CN107907724A - 一种基于监测一次侧ct阻抗变化的防窃漏电方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种基于监测一次侧CT阻抗变化的防窃漏电方法及装置，其中方法包括：通过绕制于CT互感器中的第一线圈向电流计量回路注入高频信号；通过检测绕制于CT互感器中的第三线圈上的耦合后的高频信号幅值；停止通过第一线圈发送高频信号；根据检测到的耦合高频信号幅值与正常参考值比较分析判断是否存在窃漏电情况。本发明通过在向电流计量回路注入高频信号进行耦合，根据耦合后高频信号的幅值与CT互感器阻抗的关系，可以通过检测耦合后高频信号的幅值判断CT互感器阻抗的情况进而得出CT互感器短路或断路，因而判断出是否出现窃漏电的情况，从而解决传统的监测技术无法真正快速精确定位窃漏电嫌疑用户和计量故障的技术问题。

Description

一种基于监测一次侧CT阻抗变化的防窃漏电方法及装置

技术领域

本发明涉及电力负荷管理终端技术领域，尤其涉及一种基于监测一次侧CT阻抗变化的防窃漏电方法及装置。

背景技术

窃电和计量装置故障造成漏收、少收电费使电力系统利益受损。传统方法主要通过定期巡检、定期校验电表、用户举报窃电等手段来发现窃电或计量装置故障。虽然能获得用电异常的某些信息，由于终端误报或无用信息太多，对人的依赖性强，抓窃查漏的目标不明确，无法达到真正快速精确定位窃漏电嫌疑用户和计量故障的目的。

本发明根据高频信号对阻抗变化的敏感性，充分考虑电力负荷管理终端的功能和结构特点，在每个电流计量回路中设计信号发生器，可实时监测二次回路中的阻抗变化。如图2所示，负载电流经CT(current transformer，交流电流互感器)接入电力负荷管理终端，在正常情况下，电路中计量模块与高频信号幅值电路的阻抗Z₃、Z₄是不变的。通过实时检测一次侧CT(交流电流互感器)次级阻抗的变化，可快速精确判断一次侧CT次级是否发生短路、开路、分流等情况，从而达到定位窃漏电嫌疑用户和计量故障的目的。

发明内容

本发明提供了一种基于监测一次侧CT阻抗变化的防窃漏电方法及装置，用于解决传统的监测技术无法真正快速精确定位窃漏电嫌疑用户和计量故障的技术问题。

本发明提供的一种基于监测一次侧CT阻抗变化的防窃漏电方法，包括：

S1：通过绕制于CT互感器中的第一线圈向电流计量回路注入高频信号；

S2：通过检测绕制于CT互感器中的第三线圈上的耦合后的高频信号幅值，实现在CT互感器中耦合后高频信号的幅值检测；

S3：停止通过第一线圈发送高频信号；

S4：根据检测到的第三线圈上的耦合后高频信号幅值与正常参考值比较分析判断是否存在窃漏电情况。

优选地，本发明还包括：

S5：每延时预设的一段时间后，重复执行步骤S1至步骤S4。

优选地，所述步骤S1之前还包括：

S0：在每个电流计量回路中的二次CT互感器中增加两个绕组线圈，分别为第一线圈和第三线圈，其中，第一线圈用于高频标准信号的发送，第三线圈用于耦合后高频标准信号的幅值检测。

优选地，所述步骤S1具体为：

通过启动连接第一线圈的高频信号发生器产生一定功率的高频振荡信号并通过第一线圈注入到电流计量回路。

优选地，所述步骤S4具体为：

设定第三线圈的耦合后高频信号幅值的正常值范围为短路判决值至开路判决值，当检测到的第三线圈的耦合后高频信号幅值小于短路判决值时，判定出现短路情况，说明CT互感器被短接，当检测到的第三线圈的耦合后高频信号幅值大于开路判决值时，判定出现开路情况，说明CT互感器开路。

本发明提供的一种基于监测一次侧CT阻抗变化的防窃漏电装置，包括一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

T1：通过绕制于CT互感器中的第一线圈向电流计量回路注入高频信号；

T2：通过检测绕制于CT互感器中的第三线圈上的耦合后的高频信号幅值，实现在CT互感器中耦合后高频信号的幅值检测；

T3：停止通过第一线圈发送高频信号；

T4：根据检测到的第三线圈上的耦合后高频信号幅值与正常参考值比较分析判断是否存在窃漏电情况。

优选地，本发明还包括：

T5：每延时预设的一段时间后，重复执行步骤T1至步骤T4。

优选地，所述步骤T1之前还包括：

T0：在每个电流计量回路中的二次CT互感器中增加两个绕组线圈，分别为第一线圈和第三线圈，其中，第一线圈用于高频标准信号的发送，第三线圈用于耦合后高频标准信号的幅值检测。

