专利名称：一种防窃电装置及其系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电力领域，具体涉及一种防窃电装置及其系统。
背景技术：
近年来，随着家用用电设备的增加，居民窃电现象呈上升趋势，窃电行为严重地侵害了供电企业的权益，导致线损居高不下，这不仅给国有资产造成巨大损失，而且严重扰乱了供、用电秩序。特别是对于大量居民用户的窃电，供电部门的查处难度很大。针对这种现象，目前还没有有效的技术手段进行应对。现有技术中，通常采用在配电台区安装考核表来分析台区线损，以发现高线损的台区，进而采取其它措施。但这种方案只能发现有窃电嫌疑的台区，不能准确无误地找到该台区内有问题的居民楼和楼层，所以仍然无法发现窃电事件，达到真正的防窃电目的。
实用新型内容为了克服现有技术的上述缺陷，本实用新型的目的之一在于提出一种能够发现用电量异常的电表箱，并缩小稽查人员查找范围的防窃电装置。本实用新型是通过如下技术方案实现的:一种防窃电装置，其包括处理器以及与处理器相连接的电量采集器、电表数据捕获器、电源、存储器和时钟芯片，所述电量采集器采集电表箱进线侧的电量参数，所述电表数据捕获器通过侦听获取电表箱内各电表的电量参数；所述处理器将通过电表箱进线侧电量参数计算出的电量与各电表电量参数中的电量之和进行对比，如果二者之差超过预定阈值，则认为有窃电事件发生。进一步地，该装置还可以包括与处理器相连接的用于在发生窃电事件时发出报警信息的短消息服务模块。进一步地，该装置还可以包括与处理器相连接的射频模块或GPRS模块。进一步地，该装置还可以包括与处理器相连接的人机交互模块。进一步地，所述人机交互模块可以包括键盘、鼠标、手写板、触摸屏和液晶显示屏中的任一至全部。进一步地，所述电表数据捕获器可以包括RS485通信电路或载波模块:当电表数据捕获器采用RS485通信电路时，其通过RS485总线侦听各电表与采集器的通信，并获取各电表的电量参数；当电表数据捕获器采用载波模块时，其通过载波方式侦听各电表与集中器的通信，并获取各电表的电量参数。进一步地，所述电量采集器可以采用如下任一结构:所述电量采集器包括电流传感器，所述电量采集器将电表箱的默认电压和电流传感器采集的电表箱进线侧电流传至处理器，并由处理器根据默认电压和进线侧电流计量出电表箱进线侧的电量；[0016]所述电量采集器包括电流传感器、电压传感器和计量芯片；所述计量芯片根据电流传感器采集的电表箱进线侧电流和电压传感器采集的电表箱入口电压计量出电表箱进线侧的电量并传至处理器。本实用新型的另一目的在于提出一种防窃电系统，该系统包括如上所述的防窃电装置，还包括主站，其中，所述防窃电装置安装于电表箱内，并将所获取的进线侧电量参数、计算得到的电表箱进线侧电量以及电表箱内各电表的电量参数通过射频模块或GPRS模块传至主站，由主站对电表箱的进线侧电量与各电表的电量之和进行比对，如果二者之差超过预定阈值，则认为有窃电事件发生。进一步地，所述主站可以采用移动式主站或远程主站:当主站为移动式主站时，所述防窃电装置可通过射频模块与其通信；当主站为远程主站时，所述防窃电装置可通过GPRS模块与其通信。本实用新型的有益效果是:1、该防窃电装置和系统能够发现用电异常的电表箱，并具体定位到哪一相用电异常，因此，缩小了稽查人员的检查范围。该系统成本低，便于大量推广，可帮助用电稽查人员开展工作，有效提高供电部门的精益化管理水平。2、该防窃电装置和系统既可以通过RS485总线侦听，也可以通过电力线载波通信方式侦听，当通过电力线载波通信方式侦听电表与集中器通信获取报文时，由于通过电力线获得数据，具有隐蔽性，不易被窃电用户察觉，因此是一种有效的防窃电手段。3、该防窃电装置和系统可以侦听电表异常事件信息(例如:电表断相、失压等等)，因此可以发现有问题的电表。
