本發明涉及電力技術領域,尤其涉及一種便攜式竊電檢測終端及竊電檢測方法。
背景技術:
長期以來,部分用電用戶受到利益的驅使,千方百計的在用電計量設備(例如,電能表)上做手腳,實施竊電。竊電行為給電力運營公司造成了巨額損失,干擾了正常的供用電秩序,并可能引發電網安全事故,甚至造成人員傷亡,電能損失增大了線損,增加了其他合法用戶的負擔,故而,竊電行為造成的后果不簡單是電量損失的問題,還影響著電網的安全運行和社會穩定。
竊電現象一直困擾著電力部門,各級電力公司、科研單位都長期致力于防竊電技術的研究。通過研究,也提出了一些防止和發現竊電行為的方法和設備,如計量電表增加事件記錄功能,智能鉛封、計量箱非法開啟監控、現場校表設備等,這些方法和設備在防竊電整治方面也確實起到了一定的作用,然而隨著科技的進步,竊電技術也進一步得到提高,竊電行為呈現出越來越專業化、高科技等特點,竊電手法已從直接掛線用電,破壞及更換計量設備,更改計量參數等簡單易查的竊電方式,轉化為高科技及智能化的強磁干擾、高頻干擾及遙控控制計量設備等竊電方式,由于該類竊電方式從外圍影響和干擾計量設備,不破壞計量設備,且竊電設備隱蔽,沒有專業的檢測設備,現場很難發現和查找到上述的竊電設備,給現場查處竊電帶來了前所未有的挑戰,另外由于該類竊電方式在竊電時干擾施加位置和環境等因素的不確定性,即便在現場發現此類竊電裝置,由于沒有相應的檢測設備,也無法在竊電現場對該類行為做出定性或定量分析,這使得供電企業在查處高科技竊電過程中存在取證難、分析難和處理難等問題。
現有的查處竊電方法基本還依賴于人工檢查排除,或使用大量的檢測設備,如萬用表,鉗表,相位表,現場電表校驗裝置等,這些方法和設備在實際運用中,只能檢測到相應檢測設備對應的竊電方法或竊電設備,不能全面有效地進行竊電行為的確認,竊電設備的查找定位,竊電量的定量分析。另外大量的設備不便于攜帶,部分設備如現場電表校驗裝置等還存在現場工作電源的接入問題,攜帶和使用極其不便。
技術實現要素:
為解決上述技術問題,本發明提供一種便攜式竊電檢測終端及竊電檢測方法,能夠有效地檢測出用戶的竊電行為。
本發明提供的一種便攜式竊電檢測終端,包括有:終端主機、電流互感器、電能表脈沖采樣模塊;
所述電流互感器,與所述終端主機連接,用于采集電力線上變壓器兩側的電流信號并將所述電流信號反饋至所述終端主機;
所述電能表脈沖采樣模塊,用于采集電能表脈沖信號,并將所述電能表脈沖信號輸送至所述終端主機;
所述終端主機,用于根據電能表的實際計量參數以及所述電能表脈沖信號,判斷電能表的計量是否準確,還用于根據所述電流信號計算所述變壓器的實際電流變比,并將所述實際電流變比與所述變壓器的標識電流變比進行比較,當電能表計量不準確,或者所述實際電流變比與所述標識電流變比的差值大于預設的變比差值時,則判斷存在竊電行為。
優選地,還包括:高頻及強磁檢測器;
所述高頻及強磁檢測器,與所述終端主機連接,用于檢測高頻電場信號及磁場信號,并根據預設的判斷規則,生成對應的事件記錄,且將所述事件記錄輸送至所述終端主機;
所述終端主機,還用于根據所述事件記錄,查找對應的強磁干擾設備或高頻干擾設備。
優選地,所述電流互感器包括有:有線鉗形電流互感器、無線鉗形電流互感器;
所述有線鉗形電流互感器包括有:第一鉗形電流互感模塊、電流電壓轉換模塊、互感器接口模塊;
所述第一鉗形電流互感模塊,與所述電流電壓轉換模塊電性連接,用于采集所述變壓器的二次側電流信號,并將所述二次側電流信號輸送至所述電流電壓轉換模塊;
所述電流電壓轉換模塊,與所述互感器接口模塊電性連接,用于將所述二次側電流信號轉換為二次側電壓信號,并通過所述互感器接口模塊將所述二次側電壓信號輸送至所述終端主機;
所述無線鉗形電流互感器包括有:第二鉗形電流互感模塊、計量芯片、第一處理器、第一存儲模塊、互感器無線通訊模塊;
所述第二鉗形電流互感模塊,與所述計量芯片電性連接,用于采集所述變壓器的一次側電流信號,并將所述一次側電流信號輸送至所述計量芯片;
所述計量芯片,與所述第一處理器通訊連接,用于根據所述一次側電流信號,獲取對應的一次側電流值數據,并將所述一次側電流值數據輸送至所述第一處理器;
所述第一處理器,與所述第一存儲模塊及所述互感器無線通訊模塊通訊連接,用于將所述一次側電流值數據通過所述互感器無線通訊模塊發送至所述終端主機,還將所述一次側電流值數據輸送至所述第一存儲模塊保存。
優選地,所述電能表脈沖采樣模塊包括有:第二處理器、光電采樣頭、脈沖采樣通訊單元;
所述光電采樣頭,與所述第二處理器通訊連接,用于采集所述電能表脈沖信號,并將所述電能表脈沖信號輸送至所述第二處理器;
所述第二處理器,與所述無線發送模塊通訊連接,用于控制所述脈沖采樣通訊單元將所述電能表脈沖信號輸送至所述終端主機。
優選地,所述終端主機,還用于根據電能表上的電流數據和電壓數據,并結合電力線的負載性質及功率因素,畫出對應的向量六角圖,且根據所述向量六角圖判斷功率方向繼電器接線是否正確。
優選地,所述高頻及強磁檢測器包括有:高頻檢測單元、磁場檢測單元、第三處理器、電磁檢測通訊單元;
所述高頻檢測單元,與所述第三處理器通訊連接,用于檢測高頻電場信號,并將所述高頻電場信號進行放大后輸送至所述第三處理器;
磁場檢測單元,與所述第三處理器通訊連接,用于檢測磁場信號,并將所述磁場信號輸送至所述第三處理器;
所述第三處理器,與所述電磁檢測通訊單元通訊連接,用于根據所述高頻電場信號,計算對應的電場信號頻率值及電場強度值,并根據內置參數判斷所述高頻電場信號是否符合異常判斷標準,若是,則生成對應的電場事件記錄,并通過所述電磁檢測通訊單元將所述電場事件記錄發送至所述終端主機;
所述第三處理器,還用于根據所述磁場信號計算對應的磁場強度值,當該磁場強度值超過預設磁場強度值時,生成對應的磁場事件記錄,并通過所述電磁檢測通訊單元將所述磁場事件記錄發送至所述終端主機。
優選地,所述終端主機包括有:主控及數據運控模塊、第二存儲模塊、告警模塊、無線掃描模塊、電流采樣模塊、主機接口模塊;
所述無線掃描模塊,與所述主控及數據運控模塊通訊連接,其包括有:無線接收單元、無線發送單元;
所述無線接收單元,用于檢測無線遙控信號,并將無線遙控信號輸送至所述主控及數據運控模塊;