优选地，所述步骤T1具体为：

通过启动连接第一线圈的高频信号发生器产生一定功率的高频振荡信号并通过第一线圈注入到电流计量回路。

优选地，所述步骤T4具体为：

设定第三线圈的耦合后高频信号幅值的正常值范围为短路判决值至开路判决值，当检测到的第三线圈的耦合后高频信号幅值小于短路判决值时，判定出现短路情况，说明CT互感器被短接，当检测到的第三线圈的耦合后高频信号幅值大于开路判决值时，判定出现开路情况，说明CT互感器开路。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

本发明提供的一种基于监测一次侧CT阻抗变化的防窃漏电方法及装置，其中方法包括：通过绕制于CT互感器中的第一线圈向电流计量回路注入高频信号；通过检测绕制于CT互感器中的第三线圈上的耦合后的高频信号幅值，实现在CT互感器中耦合后高频信号的幅值检测；停止通过第一线圈发送高频信号；根据检测到的第三线圈上的耦合后高频信号幅值与正常参考值比较分析判断是否存在窃漏电情况。本发明通过在向电流计量回路注入高频信号进行耦合，根据耦合后高频信号的幅值与CT互感器阻抗的关系，可以通过检测耦合后高频信号的幅值判断CT互感器阻抗的情况进而得出CT互感器短路或断路，因而判断出是否出现窃漏电的情况，从而解决传统的监测技术无法真正快速精确定位窃漏电嫌疑用户和计量故障的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明提供的一种基于监测一次侧CT阻抗变化的防窃漏电方法的一个实施例的示意图；

图2为本发明提供的一种基于监测一次侧CT阻抗变化的防窃漏电方法的一个实施例的实现原理图；

图3为本发明所述的基于监测一次侧CT阻抗变化的防窃漏电方法高频信号发生器ST电路图；

其中，附图标记如下：

1、第一线圈；2、第二线圈；3、第三线圈；4、第四线圈。

具体实施方式

本发明提供了一种基于监测一次侧CT阻抗变化的防窃漏电方法及装置，用于解决传统的监测技术无法真正快速精确定位窃漏电嫌疑用户和计量故障的技术问题。

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供的一种基于监测一次侧CT阻抗变化的防窃漏电方法的一个实施例，包括：

101：通过绕制于CT互感器中的第一线圈1向电流计量回路注入高频信号；

102：通过检测绕制于CT互感器中的第三线圈3上的耦合后的高频信号幅值，实现在CT互感器中耦合后高频信号的幅值检测；

103：停止通过第一线圈1发送高频信号；

104：根据检测到的第三线圈3上的耦合后高频信号幅值与正常参考值比较分析判断是否存在窃漏电情况。

本发明通过在向电流计量回路注入高频信号进行耦合，根据耦合后高频信号的幅值与CT互感器阻抗的关系，可以通过检测耦合后高频信号的幅值判断CT互感器阻抗的情况进而得出CT互感器短路或断路，因而判断出是否出现窃漏电的情况，从而解决传统的监测技术无法真正快速精确定位窃漏电嫌疑用户和计量故障的技术问题。

进一步地，本发明还包括步骤105：

105：每延时预设的一段时间后，重复执行步骤101至步骤104。

比如，每隔一天做一次自动检测，判断是否出现窃漏电情况。

进一步地，步骤101之前还包括：

100：在每个电流计量回路中的二次CT互感器中增加两个绕组线圈，分别为第一线圈1和第三线圈3，其中，第一线圈1用于高频标准信号的发送，第三线圈3用于耦合后高频标准信号的幅值检测。

如图2所示，第一线圈1和第三线圈3安装于二次CT互感器中，具体安装于可以与第二线圈2和第四线圈4发生耦合的位置，此处不做限定，第二线圈2为CT互感器中连接电力负荷管理终端的线圈，第四线圈4为连接终端计量模块的线圈。在每个电流计量回路中的二次CT互感器中增加两个绕组线圈，定义为第一线圈1和第三线圈3，第一线圈1用于高频标准信号的耦合，第三线圈3用于耦合后高频标准信号的幅值检测。通过第三线圈3中的耦合后高频信号的测量值，与正常参考值做比较分析判断一次侧CT次级阻抗的变化趋势。

进一步地，对步骤101具体解释为：

通过启动连接第一线圈1的高频信号发生器产生一定功率的高频振荡信号并通过第一线圈1注入到电流计量回路。

由于CT回路为电感部件，对于低频信号几乎为短路。因此，要区分计量设备的外部阻抗，探测信号必须为高频。利用高频信号对阻抗变化敏感的特性，由高频信号发生器产生一定功率的高频振荡信号，并向电流计量回路中注入高频信号。请参阅图3，图3是本发明所述的基于监测一次侧CT阻抗变化的防窃漏电方法高频信号发生器ST电路图。采用电压驱动型脉宽调制器TL494直接产生50kHz高频信号，然后通过滤波环节产生波形良好的正弦波，工作电压为24V。