图1是本实用新型防窃电装置实施例的原理框图；图2是本实用新型防窃电系统实施例的应用示意图；图3是本实用新型防窃电系统另一实施例的应用示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的防止居民用户窃电装置及其系统作进一步详细的说明。如图1所示，本例的防窃电装置包括电量采集器、电表数据捕获器、处理器、存储器、电源和时钟芯片(即RTC)。为了使该装置具有报警功能，该装置还可以包括短消息服务模块(即SMS模块)，该模块可以采用支持与移动终端(例如手机等)进行双向通信的无线收发器；此外，该装置还可以包括人机交互模块，以及射频模块(即RF模块)和/或GPRS模块，射频模块可以采用基于射频芯片NRF905的射频通信电路来实现，GPRS模块可以采用市面上出售的GPRS芯片加上相应的外围电路来实现。下面对本例该装置的各部分进行详细说明。电量采集器，用于采集电表箱进线侧的电量参数。电量采集器可以采用如下任一种技术方案:[0030]方案一:电量采集器包括电流传感器，例如带两根模拟量信号线磁环的电流互感器CT，用于采集电表箱进线侧的电流；该方案属于不进行电压测量的情况，电量采集器只负责将电流传感器所采集的电表箱进线侧电流传至处理器，处理器负责根据存储器中预存储的默认电压(例如，220V)和进线侧电流计算出电表箱进线侧的电量，并保存到存储器中。方案二:电量采集器包括电流传感器、电压传感器和计量芯片，电量采集器除了利用电流传感器采集电表箱进线侧的电流外，还可以根据需要，利用电压传感器采集电表箱入口的电压；该方案属于进行电压测量的情况，电量采集器中需内置有计量芯片及电路，并与处理器连接，计量芯片根据测得的电流和电压计算出电表箱进线侧的电量传至处理器，并保存到存储器中。电表数据捕获器，用于通过侦听方式获取电表箱内所有电表的电量参数，并将这些数据发送给处理器。具体地，电表数据捕获器可以包括RS485通信电路，其通过RS485总线侦听各电表与采集器的通信，以获取并分析报文，从而得到各电表的电量参数；电表数据捕获器也可以包括载波模块，其通过电力线载波方式侦听各电表(各电表中也设有内置的载波模块)与集中器的通信，以获取并分析报文，从而得到各电表的电量参数，其中载波模块可以基于本领域通常使用的电力线载波芯片来实现，在此不再赘述。通过采用侦听方式，电表数据捕获器能够获取电表与采集器或集中器的所有通信信息，包括电量参数、冻结电量及事件信息，例如电压、电流、功率、断相、失压等信息。处理器，用于获取电量采集器采集的电表箱进线侧的电量参数，在不进行电压测量的情况下，根据默认电压(例如，220V)计算进线侧的电量参数；在进行电压测量的情况下，电量采集器通过电压、电流传感器获得电压、电流数据，经计量芯片和处理器计算进线侧的电量参数。处理器还接收电表数据捕获器发送的各电表的电量参数，并将电量求和，得到表箱内所有电表的电量之和。处理器将进线侧的电量参数与计算所得各电表的电量之和进行比对，原则上这两个数据应该基本相等，当两者之差超过预定阈值时，即认为有用电异常事件发生，立即通过短消息服务模块(即SMS模块)发出报警信息，提示哪栋楼的哪个电表箱有窃电事件发生。存储器，用于存储电表箱进线侧的电量参数，以及电表箱内所有电表的电量参数。具体地，根据电表的冻结时间，例如日冻结时间，存储器可存储日冻结时间的电量信息以及相应的日期时间。根据需要，还可保存例如至少三个月的电量参数。此外，存储器中还存储某一表箱内所有电表的表地址。电源，用于为处理器提供工作电源。时钟芯片(即RTC)，用于记录事件发生的时间和相关信息，例如日冻结时间，以及相应的日期时间。根据需要，本例的防窃电装置还可具有人机交互模块，包括显示模块和/或输入模块。其中输入模块可以是键盘、鼠标、手写板、触摸屏等，用于输入用电查询信息等。显示模块可以是液晶显示屏等，用于在本地显示电表箱进线侧的电量参数、各电表的电量参数、表箱总电量参数及比较结果，方便稽查人员的现场查看。此时可认为本例的防窃电装置工作在本地模式下。此外，通过相应配置，本例的防窃电装置还可工作在远程模式下。这将在下文进行描述。本例还提出一种防窃电系统。该系统由上述防窃电装置和主站构成，此时防窃电装置工作在远程模式。主站可以是移动式主站，例如便携式电脑，手持终端(例如掌机等)等的可移动设备；也可以是远程主站，例如电力公司的主站。所述装置将获取的进线侧电量参数和各电表的电量参数通过射频模块(即RF模块)以射频方式(对于移动式主站)或者通过GPRS模块(对于远程主站)传送给主站，在主站进行电表电量参数的计算以及比对。主站可进行电量比较，例如可比较最近30天(可选)内每天的电量；在初步定位哪栋楼的哪只电表箱有窃电嫌疑之后，可进一步根据该表箱三相电的接入情况，精确定位哪一相的电表存在窃电嫌疑，指导工作人员在现场检查连接到该相的每只电表，找到有问题的电表；主站也可根据表箱内电能表的各种上报事件，作综合汇总分析，供工作人员在主站查看用电情况。以一个表箱内安装13块电表其中I块为照明等公用表为例，图2示出了本例防窃电系统的一个实施例。