CN107507497A - 电力计量高供低计窃电仿真培训装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电力计量高供低计窃电仿真培训装置，包括程控电源、第一电流互感器、第二电流互感器、第三电流互感器、可控三相四线负载、一次窃电装置、二次窃电装置、三相四线智能表和计算机。所述一次窃电装置由第一开关、第二开关和第三开关组成。所述二次窃电装置的每个输入端子相互独立地对应一个输出端子以控制二次窃电装置内部的开关组。该开关组用于改变三个输入端子与三个输出端子之间的对应关系和通断关系，或者改变三个输入端子与接地端子之间的通断关系。本发明所公开的电力计量高供低计窃电仿真培训装置，能够实负载模拟电网高供低计计量设备的典型窃电行为，为防窃电技术的研究提供条件。
Description
技术领域
本发明属于电力系统防窃电技术领域，具体涉及一种电力计量高供低计窃电仿真培训装置。
背景技术
防窃电技术研究是电力行业的重点关注的一个课题，与供电企业及用户的经济利益、电网运行安全密切相关。据统计，高供低计计量装置大量存在。由于计量电路电压较低，容易实施窃电行为，并且窃电方法手段较多。除了从硬件角度入手防范窃电以外，基于运行数据计算的防窃电算法是一种实用有效的基础性防窃电技术。
目前，业界存在着多种防窃电算法，防窃电算法之间的难易程度不同，从简单的判断到复杂的计算，对不同窃电行为的适应性也不同，并且新的防窃电算法也在不断提出，这就需要对防窃电算法进行验证。然而，得到各种窃电行为的实际数据非常困难，因此需要一种方便防窃电算法验证的装置。
通过程控电源及可控三相四线负载构建的实负载用电环境，并在此基础上通过设置一次窃电装置和二次窃电装置，模拟多种典型窃电方式，并提供完整的窃电仿真实验数据。窃电行为发生时必然会引起计量装置用电环境的急剧变化，这将对计量装置造成不利影响，该装置是在真实情况下模拟典型窃电，因此在取得窃电仿真数据的同时，还可以考察和分析各种窃电行为对计量装置的危害性，这样的高供低计窃电仿真装置未见有专利和文献报道。
发明内容
本发明针对现有技术的状况，克服上述缺陷，提供一种电力计量高供低计窃电仿真培训装置，能够实负载模拟电网高供低计计量设备的典型窃电行为，为防窃电技术的研究提供条件。
本发明采用以下技术方案，所述电力计量高供低计窃电仿真培训装置包括程控电源、第一电流互感器、第二电流互感器、第三电流互感器、可控三相四线负载、一次窃电装置、二次窃电装置、三相四线智能表和计算机，其中：
所述一次窃电装置由第一开关、第二开关和第三开关组成；
所述二次窃电装置具有三个输入端子、三个输出端子和一个接地端子，每个输入端子相互独立地对应一个输出端子以控制二次窃电装置内部的开关组；
该开关组用于改变三个输入端子与三个输出端子之间的对应关系和通断关系，或者改变三个输入端子与接地端子之间的通断关系。
根据上述技术方案，所述程控电源的A相输出分别与第一电流互感器的一次线圈的非同名端、第一开关的一个端子相连接；所述程控电源的B相输出分别与第二电流互感器的一次线圈的非同名端、第二开关的一个端子相连接；所述程控电源的C相输出分别与第三电流互感器的一次线圈的非同名端、第三开关的一个端子相连接；所述程控电源的零线输出分别与可控三相四线负载的零线端子、三相四线智能表的零线端子相连接。
根据上述技术方案，所述第一电流互感器的一次线圈的同名端分别与第一开关的另一个端子、可控三相四线负载的A相端子、三相四线智能表的A相电压输入端子相连接；所述第二电流互感器的一次线圈的同名端分别与第二开关的另一个端子、可控三相四线负载的B相端子、三相四线智能表的B相电压输入端子相连接；所述第三电流互感器的一次线圈的同名端分别与第三开关的另一个端子、可控三相四线负载的C相端子、三相四线智能表的C相电压输入端子相连接。