进一步地，对步骤102具体解释为：

高频信号耦合到终端上的二次CT互感器上的线圈绕组上，并由微处理器对流经的高频信号进行数据采集和处理，对耦合后的高频标准信号进行幅值检测。

在每个电流计量回路中的二次CT互感器中增加两个绕组线圈，这里定义第一线圈1和第三线圈3，第一线圈1用于高频标准信号的耦合，第三线圈3用于耦合后高频标准信号的幅值检测。通过第三线圈3中的耦合后高频信号的测量值，与正常参考值做比较分析判断一次侧CT次级阻抗的变化趋势。

进一步地，对步骤103具体解释为：

所述高频信号停止发送。探测信号幅度小、频率远高于一般工频计量信号，因此，每次注入较短时间后停止发送，可减少对电能计量精度的影响。对电能计量精度的影响可忽略不计，这一点可通过与高精度计量仪表的对比试验得到了证实。

进一步地，步骤104具体解释为：

设定第三线圈3的耦合后高频信号幅值的正常值范围为短路判决值至开路判决值，当检测到的第三线圈3的耦合后高频信号幅值小于短路判决值时，判定出现短路情况，说明CT互感器被短接，当检测到的第三线圈3的耦合后高频信号幅值大于开路判决值时，判定出现开路情况，说明CT互感器开路。

高频信号耦合到终端上的二次CT互感器上的线圈绕组上，各个绕组的功率代数和等于高频信号的发出功率可得出公式：U₂、U₃、U₄分别表示第二线圈2、第三线圈3、第四线圈4上的耦合电压。电路中，计量模块与高频信号幅值电路的阻抗Z₃、Z₄是不变的。当一次侧CT的阻抗Z₂正常时，U₃是个参考基础值，并进行记录。

当一次侧CT的阻抗Z2变小时，由可知 由于Z₃、Z₄不变，可知U₃比参考基础值小，此时一次侧CT发生短路。同理，当一次侧CT的阻抗Z₂变大时，由上述公式可知由于Z₃、Z₄不变，可知U₃比参考基础值大，此时一次侧CT发生开路。通过第三线圈3中的耦合后高频信号的测量值，与正常参考值做比较分析一次侧CT次级阻抗的变化趋势，分析判断是否存在窃漏电情况并记录上报。上述箭头↑表示前面括号里的表达式值呈上升趋势，箭头↓表示前面括号里的表达式呈下降趋势。

为了说明本发明的有效性，说明本装置的优良特点，设计下面实验对其进行验证和比较研究。

表一为对A、B、C三相电流回路端进行A/D采样所得到的高频信号均方幅值，A/D采样基准电压为3.3V，采样频率为4MHz。

表1高频信号幅值检验数据(单位：V)

由表1可知，由高频信号幅值显示能够明显区分开路、短路和正常状态(当高频信号幅值超过具体为0.3的开路判决值时，为开路状态；当高频信号幅值低于具体为0.01的开路判决值时，为开路状态；当高频信号幅值处于0.01到0.3之间时，为正常状态)，且新技术的短路判决值及开路判决值与实测信号幅值相比有较大裕量，抗干扰性能良好。此外，本设计也对CT初、次侧回路情况进行了研究，采用本设计硬件装置，对CT初、次侧回路的物理状态能较好的判断，通过MCU测得的探测信号均方值U_s，能准确区分CT短接、CT开路等多种不同的窃电手段。

本发明方法简单易行，便于实现，设备安装简单，使用寿命长，同时处理器检测的是标准高频信号，从根本上可以消除干扰的影响；采用基于监测一次侧CT初级阻抗变化趋势的防窃漏电方法，从而大大提高了监测窃漏电嫌疑用户的准确度。

以上是对本发明提供的一种基于监测一次侧CT阻抗变化的防窃漏电方法的实施例进行详细的描述，以下将对本发明提供的一种基于监测一次侧CT阻抗变化的防窃漏电装置的实施例进行详细的描述。

本发明提供的一种基于监测一次侧CT阻抗变化的防窃漏电装置的一个实施例，包括一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