其中，防窃电装置通过RS-485总线侦听米集器与表箱内各个电表的通信数据，以获得各电表的电量参数。图3示出了本例防窃电系统的另一实施例。其中，防窃电装置中另外加装载波模块，通过载波方式侦听集中器与各个电表的通信，以获得各电表的电量参数。综上所述，本实用新型的防止居民用户窃电的装置和系统，通过在每栋居民楼的每个电表箱中加装上述防窃电装置，即可发现用电量异常的表箱，将稽查范围锁定到有潜在窃电嫌疑的表箱；此外，还可根据该表箱三相电的接入情况，进一步定位哪一相的电表存在窃电嫌疑。这种防窃电装置及其系统具有成本低，便于大量推广等优点，可帮助用电稽查人员高效率地开展工作，提高供电公司的精益化管理水平。最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本实用新型的具体实施方式
进行修改或者等同替换，而未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
权利要求1.一种防窃电装置，其特征在于:该装置包括处理器以及与处理器相连接的电量采集器、电表数据捕获器、电源、存储器和时钟芯片，所述电量采集器采集电表箱进线侧的电量参数，所述电表数据捕获器通过侦听来获取电表箱内各电表的电量参数；所述处理器将通过电表箱进线侧电量参数计算出的电量与各电表电量参数中的电量之和进行对比，如果二者之差超过预定阈值，则认为有窃电事件发生。
2.按权利要求1所述的防窃电装置，其特征在于:该装置还包括与处理器相连接的用于在发生窃电事件时发出报警信息的短消息服务模块。
3.按权利要求1所述的防窃电装置，其特征在于:该装置还包括与处理器相连接的射频模块或GPRS模块。
4.按权利要求1所述的防窃电装置，其特征在于:该装置还包括与处理器相连接的人机交互模块。
5.按权利要求4所述的防窃电装置，其特征在于:所述人机交互模块包括键盘、鼠标、手写板、触摸屏和液晶显示屏中的任一至全部。
6.按权利要求1-5任一所述的防窃电装置，其特征在于:所述电表数据捕获器包括RS485通信电路，其通过RS485总线侦听各电表与采集器的通信，并获取各电表的电量参数。
7.按权利要求1-5任一所述的防窃电装置，其特征在于:所述电表数据捕获器包括载波模块，其通过载波方式侦听各电表与集中器的通信，并获取各电表的电量参数。
8.按权利要求1-5任一所述的防窃电装置，其特征在于:所述电量采集器采用如下任一结构: 所述电量采集器包括电流传感器，所述电量采集器将电表箱的默认电压和电流传感器采集的电表箱进线侧电流传至处理器，并由处理器根据默认电压和进线侧电流计量出电表箱进线侧的电量； 所述电量采集器包括电流传感器、电压传感器和计量芯片；所述计量芯片根据电流传感器采集的电表箱进线侧电流和电压传感器采集的电表箱入口电压计量出电表箱进线侧的电量并传至处理器。
9.一种防窃电系统，其特征在于:该系统包括如权利要求3-8任一所述的防窃电装置，还包括主站，其中， 所述防窃电装置安装于电表箱内，并将所获取的进线侧电量参数、计算得到的电表箱进线侧电量以及电表箱内各电表的电量参数通过射频模块或GPRS模块传至主站，主站对电表箱的进线侧电量与各电表的电量之和进行比对，如果二者之差超过预定阈值，则认为有窃电事件发生。
10.按权利要求9所述的防窃电系统，其特征在于，所述主站采用移动式主站或远程主站；所述防窃电装置通过射频模块与移动式主站进行通信，或者所述防窃电装置通过GPRS模块与远程主站进行通信。
专利摘要本实用新型提出一种防窃电装置及其系统，该装置包括处理器、电量采集器、电表数据捕获器、电源、存储器和时钟芯片，电量采集器采集电表箱进线侧的电量参数，电表数据捕获器通过侦听获取各电表的电量参数；处理器将通过电表箱进线侧电量参数计算出的电量与各电表电量参数中的电量之和进行对比，如二者之差超过预定阈值，认为有窃电事件发生。该系统包括防窃电装置和主站，防窃电装置将进线侧电量参数和各电表的电量参数传至主站，主站对电表箱的进线侧电量与各电表的电量之和进行比对，异常时发出报警信息。该防窃电装置及系统具有成本低，便于大量推广等优点，可帮助用电稽查人员开展工作，提高供电公司的精益化管理水平。
文档编号G01R19/00GK202929077SQ20122036432
公开日2013年5月8日 申请日期2012年7月25日 优先权日2012年7月25日
发明者孙声波, 殷树刚, 赵羡龙, 王维彬, 史庆华 申请人:国网电力科学研究院, 国家电网公司