所述無線發送單元,用于發送無線遙控信號及無線屏蔽信號;
所述主機接口模塊,與所述主控及數據運控模塊及所述電流采樣模塊通訊連接,用于接收所述一次側電流值數據,并將所述一次側電流值數據輸送至所述主控及數據運控模塊,還用于接收所述二次側電壓信號且將所述二次側電壓信號輸送至所述電流采樣模塊,接收所述事件記錄及所述電能表脈沖信號,并將所述事件記錄及所述電能表脈沖信號輸送至所述主控及數據運控模塊;
所述電流采樣模塊,與所述主控及數據運控模塊通訊連接,用于根據所述二次側電壓信號獲取對應的二次側電流值數據,并將所述二次側電流值數據輸送至所述主控及數據運控模塊;
所述主控及數據運控模塊,與所述第二存儲模塊及所述告警模塊通訊連接,用于根據電能表的實際計量參數以及所述電能表脈沖信號,判斷對應的電能表計量是否準確,還用于根據所述一次側電流值數據及所述二次側電流值數據計算所述實際電流變比,并將所述實際電流變比與所述標識電流變比進行比較,當電能表計量不準確,或者所述實際電流變比與所述標識電流變比的差值大于預設的變比差值,則判斷發生竊電行為,并控制告警模塊發出報警,且解碼無線遙控信號得到遙控編碼,將該遙控編碼輸送至所述第二存儲模塊保存;
所述主控及數據運控模塊還用于從所述第二存儲模塊中讀取遙控編碼,并根據遙控編碼生成無線遙控信號及無線屏蔽信號,并將無線遙控信號及無線屏蔽信號輸送至所述無線發送單元。
優選地,所述主機接口模塊包括有:
紅外通訊接口;所述主控及數據運控模塊通過所述紅外通訊接口讀取電能表的用電記錄,并根據所述用電記錄判斷用戶的用電狀態及用電異常事件,所述用電記錄包括有:用電信息、用電狀態及用電歷史記錄;
有線鉗形電流互感器輸入接口,用于接收所述二次側電壓信號并將所述二次側電壓信號輸送至所述電流采樣模塊;
無線通訊接口,用于將所述一次側電流值數據輸送至所述主控及數據運控模塊,并接收所述電能表脈沖信號且將所述電能表脈沖信號輸送至所述主控及數據運控模塊;
串行通信接口,用于接收所述事件記錄并將所述事件記錄輸送至所述主控及數據運控模塊。
優選地,所述終端主機還包括有:輸入功能模塊;
所述輸入功能模塊,與所述主控及數據運控模塊通訊連接,用于接收輸入的遙控編碼,并將該遙控編碼輸送至所述主控及數據運控模塊;
所述主控及數據運控模塊,還用于接收來自所述輸入功能模塊的遙控編碼,并將該遙控編碼輸送至所述第二存儲模塊保存。
本發明還提供一種竊電檢測方法,包括下述步驟:
電流互感器采集電力線上變壓器兩側的電流信號并反饋至終端主機;
電能表脈沖采樣模塊采集電能表脈沖信號,并將所述電能表脈沖信號輸送至所述終端主機;
所述終端主機檢測無線遙控信號,并根據電能表的實際計量參數,以及所述電能表脈沖信號,判斷對應的電能表計量是否準確,還根據所述電流信號的實際電流變比,并將實際電流變比與所述變壓器的標識電流變比進行比較,當電能表計量不準確,或者實際電流變比與標識電流變比的差值大于預設的變比差值時,則判斷存在竊電行為。
優選地,還包括下述步驟:
高頻及強磁檢測器檢測高頻電場信號及磁場信號,并根據預設的判斷規則,生成對應的事件記錄,且將所述該事件記錄輸送至所述終端主機;
所述終端主機根據所述事件記錄,查找對應的強磁干擾設備或高頻干擾設備。
優選地,步驟“電流互感器采集電力線上變壓器兩側的電流信號并反饋至終端主機”包括:
第一鉗形電流互感模塊采集所述變壓器的二次側電流信號,并將所述二次側電流信號輸送至所述電流電壓轉換模塊;
所述電流電壓轉換模塊將所述二次側電流信號轉換為二次側電壓信號,并通過所述互感器接口模塊將所述二次側電壓信號輸送至所述終端主機;
第二鉗形電流互感模塊采集所述變壓器的一次側電流信號,并將所述一次側電流信號輸送至所述計量芯片;
所述計量芯片根據所述一次側電流信號,獲取對應的一次側電流值數據,并將所述一次側電流值數據輸送至所述第一處理器;
所述第一處理器,將所述一次側電流值數據通過所述互感器無線通訊模塊發送至所述終端主機。
優選地,還包括下述步驟:
所述終端主機根據電能表上的電流數據和電壓數據,并結合電力線的負載性質及功率因素,畫出對應的向量六角圖,且根據所述向量六角圖判斷功率方向繼電器接線是否正確。
優選地,還包括下述步驟:
所述終端主機檢測無線遙控信號,并解碼無線遙控信號得到遙控編碼,且將該遙控編碼保存;
所述終端主機接收輸入的遙控編碼,并將該遙控編碼保存;
所述終端主機讀取已保存的遙控編碼,并根據遙控編碼生成無線遙控信號及無線屏蔽信號,且發送無線遙控信號及無線屏蔽信號。
優選地,還包括下述步驟:
所述終端主機讀取電能表的用電記錄,并根據所述用電記錄判斷用戶的用電狀態及用電異常事件,所述用電記錄包括有:用電信息、用電狀態及用電歷史記錄。
實施本發明,具有如下有益效果:通過采集電力線上變壓器兩側的電流信號,根據變壓器兩側的電流信號計算出變壓器的實際電流變比,將實際電流變比與標識電流變比進行比較,判斷其差值是否超過了預設的變比差值,從而判斷是否發生竊電行為;其次,再根據電能表脈沖信號判斷電能表的計量是否準確,從而判斷是否發生竊電行為。當用戶采用強磁干擾、高頻干擾或者遙控控制電能表等計量設備進行竊電,均可以通過這兩種方式檢測到是否發生竊電行為。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案,下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創造性勞動的前提下,還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是本發明提供的便攜式竊電檢測終端的原理框圖。
圖2是本發明提供的電流互感器的原理框圖。
圖3是本發明提供的有線鉗形電流互感器的原理框圖。
圖4是本發明提供的無線鉗形電流互感器的原理框圖。
圖5是本發明提供的電能表脈沖采樣模塊的原理框圖。
圖6是本發明提供的高頻及強磁檢測器的原理框圖。
圖7是本發明提供的終端主機的原理框圖。
圖8是本發明提供的另一實施例中便攜式竊電檢測終端的原理框圖。
圖9是本發明提供的另一實施例中高頻及強磁檢測器的原理框圖。
圖10是本發明提供的另一實施例中有線鉗形電流互感器的原理框圖。
圖11是本發明提供的另一實施例中無線鉗形電流互感器的原理框圖。
