CN103954815A - 一种防窃电稽查主机 - Google Patents

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黄勇
金为夷
贝翔飚
韩跃峻
张洋
陆斌
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一种防窃电稽查主机，属测量装置领域。其在智能电表前设置一个表前CT；在被监测线路上设置一个无线电流探测单元；防窃电稽查主机由无线电流探测单元、Zigbee模块、表前电流互感器CT、前级处理单元、磁场检测单元、高频检测单元、CPU、GPRS模块和智能电表构成；其无线电流探测单元和Zigbee模块无线连接，Zigbee模块与CPU串行连接；表前CT与前级处理单元连接，前级处理单元与CPU的A/D数据接口连接；磁场检测单元和高频检测单元与CPU的I/O接口对应连接；CPU通过串行口与GPRS模块和智能电表对应连接。可以对各种窃电行为进行监测，并能将窃电事件的类型及位置进行界定，有助于提高防窃电稽查的准确性和成功率。可广泛用于防窃电稽查装置的设计、制造领域。

Description

一种防窃电稽查主机
技术领域
本发明属于测量装置领域，尤其涉及一种用于防窃电的稽查装置。
背景技术
长期以来，窃电问题一直影响供电企业各项考核指标的完成，由于反窃电技术应用手段水平低，而窃电方式多样化，窃电技术日益智能化、产业化，且窃电行为更加隐蔽，严重地损坏了电力企业的利益，扰乱了供用电秩序。现有的防窃电稽查产品有的无法全面对窃电行为尤其是高科技窃电行为进行监测，有的无法对窃电事件的类型进行准确界定。
例如，授权公告日为2013年5月8日，授权公告号为CN202929077U的中国专利中公开了“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。但其存在不能全面对窃电行为尤其是高科技窃电行为进行监测，无法对窃电事件的类型进行准确界定的问题，因此需要新型的防窃电稽查主机。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种防窃电稽查主机，其通过设置表前CT、磁场检测单元和高频检测单元，对各种窃电事件尤其是高科技窃电行为进行监测，并能将窃电事件的类型甚至位置进行界定，可提高防窃电稽查的准确性、成功率。
本发明的技术方案是：提供一种防窃电稽查主机，包括设置在被监测线路上的智能电表；其特征是：在智能电表进线端前设置一个表前CT；在被监测线路上设置一个无线电流探测单元；所述的防窃电稽查主机由无线电流探测单元、Zigbee模块、表前电流互感器CT、前级处理单元、磁场检测单元、高频检测单元、CPU、GPRS模块和智能电表构成；其中，所述的无线电流探测单元和Zigbee模块无线连接，所述的Zigbee模块与CPU通过串行口连接；所述的表前CT与前级处理单元连接，所述的前级处理单元经过A/D变换后与CPU的I/O接口连接，或者直接与CPU的A/D数据接口对应连接；所述的磁场检测单元和高频检测单元与CPU的I/O接口分别对应连接；所述的CPU通过串行口与GPRS模块和智能电表分别对应连接。
进一步的，所述的CPU通过串行口与智能电表的数据接口连接。所述的数据接口传输智能电表检测到的被监测线路的电流、电压和/或电能信号。
具体的，所述的无线电流探测单元为电流互感器检测电路；所述的电流互感器为罗氏空心线圈。
具体的，所述的前级处理单元包括放大电路、滤波电路或限幅电路。
具体的，所述的磁场检测单元为干簧管感应电路；当所述的干簧管感应到智能电表周围环境中存在超过其设定值的磁场强度后闭合接通，输出“存在超常规强磁场”的检测信号至CPU。
具体的，所述的高频检测单元包括高频接收天线和信号处理电路。当所述的高频接收天线接收到高频信号后，经信号处理电路放大、整形或滤波，与设定阀值进行比较，当智能电表周围环境中存在超过其设定阀值的高频信号时，输出“存在超常规强高频干扰”的检测信号至CPU。
其所述的防窃电稽查主机通过磁场检测单元和高频检测单元查看强磁检测输入和高频检测输入状态，在CPU中直接判别是否存在这两种窃电，并确定窃电类型，同时CPU通过GPRS模块输出报警信号。
其所述的CPU通过Zigbee模块接收无线电流探测单元的测量数据，从而获得被监测线路的进线电流数据，从表前CT和智能电能表中取出表前电流和智能电能表的采集电流，通过比对查找出发生的电流窃电事件及具体环节；通过从智能电能表中读取电压数据，查找出发生的电压窃电事件；通过磁场检测和高频检测，检测出现的强磁和高频干扰智能电能表的情况；根据从电能表中读取的电能数据情况判断出是否造成了电能表的复位、死机；一旦发现窃电事件，CPU通过串行口将判断出的窃电事件通过GPRS模块将结果及时上传至监控中心。
其所述的防窃电稽查主机通过表前CT测量智能电能表前的输入电流，以防止用户分流窃电；所述的CPU将表前测量的电流值经过前级处理和AD转换后与智能电能表实际计量的电流值进行比较，确保电能表计量的电流为用户实际使用电流。