201：通过绕制于CT互感器中的第一线圈1向电流计量回路注入高频信号；

202：通过检测绕制于CT互感器中的第三线圈3上的耦合后的高频信号幅值，实现在CT互感器中耦合后高频信号的幅值检测；

203：停止通过第一线圈1发送高频信号；

204：根据检测到的第三线圈3上的耦合后高频信号幅值与正常参考值比较分析判断是否存在窃漏电情况。

进一步地，本发明还包括：

205：每延时预设的一段时间后，重复执行步骤201至步骤204。

进一步地，所述步骤T1之前还包括：

200：在每个电流计量回路中的二次CT互感器中增加两个绕组线圈，分别为第一线圈1和第三线圈3，其中，第一线圈1用于高频标准信号的发送，第三线圈3用于耦合后高频标准信号的幅值检测。

进一步地，所述步骤201具体为：

通过启动连接第一线圈1的高频信号发生器产生一定功率的高频振荡信号并通过第一线圈1注入到电流计量回路。

进一步地，所述步骤204具体为：

设定第三线圈3的耦合后高频信号幅值的正常值范围为短路判决值至开路判决值，当检测到的第三线圈3的耦合后高频信号幅值小于短路判决值时，判定出现短路情况，说明CT互感器被短接，当检测到的第三线圈3的耦合后高频信号幅值大于开路判决值时，判定出现开路情况，说明CT互感器开路。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于监测一次侧CT阻抗变化的防窃漏电方法，其特征在于，包括：

S1：通过绕制于CT互感器中的第一线圈向电流计量回路注入高频信号；

S2：通过检测绕制于CT互感器中的第三线圈上的耦合后的高频信号幅值，实现在CT互感器中耦合后高频信号的幅值检测；

S3：停止通过第一线圈发送高频信号；

S4：根据检测到的第三线圈上的耦合后高频信号幅值与正常参考值比较分析判断是否存在窃漏电情况。

2.根据权利要求1所述的一种基于监测一次侧CT阻抗变化的防窃漏电方法，其特征在于，还包括：

S5：每延时预设的一段时间后，重复执行步骤S1至步骤S4。

3.根据权利要求1所述的一种基于监测一次侧CT阻抗变化的防窃漏电方法，其特征在于，所述步骤S1之前还包括：

S0：在每个电流计量回路中的二次CT互感器中增加两个绕组线圈，分别为第一线圈和第三线圈，其中，第一线圈用于高频标准信号的发送，第三线圈用于耦合后高频标准信号的幅值检测。

4.根据权利要求1所述的一种基于监测一次侧CT阻抗变化的防窃漏电方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：

通过启动连接第一线圈的高频信号发生器产生一定功率的高频振荡信号并通过第一线圈注入到电流计量回路。

5.根据权利要求1所述的一种基于监测一次侧CT阻抗变化的防窃漏电方法，其特征在于，所述步骤S4具体为：

设定第三线圈的耦合后高频信号幅值的正常值范围为短路判决值至开路判决值，当检测到的第三线圈的耦合后高频信号幅值小于短路判决值时，判定出现短路情况，说明CT互感器被短接，当检测到的第三线圈的耦合后高频信号幅值大于开路判决值时，判定出现开路情况，说明CT互感器开路。

6.一种基于监测一次侧CT阻抗变化的防窃漏电装置，其特征在于，包括一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

T1：通过绕制于CT互感器中的第一线圈向电流计量回路注入高频信号；

T2：通过检测绕制于CT互感器中的第三线圈上的耦合后的高频信号幅值，实现在CT互感器中耦合后高频信号的幅值检测；

T3：停止通过第一线圈发送高频信号；

T4：根据检测到的第三线圈上的耦合后高频信号幅值与正常参考值比较分析判断是否存在窃漏电情况。

7.根据权利要求6所述的一种基于监测一次侧CT阻抗变化的防窃漏电装置，其特征在于，还包括：

T5：每延时预设的一段时间后，重复执行步骤T1至步骤T4。

8.根据权利要求6所述的一种基于监测一次侧CT阻抗变化的防窃漏电装置，其特征在于，所述步骤T1之前还包括：

T0：在每个电流计量回路中的二次CT互感器中增加两个绕组线圈，分别为第一线圈和第三线圈，其中，第一线圈用于高频标准信号的发送，第三线圈用于耦合后高频标准信号的幅值检测。

9.根据权利要求6所述的一种基于监测一次侧CT阻抗变化的防窃漏电装置，其特征在于，所述步骤T1具体为：

通过启动连接第一线圈的高频信号发生器产生一定功率的高频振荡信号并通过第一线圈注入到电流计量回路。

10.根据权利要求6所述的一种基于监测一次侧CT阻抗变化的防窃漏电装置，其特征在于，所述步骤T4具体为：

设定第三线圈的耦合后高频信号幅值的正常值范围为短路判决值至开路判决值，当检测到的第三线圈的耦合后高频信号幅值小于短路判决值时，判定出现短路情况，说明CT互感器被短接，当检测到的第三线圈的耦合后高频信号幅值大于开路判决值时，判定出现开路情况，说明CT互感器开路。