新技术在防治窃电中的应用.pdf

RURAL ELECTRIFICATION新技术在防治窃电中的应用李万 1*，黎海生 2，李景村 2（1.河南理工大学，河南 焦作 454000;2.广东电网汕尾供电局，广东 汕尾 516600）The Application of New Technologies in the Prevention and Controlof Electricity TheftLIWan1*,LIHaisheng2,LIJingcun2(1.HenanPolytechnicUniversity,HenanJiaozuo454000,China;2.ShanweiPowerSupplyBureauofGuangdongPowerGrid,GuangdongShanwei516600,China)1智能电能表的防窃电功能和查窃电方法1.1智能电能表的防窃电功能智能电能表一般具备正反向四象限计量功能，同时具备按不同用户类别管理需求，对正反向计量进行组合计算计量结果的功能，以防范个别用户采用移相法窃电。按照管理需求，部分智能电能表选配中性线计量功能，以防范个别用户在单相表相线采用欠流法窃电。智能电能表一般具备运行状态监测功能，以状态字的形式存储在电能表中，并与上位机系统通信将状态信息及时上传至信息管理系统，起到防窃电监测的作用。智能电能表一般具备现场操作、电压电流测量异常、电能计量异常、内外部环境异常、存储数据信息变更、内部硬件异常等多维度运行事件记录功能，并与上位机系统通信将事件信息及时上传至信息管理系统，起到防窃电事件监测的功能。以南方电网对智能电能表的技术要求为例，智能电能表须具备失压/欠压/断流/失流事件、功率因数值异常、功率潮流反向、电流不平衡、谐波超限事件、电能表数据事件清零、电能表编程事件、时钟设置、时钟故障、停电事件、开盖记录、电池欠压、时段表修改、有功无功组合方式编程、中性线电流异常、计量芯片故障、电能表内部电源异常、强磁干扰等电能表事件记录功能。新一代智能电能表，支持安全认证功能，通过内嵌安全模块采用加密保护方式进行身份认证，对传输数据进行加密保护和安全认证，有效防止非法修改关键计量参数进行窃电。智能电能表防窃电还具备异常事件或状态的本地报警提示功能，例如以液晶符号或指示灯的形式报警，以便巡检人员及时发现异常情况。1.2智能电能表的查窃电方法查窃电方法包括行动前用电异常分析和行动时现场操作 2 个环节。智能电能表的查窃电方法，包括基于数据与窃电嫌疑行为存在因果关系的逻辑推断法，以及基于数据与窃电行为存在相关性的大数据关联法。1.2.1基于因果判断的逻辑推断法反窃电人员可通过读取智能电能表运行状态、运行事件，根据电能表运行状态、告警事件、用电行为异常的因果逻辑关联性，判断电能表是否处于窃电嫌疑状态。查看智能电能表液晶显示界面提示符号，读取异常告警信息。例如，读取电能表的分相故障状态字，可判断电能表该相当前是否存在电流断相失流或电压失压欠压现象或潮流反向现象，根据异常现象读取电能表的电压、电流、功率值等数据信息，分析异常现象的具体表现，判断异常的具体内容。读取电能表的合相故障状态字，可判断电能表当前是否存在电流严重不平衡现象或总功率因数过低超下限现象，如果数据值持续超过实际管理设定值则可判断电能表计量存在异常，须现场核查异常原因。读取电能表存储的运行告警事件记录，可判断电能表是否存在异常，从而辅助判断用户是否存在异常用电行为。反窃电人员可通过对电能表记录的电压、电流、功率、功率因数等数据，对时序维度连续分析，可远程初步判断电能表接线的正确性，经现场核查，经验点滴|ExperiencesDOI:10.13882/ki.ncdqh.2023.08.02288 2023 年第 8 期 总第 435 期RURAL ELECTRIFICATION可高效地判断计量装置的接线异常状态，从而协助发现用户窃电嫌疑行为。例如，三相四线电能表计量的普通用户在一般用电状态下其分相及总功率不应小于 0，如果存在某相持续小于 0，可初步判断该相接线错误。