圖12是本發明提供的另一實施例中電能表脈沖采樣模塊的原理框圖。
圖13是本發明提供的另一實施例中變壓器兩側電流采樣的流程圖。
圖14是本發明提供的另一實施例中計算變壓器的實際電流變比的流程圖。
圖15是本發明提供的另一實施例中檢查變壓器的標識電流變比的流程圖。
圖16是本發明提供的另一實施例中檢測電能表內部計量參數的流程圖。
圖17是本發明提供的另一實施例中變壓器一次側及二次側電流換算的流程圖。
圖18是本發明提供的另一實施例中實際電能與計量電能對比的流程圖。
圖19是本發明提供的另一實施例中電能表數據抄讀及用電狀態判斷的流程圖。
圖20是本發明提供的另一實施例中檢測無線遙控信號及解碼的流程圖。
圖21是本發明提供的另一實施例中自動掃描無線遙控信號的流程圖。
圖22是本發明提供的另一實施例中檢測磁場干擾的流程圖。
圖23是本發明提供的另一實施例中檢測高頻干擾的流程圖。
圖24是本發明提供的另一實施例中利用秒表法檢測電能表計量特性及準確性的流程圖。
圖25是本發明提供的另一實施例中利用向量六角圖判斷接線是否正確的流程圖。
圖26a是本發明提供的另一實施例中負載元件的電壓及電流關系圖。
圖26b是本發明提供的另一實施例中負載元件的電壓關系圖。
圖26c是本發明提供的另一實施例中負載元件的電壓及電流之間的相位關系圖。
圖26d是本發明提供的另一實施例中將一負載元件的電流接線接反后得到的電壓及電流之間的相位關系圖。
圖26e是本發明提供的另一實施例中負載元件的正確接線圖。
具體實施方式
本發明提供一種便攜式竊電檢測終端,如圖1所示,該檢測終端包括有:終端主機1、電流互感器2、電能表脈沖采樣模塊3。
電流互感器2與終端主機1連接,用于采集電力線上變壓器兩側的電流信號并將電流信號反饋至終端主機1。
電能表脈沖采樣模塊3用于采集電能表脈沖信號,并將電能表脈沖信號輸送至終端主機1。
終端主機1用于根據電能表的實際計量參數以及電能表脈沖信號,判斷電能表的計量是否準確,還用于根據電流信號計算變壓器的實際電流變比,并將實際電流變比與變壓器的標識電流變比進行比較,當電能表計量不準確,或者實際電流變比與標識電流變比的差值大于預設的變比差值時,則判斷存在竊電行為。
進一步地,便攜式竊電檢測終端還包括:高頻及強磁檢測器4。
高頻及強磁檢測器4與終端主機1連接,用于檢測高頻電場信號及磁場信號,并根據預設的判斷規則,生成對應的事件記錄,且將該事件記錄輸送至終端主機1。
終端主機1,還用于根據事件記錄,查找對應的強磁干擾設備或高頻干擾設備。
進一步地,如圖2所示,電流互感器2包括有:有線鉗形電流互感器21、無線鉗形電流互感器22。
如圖3所示,有線鉗形電流互感器21包括有:第一鉗形電流互感模塊211、電流電壓轉換模塊212、互感器接口模塊213。
第一鉗形電流互感模塊211與電流電壓轉換模塊212電性連接,用于采集變壓器的二次側電流信號,并將二次側電流信號輸送至電流電壓轉換模塊212。
電流電壓轉換模塊212與互感器接口模塊213電性連接,用于將二次側電流信號轉換為二次側電壓信號,并通過互感器接口模塊213將二次側電壓信號輸送至終端主機1。
如圖4所示,無線鉗形電流互感器22包括有:第二鉗形電流互感模塊221、計量芯片222、第一處理器223、第一存儲模塊225、互感器無線通訊模塊224。
第二鉗形電流互感模塊221與計量芯片222電性連接,用于采集變壓器的一次側電流信號,并將一次側電流信號輸送至計量芯片222。
計量芯片222與第一處理器223通訊連接,用于根據一次側電流信號,獲取對應的一次側電流值數據,并將一次側電流值數據輸送至第一處理器223。
第一處理器223與第一存儲模塊225及互感器無線通訊模塊224通訊連接,用于將一次側電流值數據通過互感器無線通訊模塊224發送至終端主機1,還將一次側電流值數據輸送至第一存儲模塊225保存。
進一步地,如圖5所示,電能表脈沖采樣模塊3包括有:第二處理器32、光電采樣頭31、脈沖采樣通訊單元33。
光電采樣頭31與第二處理器32通訊連接,用于采集電能表脈沖信號,并將電能表脈沖信號輸送至第二處理器32。
第二處理器32與無線發送模塊通訊連接,用于控制脈沖采樣通訊單元33將電能表脈沖信號輸送至終端主機1。
進一步地,終端主機1還用于根據電能表上的電流數據和電壓數據,并結合電力線的負載性質及功率因素,畫出對應的向量六角圖,且根據向量六角圖判斷功率方向繼電器接線是否正確。
進一步地,如圖6所示,高頻及強磁檢測器4包括有:高頻檢測單元41、磁場檢測單元42、第三處理器43、電磁檢測通訊單元44。
高頻檢測單元41與第三處理器43通訊連接,用于檢測高頻電場信號,并將高頻電場信號進行放大后輸送至第三處理器43。
磁場檢測單元42與第三處理器43通訊連接,用于檢測磁場信號,并將磁場信號輸送至第三處理器43。
第三處理器43與電磁檢測通訊單元44通訊連接,用于根據高頻電場信號,計算對應的電場信號頻率值及電場強度值,并根據內置參數判斷高頻電場信號是否符合異常判斷標準,若是,則生成對應的電場事件記錄,并通過電磁檢測通訊單元44將電場事件記錄發送至終端主機1。
第三處理器43還用于根據磁場信號計算對應的磁場強度值,當該磁場強度值超過預設磁場強度值時,生成對應的磁場事件記錄,并通過電磁檢測通訊單元44將磁場事件記錄發送至終端主機1。
進一步地,如圖7所示,終端主機1包括有:主控及數據運控模塊11、第二存儲模塊12、告警模塊13、無線掃描模塊14、電流采樣模塊15、主機接口模塊16。
無線掃描模塊14與主控及數據運控模塊11通訊連接,其包括有:無線接收單元141、無線發送單元142。
無線接收單元141用于檢測無線遙控信號,并將無線遙控信號輸送至主控及數據運控模塊11。
無線發送單元142用于發送無線遙控信號及無線屏蔽信號。
主機接口模塊16與主控及數據運控模塊11及電流采樣模塊15通訊連接,用于接收一次側電流值數據,并將一次側電流值數據輸送至主控及數據運控模塊11,還用于接收二次側電壓信號且將二次側電壓信號輸送至電流采樣模塊15,接收事件記錄及電能表脈沖信號,并將事件記錄及電能表脈沖信號輸送至主控及數據運控模塊11。