其所述的防窃电稽查主机利用无线接收模块接收无线探测单元采集高压三相线路的数据，同时利用表前CT采集表前低压三相的数据，并将结果与智能电能表当前计量数据在CPU中进行比对分析和存储；所述的CPU将高压线路上的电流变换成一次侧/高压线上的功率，然后与二次侧/智能电能表前的测量的功率进行比对，如果差值在允许的范围内，则认为用户没有窃电；如果超出这个范围，则认为用户存在窃电；CPU同时实时监测电压回路和电流回路的状态，并通过RS485串行通信接口读取智能电能表的参数，将表前CT的测量参数与智能电能表计量参数进行实时对比，如果存在窃电，通过CPU分析以及确定窃电的具体方式和窃电位置。
与现有技术比较，本发明的优点是：
通过设置表前CT、磁场检测单元和高频检测单元，可以对各种窃电事件尤其是高科技窃电进行监测，并能将窃电事件的类型甚至位置进行界定，更全面、更准确的对窃电进行定位，对提高防窃电稽查的准确性、成功率意义重大。
附图说明
图1是本发明的系统模块构成示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
图1中，本发明的技术方案提供了一种防窃电稽查主机，包括设置在被监测线路上的智能电表；其在智能电表进线端前设置一个表前CT；在被监测线路上设置一个无线电流探测单元；其防窃电稽查主机由无线电流探测单元、Zigbee模块、表前电流互感器CT、前级处理单元、磁场检测单元、高频检测单元、CPU、GPRS模块和智能电表构成。
其中，无线电流探测单元和Zigbee模块无线连接，Zigbee模块与CPU通过串行口连接；表前CT与前级处理单元连接，前级处理单元经过A/D变换后与CPU的I/O接口连接，或者直接与CPU的A/D数据接口对应连接；磁场检测单元和高频检测单元与CPU的I/O接口分别对应连接；CPU通过串行口与GPRS模块和智能电表分别对应连接。
进一步的，CPU通过串行口与智能电表的数据接口连接；数据接口传输智能电表检测到的被监测线路的电流、电压和/或电能信号。
其无线电流探测单元为电流互感器检测电路；电流互感器为罗氏空心线圈。
其前级处理单元包括放大电路、滤波电路或限幅电路。
其磁场检测单元为干簧管感应电路；当干簧管感应到智能电表周围环境中存在超过其设定值的磁场强度后闭合接通，输出“存在超常规强磁场”的检测信号至CPU。
其高频检测单元包括高频接收天线和信号处理电路；当高频接收天线接收到高频信号后，经信号处理电路放大、整形或滤波，与设定阀值进行比较；当智能电表周围环境中存在超过其设定阀值的高频信号时，高频检测单元输出“存在超常规强高频干扰”的检测信号至CPU。
本技术方案中，防窃电稽查主机通过磁场检测单元和高频检测单元查看强磁检测输入和高频检测输入状态，在CPU中直接判别是否存在这两种窃电，并确定窃电类型，同时CPU通过GPRS模块输出报警信号。
本技术方案中，CPU通过Zigbee模块接收无线电流探测单元的测量数据，从而获得被监测线路的进线电流数据，从表前CT和智能电能表中取出表前电流和智能电能表的采集电流，通过比对查找出发生的电流窃电事件及具体环节；通过从智能电能表中读取电压数据，查找出发生的电压窃电事件；通过磁场检测和高频检测，检测出现的强磁和高频干扰智能电能表的情况；根据从智能电能表中读取的电能数据情况判断出是否造成了智能电能表的复位、死机；一旦发现窃电事件，CPU通过串行口将判断出的窃电事件通过GPRS模块将结果及时上传至监控中心。
本技术方案中，防窃电稽查主机通过表前CT测量智能电能表前的输入电流，以防止用户分流窃电；其CPU将表前测量的电流值经过前级处理和AD转换后与智能电能表实际计量的电流值进行比较，确保智能电能表计量的电流为用户实际使用电流。
本技术方案中，防窃电稽查主机利用无线接收模块接收无线探测单元采集高压三相线路的数据，同时利用表前CT采集智能电度表表前低压三相的数据，并将结果与智能电能表当前计量数据在CPU中进行比对分析和存储；其CPU将高压线路上的电流变换成一次侧/高压线上的功率，然后与二次侧/智能电能表前的测量的功率进行比对，如果差值在允许的范围内，则认为用户没有窃电；如果超出这个范围，则认为用户存在窃电；其CPU同时实时监测电压回路和电流回路的状态，并通过RS485串行通信接口读取智能电能表的参数，将表前CT的测量参数与智能电能表计量参数进行实时对比，如果存在窃电，通过CPU分析以及确定窃电的具体方式和窃电位置。
本发明系统构成中其各模块的功能如下：
CPU是整个测试系统的核心，其采用ST公司高性能单片机STM32F103，完成所有窃电事件的检测、判断及报警上传。
采用Zigbee无线通信模块与进线侧无线电流探测单元通信，获取高压进线电流数据。
表前CT通过前级处理接入到CPU的AD中，供采集、计算。
通过干簧管进行磁场检测，一旦磁场强度达到设定值，干簧管的接点接地闭合，CPU可监测到该信号。
通过高频接收天线和信号处理，判断发生的高频干扰强度，超标后产生报警信号。
CPU通过串行口读取智能电表的数据信息，包括电流、电压、电能等数据。
通过串行口扩展GPRS模块实现数据的无线上传。
通过串行口实现设备参数设置等维护功能。
CPU实时监测各种窃电事件，一旦发生则立即输出相对应的报警信号，上传至集中监控室。
由于本发明通过设置表前CT、磁场检测单元和高频检测单元，对各种窃电事件尤其是高科技窃电行为进行监测，并能将窃电事件的类型甚至位置进行界定，可提高防窃电稽查的准确性、成功率。
本发明可广泛用于防窃电稽查装置的设计和制造领域。