三相三线电能表计量的普通用户在一般对称用电状态下，其两计量元件电流电压间夹角绝对值应不大于 120，两元件夹角相减绝对值应接近 60，如果存在某元件电流电压间夹角持续大幅度超过 120，可初步判断该相接线错误。两元件夹角相减绝对值严重偏离60，可初步判断大概率存在接线错误。反窃电人员可根据线损率、线损电量与用户电量变化，对发生时间和变化程度的对应关系进行分析，从而判断用户是否存在窃电嫌疑行为。例如，某台区线损率某天突然升高了 2%，线损电量增加 400kWh，同一天某用户相比前一天电量变化率偏大且与其他用户横向比较减少了约370kWh，此时可以初判该户是导致该台区线损率突然升高的主要原因，存在窃电嫌疑行为，须开展现场用电检查。同理，如果台区线损率某天突然降低了 2%，线损电量减少了 400kWh，同一天某用户相比前一天电量变化率偏大且与其他用户横向比较增加约 370kWh，此时可以初判此用户是导致该台区线损率突然降低的主要原因，存在窃电嫌疑行为，须开展现场用电检查。通过对用户电能表计量失准误差值进行假设，根据合理的线损率评估，利用计算机强大计算能力进行数学解方程，查找嫌疑失准用户。例如，某台区共有 150 户，其中某用户由于篡改电能表窃电致计量误差为70%，导致台区线损超标。当算法把70%假设值代入该用户计算电量和线损时，得到一个相对稳定合理的线损值，这时可认为该用户大概率存在计量失准现象，此用户可能存在窃电嫌疑。同样该方法可以用于馈线下用户的计量失准状况评估。1.2.2基于数据与窃电行为存在相关性的大数据关联法大数据关联法一般是以用户长时间且高频度的大量数据，包括负荷、电量、环境、历史业务数据等，经统计算法或应用人工智能算法，不经任何因果分析直接输出用户用电异常或嫌疑窃电行为的方法。在应用智能电能表运行状态或事件负荷数据进行分析时，不管是逻辑推断法还是大数据关联法，对电能表数据的有效性筛选和清洗是对电能表进线数据应用分析的关键环节。须分析算法的参数设置，结合各个地区以及各种用电类型用户的不同特点进行个性化设置，应根据不同时期设置不同参数，以提高数据分析判断的准确性。1.3智能电能表的查窃电现场操作查窃电流程包括出发前准备、到达现场逐步检查、发现窃电行为取证保全、结果处理等。出发前准备。在开展现场用电检查前，须结合检查对象情况按规范要求准备好作业表单、查处对象的用户基本档案和计量档案，安全工器具、测量仪器、取证工具，并检查其状态是否正常。做好检查路线规划及安全应急处理预案交底。到达现场逐步检查。对于区段性范围的扫描式检查，通常到达现场后从电源干线、表箱及引下线、电能表的顺序，从外到内逐步深入查证。对于针对性用户的检查，应按照事前的分析直接抵达可能的窃电点，在第三方见证下检查并取证。发现窃电行为取证保全。发现窃电行为后应马上对窃电行为点进行取证，现场取证以全程录像为主、拍摄照片为辅的方式，确保取证工作的时效性及证据的真实性、合法性与完整性。证物须经见证人员签名确认并封存，首选交由公安部门封存。结果处理。现场查证窃电行为后，须将窃电行为和造成少计电量电费的结果告知窃电用户，并须签名送达用户违约窃电用电检查通知单，在用户见证下记录窃电现场用电设备清单，收集用户身份证明等资料。现场签证完毕后下发用户停电通知书，按规定要求实施停电。一般按照违约行为追补窃电损失电量及处 3 倍违约使用电费，以及配合政府电力管理执法部门处 5 倍以下窃电金额的行政处罚。若窃电行为造成恶劣影响且窃电金额较大的，应移交司法机关立案提起公诉追究刑事责任。笔者结合现场查处低压窃电工作经验，总结为低压查电六步口诀：第 1 步（事前及现场管理）：表档器具须备好，安全取证要确保。在开展现场用电检查前，须按规范要求准备好Experiences|经验点滴2023 年第 8 期 总第 435 期 89RURAL ELECTRIFICATION作业表单，明确查处对象的用电类别、计量倍率、台区电表清单等基本情况。现场使用规范合格的工器具和仪器且数量规格要足够，配备必要的备品备件。工作人员须按照规范要求穿戴好安全防护用品，备好安全带、绝缘梯等，使用前检查备品备件确认状态合格。