電流采樣模塊15與主控及數據運控模塊11通訊連接,用于根據二次側電壓信號獲取對應的二次側電流值數據,并將二次側電流值數據輸送至主控及數據運控模塊11。
主控及數據運控模塊11與第二存儲模塊12及告警模塊13通訊連接,用于根據電能表的實際計量參數以及電能表脈沖信號,判斷對應的電能表計量是否準確,還用于根據一次側電流值數據及二次側電流值數據計算所實際電流變比,并將實際電流變比與標識電流變比進行比較,當電能表計量不準確,或者實際電流變比與標識電流變比的差值大于預設的變比差值,則判斷發生竊電行為,并控制告警模塊13發出報警,且解碼無線遙控信號得到遙控編碼,將該遙控編碼輸送至第二存儲模塊12保存。
優選地,告警模塊13為蜂鳴器。
主控及數據運控模塊11還用于從第二存儲模塊12中讀取遙控編碼,并根據遙控編碼生成無線遙控信號及無線屏蔽信號,并將無線遙控信號及無線屏蔽信號輸送至無線發送單元142。
進一步地,主機接口模塊16包括有:紅外通訊接口、有線鉗形電流互感器輸入接口、無線通訊接口、串行通信接口。
主控及數據運控模塊11通過紅外通訊接口讀取電能表的用電記錄,并根據用電記錄判斷用戶的用電狀態及用電異常事件,用電記錄包括有:用電信息、用電狀態及用電歷史記錄。
有線鉗形電流互感器輸入接口用于接收二次側電壓信號并將二次側電壓信號輸送至電流采樣模塊15。
無線通訊接口用于將一次側電流值數據輸送至主控及數據運控模塊11,并接收電能表脈沖信號且將電能表脈沖信號輸送至主控及數據運控模塊11。
串行通信接口用于接收事件記錄并將事件記錄輸送至主控及數據運控模塊11。串行通信接口為rs485通訊接口,主控及數據運控模塊11還可以通過該串行通信接口讀取電能表的用電記錄。
進一步地,終端主機1還包括有:輸入功能模塊(圖中未示出)。
輸入功能模塊與主控及數據運控模塊11通訊連接,用于接收輸入的遙控編碼,并將該遙控編碼輸送至主控及數據運控模塊11。
主控及數據運控模塊11還用于接收來自輸入功能模塊的遙控編碼,并將該遙控編碼輸送至第二存儲模塊12保存。
優選地,終端主機1還包括有:顯示模塊(圖中未示出)。顯示模塊用于顯示竊電行為的判斷結果以及向量六角圖。
優選地,終端主機1內部設置有供電電池(圖中未示出)。
本發明提供的便攜式竊電檢測終端的另一實施例中,如圖8所示,便攜式竊電檢測終端由以下幾個設備及模塊組成:終端主機,有線鉗形電流互感器,無線鉗形電流互感器,高頻及強磁檢測器,電能表脈沖采樣裝置。
終端主機主要具備電源及充電管理模塊,顯示模塊,按鍵模塊,主控及數據運控模塊,時鐘模塊,存儲模塊,告警模塊,無線掃描模塊,電流采樣模塊及接口模塊,其中接口模塊包括有:紅外通訊接口、有線鉗形電流互感器輸入接口、無線通訊接口、rs485通訊接口。
電源及充電管理模塊中的電源采用3.6v大容量鋰電池,電池容量不小于2000mah,配置專用充電器,采用通用microusb充電接口,具備充電保護電路,設置專用ic(集成電路)監視電池電壓,實現過充電控制和過放電控制保護,使用紅綠雙色發光二極管指示充電狀態。
顯示模塊采用自帶背光的液晶顯示屏,液晶顯示屏尺寸不小于4英寸,像素不低于480*800,用于操作功能界面顯示和數據展示。
按鍵模塊中的按鍵采用導向式多功能導電硅膠按鍵組,用于終端主機的工作狀態控制,實現開關機、數據輸入及功能選擇等。
主控及數據運控模塊采用高性能mcu(微處理器)作為主控單元,用于各單元模塊數據的采集,數據運算處理及控制等。
時鐘模塊與主控及數據運控模塊連接,采用專用時鐘模塊,為主控及數據運控模塊提供時鐘信號。時鐘模塊具有精度高,寬溫度范圍等特點,帶溫度補償功能,時鐘精度優于0.5s/d,具有日歷、計時、閏年自動轉換功能。
存儲模塊采用串行大容量flsah(flashmemory,閃存),用于事件記錄及數據存儲,數據保存時間大于10年,掉電數據自動保護。
告警模塊采用3v蜂鳴器,用于告警提示、按鍵提示及功能運算執行結束提示。
無線掃描模塊采用可擴展設計,無線遙控模塊的無線頻點預置為315mhz和433mhz,當發現其它頻點時可增加設置。無線掃描模塊內置無線專用接收模塊和無線專用發送模塊。終端主機通過無線接收模塊檢測無線遙控信號,解碼遙控信號,提示報警,并存儲相關遙控編碼。終端主機通過無線發送模塊按設定的規則進行掃碼,終端主機能手動錄入及編輯100組常見竊電碼,通過掃描功能(先掃描常見竊電碼,后掃描全部編碼)自動匹配現場遙控竊電設備,實現反向控制,結合線路電流采集功能,實現自動判別檢測現場是否存在遙控設備。終端主機通過無線發送模塊在現場發送屏蔽信號,用于防止現場檢查時用戶通過遙控關閉遙控竊電設備。
電流采樣模塊采用專用計量芯片作為電流采樣芯片,電流測量精度0.5級。有線電流鉗分為1000a、100a、10a三個電流等級,設計三個等級校準參數,并在功能菜單中預留三個規格選擇項,以對應不同電流等級的電流鉗。
紅外通訊接口置于終端主機頂端,標準38khz調制型紅外通訊接口,設計采用電能表專用紅外發射管及一體化紅外接收模塊作為紅外接收模塊、發送模塊。紅外通訊接口的通信速率為1200bps(可設置),其進行紅外通信的有效距離不小于5米。紅外通訊接口的電氣和機械性能滿足dl/t645—2007的要求。
有線鉗形電流互感器輸入接口采用標準的3.5mm接口,用于有線鉗形電流互感器接入。有線鉗形電流互感器輸入接口與電流采樣模塊連接(圖中未示出)。
無線通訊接口內置915mhz頻段用電信息采集專用無線通訊模塊,用于與無線鉗形電流互感器及電能表脈沖采樣裝置進行數據通訊。無線通訊模塊設計采用獨立cpu和專用無線芯片組成,設計保證無線通訊距離不小于可視35米。
rs485通訊接口為標準rs485通訊接口,接口和裝置內部電路實行電氣隔離,并具備失效保護電路,通訊波特率可設,支持1200bps、2400bps、4800bps、9600bps。滿足dl/t645-2007多功能電能表通信協議的要求。
有線鉗形電流互感器可以進行寬電流,高精度電流采樣,配置電流電壓轉換模塊。通過標準3.5mm接口接入終端主機。共配備三種有線鉗形電流互感器,最大檢測電流分別1000a、100a、10a,準確等級為0.5。
