一种配电网防窃电监测装置及系统的制作方法

本发明涉及配电网防窃电技术领域，特别涉及一种配电网防窃电监测装置及系统。

背景技术：

随着市场经济的发展和人民生活水平的提高，用电需求日益扩大，许多不法个人或单位为追求高额利润采取各种方式窃电，使国家蒙受巨大的经济损失。并且随着用电信息采集系统的推广应用，高科技窃电行为明显增多，窃电技术日益多样化、智能化、产业化，窃电行为更加隐蔽，严重的损害了电力企业的利益，扰乱了供用电程序。

目前的配电网防窃电技术也能针对不同的窃电方式，取得相应的防窃电效果。但是，对于电流法窃电，并没有实用可行的方法，虽然有的文献中提出采用在计量电流互感器注入高频信号的方法，理论上，电流法窃电实质上都是改变了电流互感器二次侧回路的电路结构，也即改变了电能计量设备的外部阻抗，因此通过测量探测信号电压均方幅度来达到测量计量设备外部阻抗的目的。

但上述方法需要对计量设备的电流互感器增加绕组，由于计量设备目前已成为一类标准化设备，其检验规范非常严格，对电表进行改装或电流互感器计量回路串装测量装置是不可行的。并且使用复杂，实用性不强。

技术实现要素：

本发明提供一种配电网防窃电监测装置及系统，以提供一种简单易行的防窃电监测方案。

为实现上述目的，本申请提供的技术方案如下：

一种配电网防窃电监测装置，包括：

采集设备，用于采集配电网在用户供电前端的分支点处的电流信号；

处理设备，用于控制所述采集设备进行采集，并对所述电流信号进行处理，生成用电信息；

通信设备，用于发送所述用电信息。

优选的，所述通信设备为GSM短信通信设备。

优选的，所述采集设备包括：分别与三相四线制配电主线路连接的三个电流互感器。

优选的，所述处理设备包括：

传感器，用于将所述电流信号转换为电压信号；

第一整流电路，用于将所述电压信号转换为频率相同的方波；

信号调理电路，用于对所述方波进行极性变换；

微处理器，用于控制所述采集设备进行采集，并根据所述电流信号及所述电压信号，计算得到功率有效值；所述用电信息包括所述功率有效值；

存储器，用于存储所述用电信息。

优选的，所述处理设备还包括：

时间芯片，用于控制三个所述电流互感器采集时间的准确性及一致性。

优选的，还包括：可充电电池及稳压电路；其中：

所述可充电电池与所述稳压电路的输入端相连；

所述稳压电路的输出端与所述信号调理电路及所述微处理器相连。

优选的，还包括：电池充电电路、第二整流电路及单路电流互感器；其中：

所述单路电流互感器与三相四线制配电主线路中的任意一根连接；

所述第二整流电路的输入端与所述单路电流互感器的输出端相连；

所述第二整流电路的输出端与所述电池充电电路的输入端相连；

所述电池充电电路的输出端与所述可充电电池的输入端相连。

一种配电网防窃电监测系统，包括：智能远程抄表系统及上述任一所述的配电网防窃电监测装置。

本发明提供的所述配电网防窃电监测装置，通过采集设备采集配电网在用户供电前端的分支点处的电流信号；然后由处理设备对所述电流信号进行处理，生成用电信息；再由通信设备发送所述用电信息；即可获得用户的真实用电数据，为后续实证窃电提供有的放矢的排查依据，并且方案简单易行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术内的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述内的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的配电网防窃电监测装置的结构示意图；

图2是本发明另一实施例提供的用户配电线路图；

图3是本发明另一实施例提供的配电网防窃电监测装置的另一结构示意图；

图4是本发明另一实施例提供的配电网防窃电监测装置的另一结构示意图；

图5是本发明另一实施例提供的配电网防窃电监测装置的另一结构示意图；

图6是本发明另一实施例提供的配电网防窃电监测装置的另一结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