根据上述技术方案，所述第一电流互感器的同名端、第二电流互感器的同名端和第三电流互感器的同名端分别与二次窃电装置的三个输入端子相连接；二次窃电装置的三个输出端子分别与三相四线智能表的A相电流输入端子、B相电流输入端子和C相电流输入端子相连接；三相四线智能表的A相电流输出端子、B相电流输出端子、C相电流输出端子、第一电流互感器的非同名端、第二电流互感器的非同名端、第三电流互感器的非同名端、二次窃电装置的接地端子连接在一起并与地相连接。
根据上述技术方案，所述计算机分别通过RS232接口与程控电源、可控三相四线负载、一次窃电装置、二次窃电装置和三相四线智能表相连接。
根据上述技术方案，所述可控三相四线负载包括三相对称连接的多个电热负载和/或电动机负载。
根据上述技术方案，所述可控三相四线负载还包括内置的程控开关，上述电热负载和/或电动机负载由程控开关控制。
根据上述技术方案，上述程控开关的控制方案由预先设定的负荷曲线决定，上述负荷曲线由人为设定或根据已测得的实际用户用电负荷曲线来设定。
根据上述技术方案，所述电力计量高供低计窃电仿真培训装置的三相额定电压为380V，额定电流最大值为15A，频率为50Hz，额定功率为10kW；所述第一电流互感器、第二电流互感器和第三电流互感器的额定变比均为15A/5A，准确度等级均为0.2级，三相四线智能表为0.5级。
根据上述技术方案，所述电力计量高供低计窃电仿真培训装置的单次完整窃电仿真的时长不超过30秒。
本发明公开的电力计量高供低计窃电仿真培训装置，其有益效果在于：
（1）高供低计窃电仿真装置主要由程控电源、可控三相四线负载、一次窃电装置、二次窃电装置等组成，通过控制一次窃电装置和二次窃电装置，可以模拟多种典型窃电方式。
（2）由程控电源和可控三相四线负载构建的实负载用电环境，并根据实际用户用电情况控制负荷曲线，负载包括了电热负载和电动机负载，这些条件使得窃电仿真环境接近真实情况，因此装置是在真实情况下模拟典型窃电，同时整个窃电仿真装置的功率控制在10kW一下，但是通过调整三个电流互感器的变比放大二次输出，可以模拟用电大负荷的窃电行为。
（3）装置可以提供完整的窃电仿真实验数据，有利于防窃电技术的研究；（4）该装置是在真实情况下模拟典型窃电，因此在取得窃电仿真数据的同时，还可以考察和分析各种窃电行为对计量装置的危害性。
附图说明
图1是本发明优选实施例的系统框图。
附图标记包括：1-程控电源、2-第一电流互感器、3-第二电流互感器、4-第三电流互感器、5-可控三相四线负载、6-一次窃电装置、7-二次窃电装置、8-三相四线智能表、9-计算机、10-第一开关、11-第二开关、12-第三开关。
具体实施方式
本发明公开了一种电力计量高供低计窃电仿真培训装置，下面结合优选实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。
参见附图的图1，图1示出了所述电力计量高供低计窃电仿真培训装置的模块结构。优选地，所述电力计量高供低计窃电仿真培训装置包括程控电源1、第一电流互感器2、第二电流互感器3、第三电流互感器4、可控三相四线负载5、一次窃电装置6、二次窃电装置7、三相四线智能表8和计算机9；其中，所述一次窃电装置6由第一开关10、第二开关11和第三开关12组成；所述二次窃电装置7具有三个输入端子、三个输出端子和一个接地端子，每个输入端子相互独立地对应一个输出端子以控制二次窃电装置7内部的开关组；该开关组用于改变三个输入端子与三个输出端子之间的对应关系和通断关系，或者改变三个输入端子与接地端子之间的通断关系。
