]所述MCU模块I为嵌入式单片机处理单元，用于接收客户端设定的窃电参数，并在解析所述窃电参数后，通过窃电数学模型数据库调取所述窃电参数对应的指令分别发送给所述继电器矩阵模块2和阻抗变换模块3。更为具体的，在本实施例中，用户可以在客户端(PC端)选择窃电参数。主要参数是接线方式(单相接线、三相四线、三相三线接线方式)、窃电类型(失压、失流、移相、表计内部计数等)、模拟窃电点、电压与电流输出幅度、相位等。MCU模块I则接收用户在客户端设定的这些窃电参数，然后MCU模块I解析所述窃电参数，并在窃电数学模型数据库中调取所述窃电参数对应的指令，向继电器矩阵模块发送接线方式指令；向阻抗变换模块发送模拟窃电类型指令、模拟窃电点指令、电压指令、电流指令、相位指令等。
[0066]所述继电器矩阵模块2是由众多继电器组合而成的矩阵；根据所述MCU模块I发送的指令，通过继电器矩阵相关继电器的动作，接通对应的电压电流回路，完成接线方式的变换，如单相、三相三线、三相四线等。
[0067]所述阻抗变换模块3集成安装有各种阻值电阻、二极管、电感线圈；用于根据所述MCU模块I的指令，通过电压回路或电流回路中阻抗变换进行分压或者限流，使电压回路中加载在仿真电能表处的电压值低于实际正常电压值，电流回路中的电流值低于实际正常电流值，进而影响到电能表的正确计量，达到窃电演示的目的。
[0068]此外，该窃电模拟仿真装置还包括:窃电数学模型数据库模块4、控制输出模块5、保护模块6、电源模块7以及用于完成装置内各个模块将信息交互的通信模块8。图5是本发明实施例提供的窃电模拟仿真装置原理图。
[0069]窃电数学模型数据库模块4是一个重要的模块，为便于公众及本领域技术人员理解、实施本发明所提供的技术方案，进一步对窃电数学模型数据库做如下解释和说明。
[0070]从电能表的基本计量原理和电功率(P = UIcosC>)可知，一块电能表能否正确计量是由电压、电流、功率因数三要素和时间的乘积、安装和接线的正确性决定。因此，打破其中任何一个条件都可以使电能表慢转、停转甚至反转，从而达到窃电的目的。
[0071]根据电能计量的条件，结合电能计量的元件组成，可以归结为以下三个接线要素的影响:电压互感器(TV)接线、电流互感器(TA)接线、电能表表尾接线。在供电电压和负荷稳定的情况下，当任意一个接线要素发生变化后，施加在电能表电压线圈上的电压相量或电流线圈上的电流相量也会发生相应的改变，施加在电能表某一元件上的电压相量或电流相量可以看作是以上三个要素的数学函数。因此，结合每一种典型窃电方式电压、电流、功率因数的变化特征，通过P = UlcosΦ (P:有功功率，单位为kW ;u:电压有效值，单位为kV；1:电压有效值，单位为A;C0S?为功率因数)这个函数即可建立起一个描述电能计量接线的窃电数学模型数据库。
[0072]建立窃电数学模型数据库，设计实际接线方式的切换，设计开发计算机操作软件，将以前手动接线方式转变为计算机软件和窃电模拟硬件平台相结合方式。当客户端输入的某一个变量发生改变后，MCU模块就可以根据窃电数学模型数据库计算出各个电压、电流之间的相位关系和幅值关系，从而得出各种组合的接线图、相量图、功率表达式和更正系数。
[0073]根据窃电数学模型数据库，我们通过计算机软件和窃电模拟器相结合的方式实现。计算机软件嵌入数据库函数，根据窃电模拟接线要求向继电器矩阵模块和阻抗变换模块发送指令，继电器矩阵模块和阻抗变换模块接受指令切换相应的继电器接入阻抗并完成接线，输出结果呈现在仿真电能表。