無線鉗形電流互感器采用便攜式鉗形設計,自動開合結構,鉗口張開鉗住被測導線,后拉鉗口張開離開被測導線,寬電流范圍測量,高精度電流采集,內置915mhz頻段用電信息采集專用無線通訊模塊,電流數據通過無線傳輸給主機,無線通訊模塊設計采用獨立cpu和專用無線芯片組成,設計保證無線通訊距離不小于可視35米,內置電池供電。最大檢測電流500a,準確等級為0.5。無線鉗形電流互感器配置專用絕緣桿。
高頻及強磁檢測器為外置式獨立檢測裝置,具有獨立cpu運算,由終端主機供電,通過rs485通訊接口與終端主機相連,檢測電能表周圍的高頻及強磁信號。高頻及強磁檢測器包括高頻電場檢測單元和磁場檢測單元。
如圖9所示,高頻電場檢測單元由倍壓檢波、頻率檢測、場強檢測三個功能部分組成,高頻電場檢測單元能檢測的電場強度范圍為9khz~20ghz。高頻電場檢測單元檢測到高頻電場信號后,將高頻電場信號經過運放進行信號放大后送入cpu,由cpu進行運算,進行電場頻率檢測及場強檢測,得出電場頻率數值及場強數值,結合內置參數判斷是否符合異常判定標準,符合即生成事件記錄,通過rs485通訊接口將事件記錄上傳至終端主機。
磁場檢測單元采用精確度高、穩定性好、靈敏度高、可靠性高、低噪聲、低功耗的線性霍爾傳感器,能檢測六個方向的磁場強度,檢測的磁場強度范圍為30mt~1500mt。霍爾傳感器各自將檢測信號送入cpu,由cpu運算得出各霍爾傳感器檢測的磁場強度值,進行運算判斷,當檢測的磁場強度值超出設定值,即產生事件記錄,通過rs485通訊接口將事件記錄上傳至終端主機,事件記錄含有各方向的磁場強度值,并標注最大方位。
電能表脈沖采樣裝置使用電能表專用校驗光電頭采集電能表脈沖,校驗光電頭采用活動支架固定于電能表表面,內置915mhz頻段用電信息采集專用無線通訊模塊,實現電能表脈沖采樣及同步傳播,脈沖信號通過無線通訊模塊傳給主機,用于秒表法檢測。無線通訊模塊設計采用獨立cpu和專用無線芯片組成,設計保證無線通訊距離不小于可視35米,內置電池供電。
如圖10所示,有線鉗形電流互感器包括鉗形電流互感器、電流電壓轉換模塊、以及3.5mm標準接口。
鉗形電流互感器套接于需采集電流信號的電力線上,耦合線路電流,二次接入電流電壓轉換模塊,將電流信號轉換為電壓信號,通過3.5mm標準接口接入終端主機,終端主機內置專用計量專用芯片作為采樣芯片,將采樣的電流數據輸給終端主機的主控及數據運控模塊,用于后期的數據運算及處理。
如圖11所示,無線鉗形電流互感器包括鉗形電流互感器、計量芯片、cpu單元、存儲器及無線通訊模塊。
鉗形電流互感器套接于需采集電流信號的電力線上,耦合線路電流,二次通過轉換接入計量芯片,計量芯片與cpu相連,將電流數據輸給cpu,cpu控制無線通訊模塊的收發狀態,通過無線通訊模塊將電流數據傳輸給終端主機,無線鉗形電流互感器內置電池作為電源供給。
如圖12所示,電能表脈沖采樣裝置由光電采樣頭,cpu,無線通訊模塊及電源組成。
光電采樣頭采集電能表可見光脈沖信號,將脈沖信號傳輸給cpu,cpu處理后,通過無線通訊模塊將脈沖信號同步傳輸給終端主機,電能表脈沖采樣裝置的電源為內置電池。
本發明還提供一種竊電檢測方法,該方法包括下述步驟:
電流互感器采集電力線上變壓器兩側的電流信號并反饋至終端主機;
電能表脈沖采樣模塊采集電能表脈沖信號,并將電能表脈沖信號輸送至終端主機;
終端主機檢測無線遙控信號,并根據電能表的實際計量參數,以及電能表脈沖信號,判斷對應的電能表計量是否準確,還根據電流信號的實際電流變比,并將實際電流變比與變壓器的標識電流變比進行比較,當電能表計量不準確,或者實際電流變比與標識電流變比的差值大于預設的變比差值時,則判斷存在竊電行為。
進一步地,竊電檢測方法還包括下述步驟:
高頻及強磁檢測器檢測高頻電場信號及磁場信號,并根據預設的判斷規則,生成對應的事件記錄,且將該事件記錄輸送至終端主機;
終端主機根據事件記錄,查找對應的強磁干擾設備或高頻干擾設備。
進一步地,步驟“電流互感器采集電力線上變壓器兩側的電流信號并反饋至終端主機”包括:
第一鉗形電流互感模塊采集變壓器的二次側電流信號,并將二次側電流信號輸送至電流電壓轉換模塊;
電流電壓轉換模塊將二次側電流信號轉換為二次側電壓信號,并通過互感器接口模塊將二次側電壓信號輸送至終端主機;
第二鉗形電流互感模塊采集變壓器的一次側電流信號,并將一次側電流信號輸送至計量芯片;
計量芯片根據一次側電流信號,獲取對應的一次側電流值數據,并將一次側電流值數據輸送至第一處理器;
第一處理器,將一次側電流值數據通過無線通訊模塊發送至終端主機。
進一步地,竊電檢測方法還包括下述步驟:
終端主機根據電能表上的電流數據和電壓數據,并結合電力線的負載性質及功率因素,畫出對應的向量六角圖,且根據向量六角圖判斷功率方向繼電器接線是否正確。
進一步地,竊電檢測方法還包括下述步驟:
終端主機檢測無線遙控信號,并解碼無線遙控信號得到遙控編碼,且將該遙控編碼保存;
終端主機接收輸入的遙控編碼,并將該遙控編碼保存;
終端主機讀取已保存的遙控編碼,并根據遙控編碼生成無線遙控信號及無線屏蔽信號,且發送無線遙控信號及無線屏蔽信號。
進一步地,竊電檢測方法還包括下述步驟:
終端主機讀取電能表的用電記錄,并根據用電記錄判斷用戶的用電狀態及用電異常事件,用電記錄包括有:用電信息、用電狀態及用電歷史記錄。
本發明提供的竊電檢測方法的另一實施例中,
如圖13所示:該流程根據選擇的電流數據來源不同,分為有線電流鉗形互感器電流數據采樣流程(對應流程1)和無線鉗形電流互感器電流數據采樣流程(對應流程2),具體流程如下:
第一步:初始化電流采樣模塊,設置采樣和電流數據顯示刷新間隔參數;
第二步:選擇通過有線鉗形電流互感器或無線鉗形電流互感器通道進行電流采集;
流程1即有線鉗形電流互感器電流數據采樣流程:
a.開啟有線鉗形電流互感器采集通道,選擇對應的有線電流鉗型號;
b.采集電流信號,將電流信號采集到計量芯片;
c.調入對應型號的有線鉗形電流互感器電流校準參數;
d.運算得出當前電流數值;
e.終端主機顯示當前電流值;
f.按鍵執行結束采樣。否則繼續跳入b步驟,循環采樣顯示;
g.存儲當前電流數據;
h.結束采樣。
流程2即無線鉗形電流互感器電流數據采樣流程:
a.開啟無線模塊,初始化無線參數,終端主機調入無線鉗形電流互感器無線通訊地址;