开工前须对现场安全风险进行评估，明确风险点及做好防护措施，工作过程须有人员监护。发现窃电行为后应用录像仪、执法仪等马上全程取证及做好证据保全。录像取证过程查电人员尽量同步讲明窃电点及窃电导致的计量失准情况，存在擅自搭接窃电线路的可沿线路连续录像至用户进户处，同时说明窃电情况。进入用户户内录像或拍摄记录窃电用电设备时须由用户陪同。第 2 步（电源干线检查）：电源干线防擅接，隐秘分流和借线，街码管线最常见。线路首末同测平，中性线、相线合测差为 0，窃电两处测点里。电源干线防擅接，隐秘分流和借线，街码管线最常见。台区低压配网发生的偷漏电现象，经常会发生在主干电源线或表箱引下线上。常见的窃电点是在电源干线的“街码”安装处、表前电源引下线套管的管码支撑点、隐秘的转角点、与电源干线并行或搭接在一起的其他线路交叉点等位置，引接出隐蔽的分流线路，是分流窃电的常见手法。线路首末同测平。检查某段线路时，采用同时钳测量线段首末两端的实时电流，两端的电流必须平衡一致，否则中间一定存在分流线路，对于两端电流不平衡且存在线路部分被遮挡的情况，常常在遮挡处存在分流线路窃电的现象。如果当前无电流时不代表不存在分流线路，必要时须采用无线拍摄装置等查看方可确认。中性线、相线合测差为 0。用钳形电流表合测单相线路的中性线、相线，或三相线路的所有相线和中性线，此时钳表应显示电流为 0，即剩余电流为 0，如果不为 0 则说明钳流点的负荷侧存在用户另接线路分流用电的情况。窃电两处测点里。当发现线段的首末电流不一致时，分流的线路（漏窃电点）则一定在首端钳流点和末端钳流点之间。当发现中性线、相线合测不为 0，而该钳流点的负荷侧某钳流点是合测为 0 时，引起不平衡的分流线接入点（窃电嫌疑户）就在合测为 0 钳流点与不为 0 钳流点之间。第 3 步（电表箱检查）：表箱进线钳差流，有则箱内定户表，分流线路箱外找。无则箱内查线表，电源杂线理清了，提防分流和强扰。表箱进线钳差流。在对电表箱进行查电时，须遵循从外到内的顺序，先对表箱的电源引下线按第二招首末一致中性线、相线合测为 0 查一遍，再开箱钳测进线是否中性线、相线合测不为 0 存在剩余电流。有则箱内定户表，分流线路箱外找。如果箱内总线中性线、相线合测不为 0，则须对箱内电能表逐个钳测中性线、相线电流，定位到导致表箱中性线、相线合测不为 0 的具体电能表。对于中性线、相线合测不为 0 且中性线电流大于相线电流的，应查找该电能表对应用户在表箱外引入户内的分流相线。例如检测该用户建筑物四周的所有进户电视线、网线、电话线等是否存在不经电能表的相线、是否在某个靠近电源干线的地方引接了隐秘的分流相线，同时应查看是否有埋地下的分流线等，此类窃电用户一般户内装有切换开关对外接的窃电相线进行控制。无则箱内查线表，电源杂线理清了，提防分流和强扰。指如果箱内总线中性线、相线合测为 0，则须进一步检查箱内表前电源开关或线路有无被接出绕越电能表用电的隐秘线路，特别对于电源线杂乱的场景须细心逐条理清关系，检查有无不经电能表接出用电的窃电线路，检查表箱内部有没有和供电无关的额外设备存在，例如强磁铁、微波发射器等。如果都没发现异常情况则进入下一步对电能表接线及电能表本体逐个检查。第 4 步（电能表检查）：电能表中性线、相线钳差流，有则接线分类究，中性线、相线调线外接中性线，电源断中性线控走停。无则外封底细察，痕迹编号显行家。实测压流核表数，钳流脉冲测误差，定载用电测行码。三相互感防开路，现场钳流核倍数。二次分流假虚接，表显压流值欠缺。接线压流须同相，错接表显反方向。表内遥控现拆验，全程录像莫缺欠。电能表中性线、相线钳差流，有则接线分类究。在开始对电能表接线及本体检查时，一般先钳测电能表 2、4 孔出线中性线、相线合测是否为 0，如果李万等：新技术在防治窃电中的应用90 2023 年第 8 期 总第 435 期RURAL ELECTRIFICATION不为 0 则说明该电能表用户存在外接线路分流用电的情况，此类窃电按实际接线情况可分为：相线跨表隐接中性线过表、电能表中性线、相线对调再另接中性线、虚接电能表电源中性线再倒送中性线控制电能表 3 类。