优选地，所述程控电源1的A相输出分别与第一电流互感器2的一次线圈的非同名端、第一开关10的一个端子相连接；所述程控电源1的B相输出分别与第二电流互感器3的一次线圈的非同名端、第二开关11的一个端子相连接；所述程控电源1的C相输出分别与第三电流互感器4的一次线圈的非同名端、第三开关12的一个端子相连接；所述程控电源1的零线输出分别与可控三相四线负载5的零线端子、三相四线智能表8的零线端子相连接。
优选地，所述第一电流互感器2的一次线圈的同名端分别与第一开关10的另一个端子、可控三相四线负载5的A相端子、三相四线智能表8的A相电压输入端子相连接；所述第二电流互感器3的一次线圈的同名端分别与第二开关11的另一个端子、可控三相四线负载5的B相端子、三相四线智能表8的B相电压输入端子相连接；所述第三电流互感器4的一次线圈的同名端分别与第三开关12的另一个端子、可控三相四线负载5的C相端子、三相四线智能表8的C相电压输入端子相连接。
优选地，所述第一电流互感器2的同名端、第二电流互感器3的同名端和第三电流互感器4的同名端分别与二次窃电装置7的三个输入端子相连接；二次窃电装置7的三个输出端子分别与三相四线智能表8的A相电流输入端子、B相电流输入端子和C相电流输入端子相连接；三相四线智能表8的A相电流输出端子、B相电流输出端子、C相电流输出端子、第一电流互感器2的非同名端、第二电流互感器3的非同名端、第三电流互感器4的非同名端、二次窃电装置7的接地端子连接在一起并与地相连接。
优选地，所述计算机9分别通过RS232接口与程控电源1、可控三相四线负载5、一次窃电装置6、二次窃电装置7和三相四线智能表8相连接。
进一步地，所述程控电源1产生三相对称电压，以驱动可控三相四线负载5。其中，所述可控三相四线负载5包括三相对称连接的多个电热负载和/或电动机负载。上述电热负载和/或电动机负载由可控三相四线负载5内设的程控开关控制。上述程控开关的控制方案由预先设定的负荷曲线决定。上述负荷曲线由人为设定或根据已测得的实际用户用电负荷曲线来设定。
进一步地，所述计算机9通过RS232控制程控电源1、可控三相四线负载5、一次窃电装置6和二次窃电装置7的工作状态，并从三相四线智能表8读取数据。所述计算机9控制闭合一次窃电装置6的第一开关10、第二开关11和第三开关12，可以模拟一次绕越互感器窃电方式.所述计算机9控制二次窃电装置7的内置开关组可以模拟二次电流回路开路窃电方式、二次电流回路分流窃电方式、二次电流回路错相窃电方式、二次回路短接窃电方式。仿真实验结束后，本发明所公开的电力计量高供低计窃电仿真培训装置还可以提供包括负荷曲线、窃电方式以及从三相四线智能表8读取的数据在内的完整实验数据，用以防窃电技术的研究和开发。
本优选实施例的具体设计参数如下所述。
本发明电力计量高供低计窃电仿真培训装置的三相额定电压为380V，额定电流最大值为15A，频率为50Hz，额定功率为10kW，第一电流互感器2、第二电流互感器3和第三电流互感器4的额定变比均为15A/5A，准确度等级均为0.2级，三相四线智能表8为0.5级, 通过控制一次窃电装置6、二次窃电装置7，可以模拟电流互感器跨接一次窃电方式、二次电流回路开路窃电方式、二次电流回路分流窃电方式、二次电流回路错相窃电方式、二次回路短接窃电方式等典型窃电方式，一次完整的窃电仿真的最长时间为30秒。
对于本领域的技术人员而言，依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种电力计量高供低计窃电仿真培训装置，其特征在于，包括程控电源、第一电流互感器、第二电流互感器、第三电流互感器、可控三相四线负载、一次窃电装置、二次窃电装置、三相四线智能表和计算机，其中：