Claims (10)

1.一种防窃电稽查主机，包括设置在被监测线路上的智能电表；其特征是：
在智能电表进线端前设置一个表前CT；
在被监测线路上设置一个无线电流探测单元；
所述的防窃电稽查主机由无线电流探测单元、Zigbee模块、表前电流互感器CT、前级处理单元、磁场检测单元、高频检测单元、CPU、GPRS模块和智能电表构成；
其中，所述的无线电流探测单元和Zigbee模块无线连接，所述的Zigbee模块与CPU通过串行口连接；
所述的表前CT与前级处理单元连接，所述的前级处理单元经过A/D变换后与CPU的I/O接口连接，或者直接与CPU的A/D数据接口对应连接；
所述的磁场检测单元和高频检测单元与CPU的I/O接口分别对应连接；
所述的CPU通过串行口与GPRS模块和智能电表分别对应连接。
2.按照权利要求1所述的防窃电稽查主机，其特征是所述的CPU通过串行口与智能电表的数据接口连接。所述的数据接口传输智能电表检测到的被监测线路的电流、电压和/或电能信号。
3.按照权利要求1所述的防窃电稽查主机，其特征是所述的无线电流探测单元为电流互感器检测电路。所述的电流互感器为罗氏空心线圈。
4.按照权利要求1所述的防窃电稽查主机，其特征是所述的前级处理单元包括放大电路、滤波电路或限幅电路。
5.按照权利要求1所述的防窃电稽查主机，其特征是所述的磁场检测单元为干簧管感应电路。当所述的干簧管感应到智能电表周围环境中存在超过其设定值的磁场强度后闭合接通，输出“存在超常规强磁场”的检测信号至CPU。
6.按照权利要求1所述的防窃电稽查主机，其特征是所述的高频检测单元包括高频接收天线和信号处理电路。当所述的高频接收天线接收到高频信号后，经信号处理电路放大、整形或滤波，与设定阀值进行比较，当智能电表周围环境中存在超过其设定阀值的高频信号时，输出“存在超常规强高频干扰”的检测信号至CPU。
7.按照权利要求1所述的防窃电稽查主机，其特征是所述的防窃电稽查主机通过磁场检测单元和高频检测单元查看强磁检测输入和高频检测输入状态，在CPU中直接判别是否存在这两种窃电，并确定窃电类型，同时CPU通过GPRS模块输出报警信号。
8.按照权利要求1所述的防窃电稽查主机，其特征是所述的CPU通过Zigbee模块接收无线电流探测单元的测量数据，从而获得被监测线路的进线电流数据，从表前CT和智能电能表中取出表前电流和智能电能表的采集电流，通过比对查找出发生的电流窃电事件及具体环节；通过从智能电能表中读取电压数据，查找出发生的电压窃电事件；通过磁场检测和高频检测，检测出现的强磁和高频干扰智能电能表的情况；根据从电能表中读取的电能数据情况判断出是否造成了电能表的复位、死机；一旦发现窃电事件，CPU通过串行口将判断出的窃电事件通过GPRS模块将结果及时上传至监控中心。
9.按照权利要求1所述的防窃电稽查主机，其特征是所述的防窃电稽查主机通过表前CT测量智能电能表前的输入电流，以防止用户分流窃电；所述的CPU将表前测量的电流值经过前级处理和AD转换后与智能电能表实际计量的电流值进行比较，确保电能表计量的电流为用户实际使用电流。
10.按照权利要求1所述的防窃电稽查主机，其特征是所述的防窃电稽查主机利用无线接收模块接收无线探测单元采集高压三相线路的数据，同时利用表前CT采集表前低压三相的数据，并将结果与智能电能表当前计量数据在CPU中进行比对分析和存储；所述的CPU将高压线路上的电流变换成一次侧/高压线上的功率，然后与二次侧/智能电能表前的测量的功率进行比对，如果差值在允许的范围内，则认为用户没有窃电；如果超出这个范围，则认为用户存在窃电；CPU同时实时监测电压回路和电流回路的状态，并通过RS485串行通信接口读取智能电能表的参数，将表前CT的测量参数与智能电能表计量参数进行实时对比，如果存在窃电，通过CPU分析以及确定窃电的具体方式和窃电位置。
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