本发明提供一种配电网防窃电监测装置，以提供一种简单易行的防窃电监测方案。

具体的，所述配电网防窃电监测装置，参见图1，包括：采集设备101、处理设备102及通信设备103；其中：

采集设备101的输出端与处理设备102的输入端相连；

处理设备102的输出端与通信设备103的输入端相连。

具体的工作原理为：

采集设备101用于采集配电网在用户供电前端的分支点处的电流信号；

处理设备102用于控制所述采集设备进行采集，并对所述电流信号进行处理，生成用电信息；

通信设备103用于发送所述用电信息。

经过窃电的技术原理进行分析，发现现有的窃电方式有一个共同的特点，即通常都发生在用户的用电邻近侧；因此，本实施例在用户的供电分支侧(用户供电前端的分支点)安装所述配电网防窃电监测装置，与用户邻近侧计量设备的计量数据进行比对，就能很容易发现窃电行为。

图2为一个用户的典型配电线路图，变压器通过许多分支给各个用户供电，如用电用户A的供电路径即为：变压器→支1→支2→支21→计量表A→用户A。

根据供电的实际情况，用户的窃电行为通常发生在计量表A和用户A侧。因此，将所述配电网防窃电监测装置安装在用户供电前端的分支点(分支21侧)，所述配电网防窃电监测装置通过采集、处理、存储一次的三相电流，并将得到的所述用电信息发送到数据中心，和计量表A抄到的计量数据进行同时间比对，即可快速便捷地分析其中差异，对窃电情况进行排查，甄别是否存在窃电行为以及窃电时间区间段，为后续实证窃电提供有的放矢的排查依据。

本实施例提供的所述配电网防窃电监测装置，通过上述原理，即可获得用户的真实用电数据，为后续实证窃电提供有的放矢的排查依据，并且方案简单易行。

本发明另一实施例还提供了另外一种具体的配电网防窃电监测装置，参见图1，包括：采集设备101、处理设备102及通信设备103；其中：

采集设备101的输出端与处理设备102的输入端相连；

处理设备102的输出端与通信设备103的输入端相连。

采集设备101用于采集配电网在用户供电前端的分支点处的电流信号；

处理设备102用于控制所述采集设备进行采集，并对所述电流信号进行处理，生成用电信息；

通信设备103用于发送所述用电信息。

优选的，通信设备103为GSM短信通信设备。

所述配电网防窃电监测装置通过采集、处理、存储一次的三相电流，进行处理，生成用电信息后，将得到的所述用电信息经无线信道将数据发送到数据中心，进行后续的比对工作。

通过该GSM短信通信方式进行用电信息的发送，使相应数据的获得方法简单可靠，易于应用。

本发明另一实施例还提供了另外一种具体的配电网防窃电监测装置，参见图1，包括：采集设备101、处理设备102及通信设备103；其中：

采集设备101的输出端与处理设备102的输入端相连；

处理设备102的输出端与通信设备103的输入端相连。

采集设备101用于采集配电网在用户供电前端的分支点处的电流信号；

处理设备102用于控制所述采集设备进行采集，并对所述电流信号进行处理，生成用电信息；

通信设备103用于发送所述用电信息。

通信设备103为GSM短信通信设备。

优选的，采集设备101包括：分别与三相四线制配电主线路连接的三个电流互感器。

优选的，参见图3，处理设备102包括：传感器201、第一整流电路202、信号调理电路203、微处理器204及存储器205；其中：

传感器201用于将所述电流信号转换为电压信号；

第一整流电路202用于将所述电压信号转换为频率相同的方波；

信号调理电路203用于对所述方波进行极性变换；

微处理器204用于控制所述采集设备进行采集，并根据所述电流信号及所述电压信号，计算得到功率有效值；所述用电信息包括所述功率有效值；

存储器205用于存储所述用电信息。

用户侧的三相电流，经过三个电流互感器转换为标称值为5A范围内的电流信号，该电流信号经过传感器201转换为标称值为5V的电压信号，电压信号经过第一整流电路202中的过零比较器生成频率相同的方波，以利于测频和实现缺相检测，同时该电压信号经信号调理电路203进行极性变换。微处理器204控制电流信号的采集，并进行电流和功率有效值的计算。