b.終端主機按設定間隔發送電流讀取命令給無線鉗形電流互感器,無線鉗形電流互感器接收讀取命令,回復電流值給終端主機;
c.終端主機顯示當前電流值;
d.按鍵執行結束采樣,否則繼續跳入b步驟,循環采樣顯示;
e.存儲當前電流值數據;
f.結束采樣。
如圖14所示,一般而言,變壓器中包含了ct(currenttransformer,電流互感器),計算變壓器的電流變比,也可以看作是計算變壓器內部ct電流變比。計量ct實現方式為通過無線鉗形電流互感器和有線鉗形電流互感器分別采集計量ct一次側和二次側的電流數據,終端主機自動運算得出ct變比。此方法用于解決用電現場計量ct標識不清的問題。具體實現流程如下:
a.初始化終端主機的主控及數據運控模塊內部的計量ct變比計算功能模塊,設置電流數據采集間隔;
b.開啟有線鉗形電流互感器電流采集通道,設置對應的有線鉗形電流互感器規格參數及校準參數,開啟無線鉗形電流互感器電流采集通道,初始化無線參數,調入無線鉗形電流互感器無線通訊地址;
c.同步采集有線鉗形電流互感器的電流數據i1,無線鉗形電流互感器的電流數據i2;
d.通過公式:ct=i2/i1,計算計量ct的變比;
e.存儲并顯示當前i1、i2及ct變比;
f.結束。
如圖15所示,通過無線鉗形電流互感器和有線鉗形電流互感器分別采集計量ct一次側和二次側的電流數據,運算得出實際計量ct的變比,根據輸入ct標識上的變比,進行ct標識電流變比檢查功能,該功能可以檢查到竊電用戶通過更換大變比計量ct,保留以前小變比計量ct標識的竊電行為。具體實現流程如下:
a.初始化計量ct變比檢查功能模塊,輸入現場計量ct標識上的變比ct1,輸入允許偏差k。允許偏差k數值根據鉗形電流互感器采樣精度及計量ct標準規范要求精度測算,鉗形電流互感器測量精度為0.5%,計量ct允許偏差為0.2%,綜合考慮現場實際因素,如溫度、濕度及負荷電流大小等,將k值設定為3%(缺省值),即設定值為0.03;
b.開啟有線鉗形電流互感器電流采集通道,設置對應的有線鉗形電流互感器規格參數及校準參數,開啟無線鉗形電流互感器電流采集通道,初始化無線鉗形電流互感器參數,調入無線鉗形電流互感器無線通訊地址;
c.同步采集有線鉗形電流互感器的電流數據i1,無線鉗形電流互感器的電流數據i2;
d.通過公式ct2=i2/i1,計算實際測量得出的ct的變比ct2;
e.通過公式b=|(ct1-ct2)/ct1|,計算實際測量的ct變比ct2與ct1的誤差b;
f.判斷誤差b與輸入的允許偏差k的關系;
g1若.b≤k,則判定現場ct正常,存儲并顯示單前顯示i1、i2、ct1、ct2、b、k;
g2.若b>k,則判定現場ct異常,通過蜂鳴器長響報警,存儲并顯示i1、i2、ct1、ct2、b、k;
h.結束。
如圖16所示,通過有線鉗形電流互感器采集電能表進線端電流,通過紅外讀取電能表內部計量電流,進行運算比對,實現查找通過修改電能表內部計量特性進行竊電的行為。具體實現流程如下:
a.初始化電能表內部計量參數檢測功能模塊,輸入電能表通訊地址(如現場為標準dl/t645規約的電能表,且只有一只電能表,可直接默認調用缺省通訊地址:aaaaaaaaaaaa),輸入電能表紅外通訊參數(缺省參數:波特率1200bps,校驗位e,停止位1),輸入允許偏差k,k值根據有線鉗形電流互感器采集誤差及電能表電流數據允許誤差設定,有線鉗形電流互感器采集誤差0.5%,電能表電流數據允許誤差1%,再考慮現場實際情況,如溫度、濕度及負荷電流大小等,設定k值為3%(缺省值),即設定值為0.03;
b.開啟有線鉗形電流互感器電流采集通道,開啟紅外通道,配置紅外通訊參數;
c.采集有線鉗形互感器采集的電流數據i1,同時紅外讀取電表(電能表的簡稱,下同)計量的電流數據i2;
d.根據公式b=|(i1-i2)/i1|,運算得出誤差b;
e.判斷誤差b與輸入的允許偏差k的關系;
f1.若b≤k,則判定現場電表內部計量參數正常,存儲并顯示i1、i2、b;
f2.若b>k,則判定現場電表內部計量參數異常,通過蜂鳴器長響報警,存儲并顯示i1、i2、b;
g.結束。
如圖17所示,通過無線鉗形電流互感器采集變壓器一次側電流值,運算得出變壓器二次側電流值,輸入變壓器二次實際測得的電流值,進一步測算變比是否在誤差范圍內。具體實現流程如下:
a.初始化變壓器一次及二次電流換算功能模塊,輸入變壓器一次及二次側電壓值u1及u2,具體根據現場實際情況輸入,默認狀態下u1=10kv,u2=0.4kv;
b.開啟無線鉗形電流互感器電流采集通道,初始化無線模塊參數,調入無線鉗形電流互感器無線通訊地址;
c.采集無線鉗形互感器采集的電流數據i1;
d.根據理論公式,得出變壓器二次理論電流值;
e.輸入實際測量的變壓器二次側電流值i3;
f.通過公式運算b=(i2-i3)/i2,得出變比誤差b;
g.存儲并顯示i1、i2、i3、b;
h.結束。
如圖18所示,通過無線鉗形電流互感器采集高壓側(即一次側)電流值,結合輸入的高壓側電壓值及功率因數,運算得出高壓側有功功率,同時紅外抄讀電能表計量的有功功率,根據輸入的pt(potentialtransformer,電壓互感器)變比或者ct變比,換算出電能表實際計量的有功功率,通過高壓側有功功率和電能表計量的有功功率可實現比對檢測計量是否存在異常,按照守恒定律,高壓側進線側的電能,減去必要的變壓器變損和線損,應該等于計量的電能,如計量電能遠小于高壓側進線側電能,可判定現場用電或計量存在異常。具體實現流程如下:
a.初始化實際使用電能與計量電能比對功能模塊,輸入變壓器一次側電壓值u1,輸入用戶用電功率因數cosφ,輸入計量表計前pt或ct變比,pt和ct的輸入允許偏差k。其中u1根據實際情況輸入,默認10kv,k值根據現場經驗,除去計量設備自身允許的誤差以及變壓器損耗,可設置為20%,即設定值為0.2;
b.開啟無線鉗形電流互感器電流采集通道及紅外通道,初始化無線模塊參數,調入無線鉗形電流互感器無線通訊地址,配置紅外通訊參數,輸入電能表通訊地址(如現場為標準dl/t645規約的電能表,且只有一只電能表,可直接默認調用缺省通訊地址:aaaaaaaaaaaa),輸入電能表紅外通訊參數(缺省參數:波特率1200bps,校驗位e,停止位1);