须结合表箱总线是否存在剩余电流的结果，确定外接线接入点的位置，总线平衡则外接线接入点一般在箱内，反则在箱外。中性线、相线调线外接 0。指如果电能表进线中性线、相线被对换（如单相电能表接线端子 1 孔接了中性线，3 孔接了相线），须钳测电能表出线中性线、相线合测是否为 0，如果不为 0 且 3 孔相线电流大于 1 孔中性线电流则说明用户正在窃电，可结合表箱电源总线中性线、相线合测结果判断该用户外接或借用中性线的位置，如果此时表箱总线中性线、相线合测电流为 0，则说明外接或借用中性线的位置在箱内。如果判断外接中性线在箱内则可检查同箱内其他电能表是否也存在出线中性线、相线合测不为 0，且中性线电流大于相线电流的现象，存在则说明是属于借用该表中性线两表联合窃电方式，不存在则须细查箱内是否存在绕过电能表私接电源中性线的线路，有则属于外接中性线窃电。如果电能表进线中性线、相线被对换，但钳测电能表出线中性线、相线合测为 0，则须细查箱内电源中性线是否有私接线路，该电能表对应用户的房屋是否有外接其他中性线，检查用户户内是否存在异常的切换开关，同时结合该用户的电费情况决定检查的深度。电源断零控走停。钳测电能表出线中性线、相线合测不为 0，且中性线电流为 0，如果断开电能表中性线表后线电能表会失电，则应查找出电能表中性线进线的断开点，确定用户为控零窃电，用户户内一般安装有控制开关，以控制电能表的走和停。无则外封底细察，痕迹编号显行家。如果电能表中性线、相线出线合测为 0，未发现接线异常，则须对电能表封印、外观贴纸、底部等详细查看是否存在篡改、孔洞痕迹。对于有异常告警的电能表，更应详细观察封印及封线的完好性，编号是否与系统记录一致，表壳、端子座是否存在钻孔痕迹，表盖固定螺丝是否有胶水痕迹，端子 1 孔 2 孔间有无隐秘连线等，从而确定窃电点。实测压流核表数。钳测电能表出线中性线、相线合测为 0，也不存在中性线、相线接线对换的情况，外观检查正常，则须实测电能表进线电流与电能表显示值是否相符，电能表电压显示值是否与现场值一致，如果不一致则说明有异常。当发现电能表有一相电压显示为 380V 左右时需检查电能表中性线端子是否被接入了相线，同时其中一相线端子被接入了中性线，此时须检查用户户内是否存在另接中性线，如果存在则可能利用接入电能表中性线端子的相线窃电，如果不存在则属错接线须改正。钳流脉冲测误差。钳测电能表进线电流，按公式测算电能表脉冲间隔时间是否和电流值基本匹配，从而估测电表的误差是否基本合理。定载用电测行码。给电能表一个负载，如 1kWh的电吹风开启 3min，电能表应走 0.05kWh（尽量让电能表走 0.05kWh 以上减少电能表最少示数对误差评估的影响），查看电能表走码是否与估算值相符。如果电能表走码与估算值相差较大（一般误差 30%以上），则说明电能表有异常。三相互感防开路。检查三相经电流互感器方式的计量装置时应小心谨慎，轻钳轻触二次回路接线，不要大力拉扯二次接线，提防一次带负载情况下电流二次线瞬间开路产生高电压发生触电风险。现场钳流核倍数。先核对现场 TA 铭牌变比与营销系统用户计量档案互感器变比是否一致，不一致的话一种可能是营销系统计量档案录入差错，另一种是用户通过用大变比互感器替换小变比互感器致使少计电量，属于窃电行为。档实变比核对无误后，可逐相对互感一次线及二次电流线进行钳流测量计算倍率，实际测量的倍率应与 TA 铭牌变比一致，如出现较大误差，应检查 TA 铭牌是否被人为更换或二次回路被虚接或分流。二次分流假虚接，表显压流值欠缺。TA 铭牌完好但实测倍率与铭牌变比不符，应重点检查电流二次线有无虚接导致接触不良或被短接分流窃电。查询电能表显示的电流是否和互感器二次端子出口的实测电流相符，如果发现不相符，应检查互感器与电能表之间电流二次线是否存在分流窃电现象。查询电能表内显示的相电压是否与现场实际电压相符，如果发现电压过低或零电压，应检查电压二次线是否存在接触不良或出现断点导致开路。接线压流须同相，错接表显反方向。