所述一次窃电装置由第一开关、第二开关和第三开关组成；
所述二次窃电装置具有三个输入端子、三个输出端子和一个接地端子，每个输入端子相互独立地对应一个输出端子以控制二次窃电装置内部的开关组；
该开关组用于改变三个输入端子与三个输出端子之间的对应关系和通断关系，或者改变三个输入端子与接地端子之间的通断关系。
2.根据权利要求1所述的电力计量高供低计窃电仿真培训装置，其特征在于，所述程控电源的A相输出分别与第一电流互感器的一次线圈的非同名端、第一开关的一个端子相连接；所述程控电源的B相输出分别与第二电流互感器的一次线圈的非同名端、第二开关的一个端子相连接；所述程控电源的C相输出分别与第三电流互感器的一次线圈的非同名端、第三开关的一个端子相连接；所述程控电源的零线输出分别与可控三相四线负载的零线端子、三相四线智能表的零线端子相连接。
3.根据权利要求2所述的电力计量高供低计窃电仿真培训装置，其特征在于，所述第一电流互感器的一次线圈的同名端分别与第一开关的另一个端子、可控三相四线负载的A相端子、三相四线智能表的A相电压输入端子相连接；所述第二电流互感器的一次线圈的同名端分别与第二开关的另一个端子、可控三相四线负载的B相端子、三相四线智能表的B相电压输入端子相连接；所述第三电流互感器的一次线圈的同名端分别与第三开关的另一个端子、可控三相四线负载的C相端子、三相四线智能表的C相电压输入端子相连接。
4.根据权利要求3所述的电力计量高供低计窃电仿真培训装置，其特征在于，所述第一电流互感器的同名端、第二电流互感器的同名端和第三电流互感器的同名端分别与二次窃电装置的三个输入端子相连接；二次窃电装置的三个输出端子分别与三相四线智能表的A相电流输入端子、B相电流输入端子和C相电流输入端子相连接；三相四线智能表的A相电流输出端子、B相电流输出端子、C相电流输出端子、第一电流互感器的非同名端、第二电流互感器的非同名端、第三电流互感器的非同名端、二次窃电装置的接地端子连接在一起并与地相连接。
5.根据权利要求1所述的电力计量高供低计窃电仿真培训装置，其特征在于，所述计算机分别通过RS232接口与程控电源、可控三相四线负载、一次窃电装置、二次窃电装置和三相四线智能表相连接。
6.根据权利要求1-5中任一权利要求所述的电力计量高供低计窃电仿真培训装置，其特征在于，所述可控三相四线负载包括三相对称连接的多个电热负载和/或电动机负载。
7.根据权利要求6所述的电力计量高供低计窃电仿真培训装置，其特征在于，所述可控三相四线负载还包括内置的程控开关，上述电热负载和/或电动机负载由程控开关控制。
8.根据权利要求7所述的电力计量高供低计窃电仿真培训装置，其特征在于，上述程控开关的控制方案由预先设定的负荷曲线决定，上述负荷曲线由人为设定或根据已测得的实际用户用电负荷曲线来设定。
9.根据权利要求1所述的电力计量高供低计窃电仿真培训装置，其特征在于，所述电力计量高供低计窃电仿真培训装置的三相额定电压为380V，额定电流最大值为15A，频率为50Hz，额定功率为10kW；所述第一电流互感器、第二电流互感器和第三电流互感器的额定变比均为15A/5A，准确度等级均为0.2级，三相四线智能表为0.5级。
10.根据权利要求1所述的电力计量高供低计窃电仿真培训装置，其特征在于，所述电力计量高供低计窃电仿真培训装置的单次完整窃电仿真的时长不超过30秒。
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