[0074]控制输出模块5，用于将所述继电器矩阵模块和阻抗变换模块搭建的回路中的电压、电流、相位参数输出至仿真电能表。
[0075]保护模块6，用于对所诉控制输出模块各输出量进行总体漏电检测、过流检测、接地检测等，发现异常通知MCU模块发出报警信号并自动切断电源模块输入电源。电源模块7是由市电经过隔离电源模块以及动态监测控制模块后给各个窃电模拟器供电。保护模块6具备过载保护功能和漏电保护功能，该模块的输出直接作用于电源供电回路，通过该技术能够有效的对设备和操作者进行保护。为保证安全，该装置电源供电采用隔离方式，使大地和隔离电源后级之间不能够形成回路。通过动态保护电源隔离技术，能够有效的保护设备人身安全。它是设备安全防护屏障，在正确操作情况下，给予可靠的安全保护。三相五线制电源经过总电源断路器、电源隔离保护模块给装置提供工作电源。输入到故障模拟器中，通过接线方式变换实现输出到电能表端。
[0076]电源模块7，用于将三相市电接入所述窃电模拟仿真装置，并对所述三相市电进行整流和滤波控制。
[0077]本领域技术人员可以理解的是，本发明提供的窃电模拟仿真装置根据硬件组织结构，采用MCU模块中的软件主动控制，即MCU模块中的软件主动实时向窃电模拟器的保护模块要报警状态，如发现异常，则自动启动保护模式，切断源电路。无异常时，软件根据操作设置的接线方式发送到窃电模拟器，软件根据指令输出电源。
[0078]按照上述功能要求，软件设计分为串口通讯模块、数据库模块、通讯协议模块、界面视图模块等，各模块的功能如下:
[0079]串口通讯模块:该模块主要负责软件与F86柜体(单片机)的数据通讯。将准备好的命令发送给柜体，柜体按照命令解析执行相应的动作；或者接收柜体返回的数据。
[0080]数据库模块:该模块主要负责根据要求的多种故障，按照通讯协议规范生成数据指令存放于数据库，以待软件使用。
[0081]通讯协议模块:该模块主要负责根据用户的选择，从数据库中调用相应的指令，然后按照通讯协议封装，生成最完整的数据包。由串口通讯模块发送给柜体。或者，串口通讯模块接收到数据包后，转给此模块，按照通讯协议解析，交付界面显示。
[0082]界面视图模块:该模块主要负责功能上的一些选择，控制，以及结果显示，包括单相窃电模拟的选择及控制；三相三线窃电模拟的选择及控制；三相四线及其典型窃电模拟的选择及控制；电能表瞬时信息的抄取及结果显示等等。
[0083]本发明提供的窃电模拟仿真装置根据各模块的工作逻辑及已建立的窃电模拟数学模型库，开发了相应的控制软件，实现基于窃电模拟数学模型库的窃电仿真控制。通过软件设置可控制窃电仿真设备自动模拟计量装置各种形式的窃电方式，其模块工作逻辑如图7所示。
[0084]本发明提供的窃电模拟仿真装置通过界面视图模块，实现人机对话，并在视图界面上对电源形式进行配置，以及设置窃电方法，通过与数据库模块通讯，调用窃电模拟数学模型，控制仿真电能表进行窃电仿真模拟，程序控制逻辑如图7所示。
[0085]本发明提供的窃电模拟仿真装置及方法可实现的窃电仿真功能包括如下:
[0086]1、单相电能表窃电仿真功能
[0087](I)窃电点在电能表内的窃电方式:
[0088]正常、电压线圈断线、电压线圈串二极管、电压线圈串电阻、电流线圈反接、零火反接、短接电流线圈、两户联合。
[0089](2)窃电点在电压互感器的窃电方式:
[0090]正常、断线、串二极管、串电阻、反接、反接串二极管、反接串电阻、电压取CT低端计量。
[0091](3)窃电点在电流互感器的窃电方式:
[0092]正常、断线、串二极管、串电阻、反接、反