c.采集無線鉗形電流互感器采集的電流數據i1,通過紅外通道采集電能表有功功率p;
d.運算變壓器一次側有功功率p1,運算電能表有功功率p2。其中p1可用近似計算,近似計算公式為:
e.運算b=(p1-p2)/p1,得出誤差值b;
f.判斷誤差b與輸入的允許偏差k的關系;
g1.若b≤k,判定實際使用電能與計量電能比對正常,存儲并顯示當前p1,p2,b;
g2.若b>k,判定實際使用電能與計量電能比對異常,蜂鳴器長響報警,存儲并顯示p1,p2,b;
h.結束。
如圖19所示,通過紅外接口或rs485通訊接口抄讀電能表的運行狀態字和各類電能數據及事件記錄,并對電能表的運行狀態進行運算、分析,實現電能表運行狀態和用電狀態的智能判別,通過此流程可獲取電能表當前運行狀態字,判讀出電能表計量和運行的情況,如電壓相序、電流相序、電流方向、電表內部電池狀態等參數信息,另外可通過此流程獲取電能表的歷史事件記錄,如開蓋記錄、參數設置記錄、電能表清零記錄、停電記錄等事件記錄,通過記錄可分析電能表表蓋是否被人為開啟過、是否被設置過相關的運行參數等異常行為。具體實現流程如下:
a.初始化電能表數據抄讀及用電狀態判斷功能模塊,輸入電能表表號(如現場為標準dl/t645規約的電能表,且只有一只電能表,可直接默認調用缺省通訊地址:aaaaaaaaaaaa),輸入電能表紅外通訊參數(缺省參數:波特率1200bps,校驗位e,停止位1);
b.開啟紅外通道,配置紅外通訊參數;
c.抄讀電表當前運行狀態字;
d.抄讀電表歷史事件記錄;
e.分析電表當前運行狀態字及歷史事件記錄;
f.判斷是否存在異常,電表相關運行狀態字及事件記錄定義,參照相關標準和補充標準;
g.有異常信息,通過蜂鳴器長響報警,顯示異常信息,存儲異常信息;
h.結束。
如圖20所示,當外部有遙控信號時,終端主機可自學習適應各類頻點的無線遙控信號,自適應無線遙控信號編碼規則,自動識別解碼遙控信號,生成相應記錄,并且通過自適應無線遙控信號編碼規則,進行解碼,實現對遙控竊電裝置的反向控制,通過該流程,可以檢測到現場是否存在遙控竊電裝置,并實現對遙控裝置的反向控制。具體實現流程如下:
a.開機,該功能在終端開機后即自動開啟并持續運行(除非選擇關閉此功能或開啟無線屏蔽和掃描功能),保證隨時檢測現場的無線遙控信號;
b.自動開啟無線信號接收模塊;
c.無論外界有無遙控信號,持續運行在信號接收狀態,檢測到有遙控信號時,跳入判斷信號頻點判斷;
d.解碼信號,學習當前編碼;
e.解碼和學習成功后,報警提示檢測到有遙控信號;
f.顯示當前編碼;
g.存儲當前編碼,提示當前編碼存儲序號,便于后期調用;
h.在無按鍵操作設定結束遙控信號檢測及解碼功能前,持續循環無線信號接收和判斷狀態;
i.按鍵操作,結束遙控信號檢測及解碼功能,退出該功能。
如圖21所示,能手動錄入存儲及編輯100組常見竊電碼,通過掃描功能(先掃描錄入存儲的常見碼,后全碼掃描)自動匹配現場遙控竊電設備,實現反向控制,結合線路電流采集功能,實現自動判別現場是否存在遙控設備。具體實現流程如下:
a.初始化自動無線掃描功能,輸入允許偏差k,k值設定為3%,實際設置值0.03;
b.開啟無線信號發送模塊;
c.開啟有線鉗形互感器電流采集通道,設置對應的有線鉗形電流互感器規格參數及校準參數;
d.采集當前有線鉗形互感器電流數值i1;
e.調入存儲碼nx,并發送第x個存儲碼,存儲碼按循環順序依次發送,第一次發送第1個存儲碼n1,第x次發送第x個存儲碼nx;
f.采集有線鉗形電流互感器電流值i2;
g.運算b=|(i1-i2)/i1|;
h1.判斷b與k的大小關系,若b>k,則提示報警,并存儲并顯示當前編碼、i1、i2,結束;
h2.若b≤k,則判斷儲存碼是否用完,如果沒有用完,則循環執行d-h步驟,直至結束;
i.存儲碼用完,開啟全碼掃描,第e步驟由存儲碼改為自動編碼,第h2步驟改為判斷自動編碼是否執行完畢,循環運行d-h步驟,直至自動編碼全部執行完畢結束。自動編碼范圍000000000001-ffffffffffff(其中每位編碼選擇為:0、1、f)。
如圖22所示,高頻強磁檢測器檢測到有強磁場時,可準確記錄各個方位的磁場強度,形成記錄,上傳至終端主機,終端主機提示告警,并標識最大磁場信號源的方向,便于稽查人員查找現場強磁設備的安裝位置。具體實現流程如下:
a.高頻強磁檢測器上電;
b.上電后即開啟磁場干擾檢測功能模塊;
c.檢測六個方位磁場強度b1、b2、b3、b4、b5、b6,該6個磁場強度值分別對應上、下、左、右、前、后六個方位磁場強度;
d.運算b1、b2、b3、b4、b5、b6大小關系,得出最大磁場強度bmax;
e.調入設置的異常閥值k,判斷判斷bmax與k大小;
f.若bmax>k,高頻強磁檢測器生成強磁告警事件記錄,將事件記錄通過rs485通訊接口上傳給終端主機,終端主機接收到事件記錄后,告警提示,存儲并顯示相關告警信息。否則循環運行c到e步驟。
如圖23所示,高頻強磁檢測器檢測到有高頻信號干擾時,形成事件記錄,上傳至終端主機,終端主機提示告警,該流程可以檢測到現場是否存在高頻干擾竊電設備。具體實現流程如下:
a.高頻強磁檢測器上電;
b.上電后即開啟高頻干擾檢測功能模塊;
c.將檢測到的信號進行放大;
d.檢測信號強度,得到k1;
e.調入信號強度閥值k2;
f.判斷k1與k2的大小;
g.若k1>k2,進入信號頻率計算,否則重復c-f步驟;
h.運算信號頻率,得到頻率f1;
i.調入信號正常頻率f2,(f2為預設的多個頻率,如手機頻率,藍牙頻率等),判斷f1與f2是否相等;
j.若f1不等于f2,則生成高頻場強告警事件記錄,將事件記錄通過rs485通訊接口上傳給終端主機,終端主機接收到事件記錄后,告警提示,存儲并顯示相關告警信息。否則循環運行c到i步驟。
如圖24所示,電能表脈沖采樣裝置將采集的電能表脈沖信號同步傳輸給終端主機,結合設定的電表接線方式及運行參數,如電流、電壓、功率因素、脈沖常數等,通過一定時間內電能表計量的脈沖輸出個數和在該段時間內電能表應該輸出的脈沖個數,可判斷電能表的計量特性和準確性。具體實現流程如下:
a.初始化終端主機的主控及數據運控功能模塊內部的秒表法功能模塊;
b.輸入電能表接線方式及運行參數(電流i、電壓u、總功率因素cosφ、脈沖常數k),測試時長t(單位秒);
c.運算測試時長t內電表應該輸出的脈沖數b,首先通過電流電壓及功率因素計算電能表的功率p,以單相表為例:p=uicosφ,計算出電能表有功功率后,計算測試時長t內應輸出的脈沖個數b,b的計算如下:
d.開啟無線采集通道,初始化無線采集通道參數,調入電能表脈沖采樣裝置無線通訊地址;
e.終端主機處于無線接收狀態,電能表脈沖采樣裝置檢測到脈沖即通過無線將脈沖信號發給終端主機,終端主機自接收到第一個脈沖信號開始計時,記錄t時間內共接收到脈沖數z;
f.存儲并顯示測試時長t、測試時長t內應該出的脈沖個數b、測試時長t內實際接收的脈沖個數z;
g.結束。
如圖25所示,通過輸入各個數據項之間的角度關系,通過圖形展示出電壓、電流的六角圖(支持三相三線接線法及三相四線接線法)。通過六角圖的電流、電壓關系及用戶負載(即電力線上的負載)性質和功率因數換算,判斷現場接線方式是否正確,如不正確判斷出具體的錯誤接線方式。具體實現流程如下(以下流程以三相四線接線方式描述):
a.初始化終端主機的主控及數據運控模塊內部的六角圖判定功能模塊;
b.輸入測定的各電流、電壓數據項之間的角度關系,輸入用戶負載性質及功率因素,所有測量數據初始以u1、u2、u2、i1、i2、i3表示;
c.圖形展示u1、u2、u2、i1、i2、i3的關系圖,如圖26a展示:本圖展示的為某戶負載性質為感性負載,功率因數0.85,測得的a元件電壓(u1)與電流(i1)相位差150°,b元件電壓(u2)與電流(i2)相位差330°,c元件電壓(u3)與電流(i3)相位差330°,u1、u2、u3相位差為依次超前120°;
d.通過三個電壓間的角度關系u1、u2、u3相位差為依次超前120°,如圖26b所示,可以判斷出電壓相位正確;
e.標注u1(ua),u2(ub),u3(uc);
f.通過各相電流與電壓的相位關系,判斷正確的電流接線,各相電流及電壓之間的相位關系圖如圖26c所示;
f1、通過上圖分析得出,三個電流不對稱,夾角都為60°,初步判斷有兩種情況:(1)i1對應的接線接反;(2)i2及i3對應的接線均接反;
f2、假設i1的接線接反,調整接線,使i1變為-i1。調整i1的接線后,對應的電流及電壓相位關系圖如圖26d所示,三相電流對稱,但是電流超前電壓,與感性負載條件不符;
f3、假設i2與i3的接線均接反,調整i2的接線,使i2變為-i2,調整i3的接線,使i3變為-i3,調整后,三相電流對稱,且電流與電壓的關系為滯后電壓,角度符合用戶負載性質;
g、存儲并顯示正確的接線圖形,正確的接線圖形如圖26e所示,即測得的參數中,u1=ua,u2=ub,u3=uc,i1=ib,i2=-ic,i3=-ia;
h、結束。
綜上所述,本發明提供的竊電檢測終端及竊電檢測方法,通過采集電力線上變壓器兩側的電流信號,根據變壓器兩側的電流信號計算出變壓器的實際電流變比,將實際電流變比與標識電流變比進行比較,判斷其差值是否超過了預設的變比差值,從而判斷是否發生竊電行為;其次,再根據電能表脈沖信號判斷電能表的計量是否準確,從而判斷是否發生竊電行為。當用戶采用強磁干擾、高頻干擾或者遙控控制電能表等計量設備進行竊電,均可以通過這兩種方式檢測到是否發生竊電行為。
進一步地,終端主機內置無線掃描模塊,檢測現場無線竊電遙控裝置發出的遙控信號,終端主機運算、學習得出現場遙控裝置發出的無線遙控信號編碼規則,計算出遙控編碼。
終端主機除可將根據運算、學習、計算出的遙控編碼或手動輸入的遙控編碼,通過內置的無線掃描模塊發出外,還可以進行自動編碼,通過內置的無線掃描模塊發出。通過上述的發送遙控編碼,并結合現場所采集的電流變化情況反饋,實現現場無線竊電遙控裝置的查找。
終端主機通過主機內置的無線掃描模塊發出無線屏蔽信號,屏蔽現場遙控信號。
高頻及強磁檢測器檢測現場的高頻信號及強磁信號,結合設定的判斷規則和判定值,生成事件記錄上傳給主機,實現強磁干擾設備及高頻干擾設備的查找。
電能表脈沖采樣裝置采集電表脈沖信號,將脈沖信號通過無線信道傳輸給終端主機,由終端主機結合現場電能表的實際計量參數,通過秒表法,實現電能表的計量特性和準確性判斷。
終端主機通過紅外通道或rs485通訊接口讀取電能表內的用電信息、用電狀態及歷史事件記錄,通過分析用戶用電信息、用電狀態及歷史事件記錄,判斷用戶用電的狀態及歷史的用電異常事件。
輸入計量電表現場接線的電流、電壓相位關系,終端主機顯示當前電流、電壓的六角圖(支持三相三線及三相四線接線方式),根據輸入的用戶負載性質,判斷現場接線方式是否正確,如不正確判斷出具體的錯誤接線方式,并給出正確的接線方式。
本發明提供的竊電檢測終端是一種實現對竊電干擾源的定性、定量分析與現場檢查分析小工具的集成,該終端將極大的方便竊電現場證據采集、捕捉、檢測與分析,能有效應對高科技竊電行為。該終端便于攜帶,能夠方便的運用于檢查竊電現場,除能檢測現有常見竊電方法外,其突出特點在于還能夠檢測現有的高科技竊電手法,準確識別和檢測竊電干擾源,能定性,分析運算,并及時、準確告警,同時還具備射頻自動掃描匹配,線路電流自動采集、用電狀態自動判別以及無線屏蔽等功能。與現有的現場檢查工具相比,該終端集成了多種檢查工具和方法,省去現場檢查外帶多種設備,且現場無需外接電源,便于攜帶操作,尤其針對目前高科技的竊電方式,終端具有強磁信號、高頻干擾信號、無線遙控信號的檢測與告警功能,通過記錄信號的各種特征,為反竊電提供充足、科學的證據,能夠極大地提升反竊電工作成效,提高現場檢查的準確率,提升檢查效率。該裝置運用于高科技竊電查處過程中,將對治理竊電、防止國有資產流失具有積極重要的意義,能推動實現降損節能、低碳經濟效益,對維護電網安全、構建和諧供用電環境形成顯著效益。
以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明,不能認定本發明的具體實施只局限于這些說明。對于本發明所屬技術領域的普通技術人員來說,在不脫離本發明構思的前提下,還可以做出若干簡單推演或替換,都應當視為屬于本發明的保護范圍。