将额定电压作为基准电压u(n)进行功率计算虽然有误差，但作为窃电排查依据是完全可靠的。计算公式如下：

其中i(n)为电流信号的采样值，N为采样次数，并将计算后得到的结果保存在掉电不丢失的存储器205(如NVRAM)里。

本实施例提供了一种采集设备101和处理设备102的具体实现形式，但是并不一定限定于本实施例所述的实现形式，此处仅为一种示例，可以视其具体应用环境进行设置，能够实现采集设备101和处理设备102各自相应功能的方案均在本申请的保护范围内。

本发明另一实施例还提供了另外一种具体的配电网防窃电监测装置，参见图1，包括：采集设备101、处理设备102及通信设备103；其中：

采集设备101的输出端与处理设备102的输入端相连；

处理设备102的输出端与通信设备103的输入端相连。

采集设备101用于采集配电网在用户供电前端的分支点处的电流信号；

处理设备102用于控制所述采集设备进行采集，并对所述电流信号进行处理，生成用电信息；

通信设备103用于发送所述用电信息。

其中，通信设备103为GSM短信通信设备。

采集设备101包括：分别与三相四线制配电主线路连接的三个电流互感器。

优选的，参见图4，处理设备102包括：传感器201、第一整流电路202、信号调理电路203、微处理器204、存储器205及时间芯片206；其中：

传感器201用于将所述电流信号转换为电压信号；

第一整流电路202用于将所述电压信号转换为频率相同的方波；

信号调理电路203用于对所述方波进行极性变换；

微处理器204用于控制所述采集设备进行采集，并根据所述电流信号及所述电压信号，计算得到功率有效值；所述用电信息包括所述功率有效值；

存储器205用于存储所述用电信息。

时间芯片206用于控制三个所述电流互感器采集时间的准确性及一致性。

时间芯片206能够保证电流采集时间的准确性和一致性。

具体的连接关系与工作原理与上述实施例相同，此处不再一一赘述。

本发明另一实施例还提供了另外一种具体的配电网防窃电监测装置，参见图1，包括：采集设备101、处理设备102及通信设备103；其中：

采集设备101的输出端与处理设备102的输入端相连；

处理设备102的输出端与通信设备103的输入端相连。

采集设备101用于采集配电网在用户供电前端的分支点处的电流信号；

处理设备102用于控制所述采集设备进行采集，并对所述电流信号进行处理，生成用电信息；

通信设备103用于发送所述用电信息。

其中，通信设备103为GSM短信通信设备。

采集设备101包括：分别与三相四线制配电主线路连接的三个电流互感器。

参见图4，处理设备102包括：传感器201、第一整流电路202、信号调理电路203、微处理器204、存储器205及时间芯片206；其中：

传感器201用于将所述电流信号转换为电压信号；

第一整流电路202用于将所述电压信号转换为频率相同的方波；

信号调理电路203用于对所述方波进行极性变换；

微处理器204用于控制所述采集设备进行采集，并根据所述电流信号及所述电压信号，计算得到功率有效值；所述用电信息包括所述功率有效值；

存储器205用于存储所述用电信息。

时间芯片206用于控制三个所述电流互感器采集时间的准确性及一致性。

时间芯片206能够保证电流采集时间的准确性和一致性。

优选的，参见图5，在图4的基础之上，所述配电网防窃电监测装置还包括：可充电电池104及稳压电路105；其中：

可充电电池104与稳压电路105的输入端相连；

稳压电路105的输出端与信号调理电路203及微处理器204相连。

更为优选的，参见图6，在图5的基础之上，所述配电网防窃电监测装置还包括：电池充电电路106、第二整流电路107及单路电流互感器108；其中：

单路电流互感器108与三相四线制配电主线路中的任意一根连接；