经电流互Experiences|经验点滴2023 年第 8 期 总第 435 期 91RURAL ELECTRIFICATION感的低压三相计量装置，其电压电流的二次接线必须接同一相别，三相电流二次线的极性不能接反，错误接线会导致电能表计量失准少计电量，大部分电压电流二次线出现错误接线时，三相电能表的相电流标识会出现负号，提示该相别计量异常。表内遥控现拆验，全程录像莫缺欠。如果认定为用电异常电能表且通过以上办法无法确定窃电证据，则须在用户和第三方见证下现场打开电能表检查并全程录像，查看内部是否存在更换元件或者加装窃电设备等情况，发现窃电证据后须当场向用户和第三方见证人说明窃电事实并全程录像。第 5 步（档案核对）：无户电表易蒙混，现场核档形无遁。对于利用外观相似或者直接用供电局未开户表充当计量电能表接线用电的现象，由于该表属无户表不用缴交电费，属借形擅自接线窃电。此类电能表接线完全正确，只有通过档案核对才能识别是否属无户表。所以在开展现场查窃电前，特别是开展全台区全面排查工作时，须备好该台区低压用户清单、电能表清单以及移动在线档案查询终端工具，随时核对电能表是否属此类情况。第 6 步（窃电确认与停电处理）：窃电告知有凭证，拆表停电守规范。经过一系列的核查之后，发现用户确有窃电行为后，除现场窃电点取证保全之外，还须告知窃电户负责人窃电行为，并与用户当面签用户违约窃电用电检查通知单用电检查现场记录表用户用电设备清单等书面确认材料。用户拒不配合签证的，在第三方见证下对窃电设备所在建筑物整体外观及可见的用电设备外观进行拍照、录像，并与警务室人员或电力管理部门执法人员签证用户违约窃电用电检查通知单并贴于明显处，全过程用执法仪和摄像机拍摄存证。经过窃电通知并签证后，须向用户发出用户停电通知书，按规定对窃电户停电，拆回用户计量表计封存。2远程抄表系统在查窃电中的应用远程抄表系统由终端设备、后台主站及终端与主站间、终端与电能表间的数据传输通道组成。主站是整个远程抄表系统的控制和信息收集中心，通过远程通信通道对现场终端的信息进行采集和控制，并对采集的大量数据进行分析和综合处理。终端设备安装在用电现场，负责各信息采集点电能信息的采集、数据管理、数据传输以及执行或转发主站下发的控制命令。数据传输通道包括终端与主站间的上行通道和终端与电能表间的下行通道。终端上行通道有移动无线、以太网等多种专网方式，终端下行通道有 RS485 总线直连、电力线载波、小功率无线通信等方式。2.1远程抄表系统在查窃电中的优势远程抄表系统主站集中了现场用电信息数据，可与营销和生产管理等系统的横向数据共享，可从用户属性档案、用电业务行为、现场状态及行为事件记录、实际用电负荷表现等多维度进行画像及用电行为逻辑分析，实现远程定位检查窃电嫌疑行为。例如，上节提到的基于因果判断的逻辑推断法，由于远程抄表系统汇集了用户档案、业务行为数据，现场负荷及事件记录等多维数据，除了可从现场数据特征判断用户行为之外，还可结合各维度之间的数据变化因果逻辑关系、数据变化的同步性判断用户的用电异常行为，从而更高效精准地识别和定位用户的窃电嫌疑行为。远程抄表系统可按照量测数据的时间颗粒度计算出同等颗粒度的线损结果，根据线损变化和用户量变化定位到电量异常嫌疑用户，可根据同时发生的负荷数据变化、异常状态及事件记录发生时间，实现精准判断窃电嫌疑行为的方式及规律，实现远程定位窃电用户及行为。应用远程抄表系统可视化界面的展示功能，可直观展示数据变化的趋势，例如用户每小时负荷数据的变化曲线展示，通过用户曲线与代表曲线的对比可发现部分异常用电户。2.2边缘计算技术在远程抄表系统中的应用远程抄表系统中的台区集中抄表终端，具备一定的数据存储能力和运算能力，应用边缘计算技术可在集中抄表终端实现本地数据简单比对和分析，实现主站的部分防窃电监测功能，对一些用电异常发出实时告警信息，结合点对点通信可实现告警事件的实时管理。作者简介黎海生（1971），男，高级工程师，2018 年获汕尾市最美工匠称号，主要工作方向：电能计量及防窃电。（责任编辑：袁航）李万等：新技术在防治窃电中的应用92 2023 年第 8 期 总第 435 期