第二整流电路107的输入端与单路电流互感器108的输出端相连；

第二整流电路107的输出端与电池充电电路106的输入端相连；

电池充电电路106的输出端与可充电电池104的输入端相连。

具体的过程为：

通过单路电流互感器108输入的电流，经第二整流电路107，变换为系统需要的直流，经电池充电电路106的稳压初级稳定后，变换为6-24V直流电压，经DC/DC模块变换系统工作的稳定直流电压输出。

在输入电流较小时，可充电电池104将为系统补充供电。

当输入电流较大时，将为可充电电池104提供充电。

可充电电池104充满或者输入电流很大时，过剩的电流将流经旁路电阻而消耗。

可充电电池104、稳压电路105、电池充电电路106、第二整流电路107及单路电流互感器108自取电充电模块主要是为装置提供稳定、长期的电源支持，由于窃电行为具有主动性和隐蔽性，所以窃电排查装置必须具有长时间值守的特点，而所述配电网防窃电监测装置具有SMS短信数据通信功能，耗电比较大，单纯电池不能满足长期供电的需要，而根据主线电流感应的方法对电池进行充电，从而获得长期可靠的电能支持。

本发明另一实施例还提供了一种配电网防窃电监测系统，包括：智能远程抄表系统及配电网防窃电监测装置。

由于现在大部分用户都已安装智能远程抄表系统，因此图2中的计量表A的计量数据获得很简单，所述配电网防窃电监测系统可较便捷地抄读安装在计量表A的电能数据。

所述配电网防窃电监测装置通过电流监测获得分支点无干扰的用电数据，结合现有计量表的远程抄表系统的付费数据，经过对比两者之间的差异；如差异过大即有窃电怀疑。

所述配电网防窃电监测装置，参见图1，包括：采集设备101、处理设备102及通信设备103；其中：

采集设备101的输出端与处理设备102的输入端相连；

处理设备102的输出端与通信设备103的输入端相连。

具体的工作原理为：

采集设备101用于采集配电网在用户供电前端的分支点处的电流信号；

处理设备102用于控制所述采集设备进行采集，并对所述电流信号进行处理，生成用电信息；

通信设备103用于发送所述用电信息。

优选的，通信设备103为GSM短信通信设备。

优选的，采集设备101包括：分别与三相四线制配电主线路连接的三个电流互感器。

优选的，参见图3，处理设备102包括：传感器201、第一整流电路202、信号调理电路203、微处理器204及存储器205；其中：

传感器201用于将所述电流信号转换为电压信号；

第一整流电路202用于将所述电压信号转换为频率相同的方波；

信号调理电路203用于对所述方波进行极性变换；

微处理器204用于控制所述采集设备进行采集，并根据所述电流信号及所述电压信号，计算得到功率有效值；所述用电信息包括所述功率有效值；

存储器205用于存储所述用电信息。

优选的，参见图4，处理设备102还包括：

时间芯片206，用于控制三个所述电流互感器采集时间的准确性及一致性。

优选的，参见图5，在图4的基础之上，所述配电网防窃电监测装置还包括：可充电电池104及稳压电路105；其中：

可充电电池104与稳压电路105的输入端相连；

稳压电路105的输出端与信号调理电路203及微处理器204相连。

更为优选的，参见图6，在图5的基础之上，所述配电网防窃电监测装置还包括：电池充电电路106、第二整流电路107及单路电流互感器108；其中：

单路电流互感器108与三相四线制配电主线路中的任意一根连接；

第二整流电路107的输入端与单路电流互感器108的输出端相连；

第二整流电路107的输出端与电池充电电路106的输入端相连；

电池充电电路106的输出端与可充电电池104的输入端相连。

具体的工作原理与上述实施例相同，此处不再一一赘述。

本发明中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。