CN1793994A

CN1793994A - 电流二次回路短路监测方法及监测仪

Info

Publication number: CN1793994A
Application number: CN 200510022432
Authority: CN
Inventors: 杨军
Original assignee: University of Electronic Science and Technology of China
Current assignee: University of Electronic Science and Technology of China
Priority date: 2005-12-29
Filing date: 2005-12-29
Publication date: 2006-06-28

Abstract

电流二次回路短路监测方法及监测仪，属于电力计量及监测技术领域，主要用于监测大宗用户的用电情况，防止其采用电流互感器二次回路短路的方式进行窃电。所述检测方法是在电流互感器二次回路中采取主动短路，并比较主动短路前后流经计量表的电流测量值，若电流下降幅度超过一定的门限值，说明二次回路中无窃电短路存在，反之则有窃电短路存在。所述电流二次回路短路监测仪，包括电流互感式电能计量系统和一个至少由一个开关构成的主动短路电路，所述主动短路电路连接在电流互感式电能计量系统的电流二次回路中。利用本发明可以快速、准确地检测出电流互感器二次回路是否存在窃电短路现象，所述监测方法及监测仪原理简单，易于实现，并可远程监控。

Description

电流二次回路短路监测方法及监测仪

技术领域

电流二次回路短路监测方法及监测仪，属于电力计量及监测技术领域，涉及一种用电监测方法和监测仪器，主要用于监测大宗用户或工业用户的用电情况，防止其采用电流互感器二次回路短路的方式进行窃电。

背景技术

目前，对电力用户的用电计量主要包括两种方法。第一种是直接测量法，也就是在供电回路中直接接入电能计量表计，电能通过电能计量表计供给用户，它主要用在居民用户和小用户上，其供电回路和测量回路不相分离。另一种是间接测量法，它采用供电回路和测量回路分开的方式，测量回路通常是采用电流互感器或电压互感器从供电回路上耦合出信号接入计量表计，它主要用在大宗用户或工业用户上，目前除了居民用户和小用户外几乎都是采用的这种方法进行计量。目前，居民用户的用电量只占目前总用电量的30％左右，因此防窃电监测的主要任务是对采用间接计量方法进行计量的用户进行监测，防止其窃电。

图1所示为采用电流互感器进行间接测量用户用电量的电路原理图。图中I为实际供电回路中流过的电流，I1为电流互感器二次回路中流过的电流，I2为测量回路中流过的电流。其测量原理是将实际用户使用的大电流I通过比例缩小的方式缩小为普通多功能电能表可测量的小电流I2，通过测量I2的值再乘以一定的比例系数得到实际使用的电流I的值，然后再乘以电压和时间得到用户实际使用的电量。其二次回路的等效电路如图2所示，图中R1表示二次互感器的等效电阻。

采用间接计量方法进行计量的用户其供电电路的电压一般都在10KV以上，所以对于这种供电电路采用直接拉线的方式进行窃电，其风险非常高，所以常见的方法都是采用在测量回路动手脚从而造成电表计量电量小于实际用电量的方法进行窃电。根据欧姆定律P＝UIcosα(P是有功功率，U是电压，I是电流，α是电流和电压的夹角)和焦耳定律W＝Pt，只要把U、I、α中的任何一项减小都可以减小P，从而减小电量。在实际情况中由于U随着负荷的变化所产生的变化很小，因此，采用人为的方式减小U容易被发现；而通过改变α而减小P又能通过功率因数的变化比较容易被发现；只有通过减小I是个例外，因为I是随着用户的用电负荷不停的变化而变化的可以从0变到Imax，因此很难通过I的变化情况来判断被计量对象是否在窃电。

在对使用改变I进行窃电的手法中，又以直接对电流互感器二次回路进行短路的窃电方法最难发现。如在二次回路中并联上一个小电阻R2(其值可能远小于R1)，或干脆将二次回路直接短路，其等效电路如图3所示。由于二次回路电流I1中大部分被电阻R2分流(IR2＞＞IR1)，使得I1中只有很少一部分被用来感应产生测量电流I3，最终导致电能表所反映的计量结果远远低于用户实际使用的电量。这种人为的通过“短路”方式减小测量电流的表面现象很容易与用电负荷确实减小的现象混淆在一起，使得在用户的用电状况监测中，只通过对户用电的工况信息的监测是很难判断该用户是进行了二次回路短路进行窃电还是用电负荷确实减小了。因此，从目前的状况来看，监测用户是否采用二次回路短路方式进行窃电对用电监察部门来说是一个十分棘手的问题，目前通常只能采取用人工不停巡视的方式进行查找，人力的耗费十分巨大。

发明内容

本发明提供一种电流二次回路短路监测方法及监测仪，对采用电流互感式间接计量方法进行电力计量的大宗用户或工业用户，能有效监测出其是否有窃电行为。所述监测方法及监测仪原理简单，易于实现，并可远程监控。

本发明详细技术方案为：

电流二次回路短路监测方法，其特征是它包括以下步骤：

步骤1.监测并记录采用电流互感式间接计量方法进行电力计量的大宗用户或工业用户计量表的电流测量值I2；

步骤2.对电流互感二次回路主动短路；

步骤3.在进行步骤2操作的同时，监测并记录该用户计量表的电流测量值I2’；

步骤4.比较I2’和I2的大小，若I2’/I2小于一定的门限值Φ，则说明该用户是正常用电，没有窃电行为；若I2’/I2大于门限值Φ，则说明该用户不是正常用电，有窃电行为。

需要说明的是，步骤2.中的主动短路时间不宜过长，只要能够顺利进行步骤3.的操作就行，否则会造成计量上的电力损失，实际主动短路时间可控制在电流的1-2个周期内，这对现有多功能电能表是完全可以实现的。

步骤4.步骤4.中所述的门限值Φ可设定为0.1。

由于短路电路和电流互感器相比，其阻抗要小很多，因此，它对二次回路电流I1具有较大的分流作用。在没有用户窃电的短路电路存在的情况下，测试用的主动短路电路当对二次回路电流I1的分流一般在90％以上；而对已经进行了短路的二次电流互感器前端进行再次短路时，它对二次回路电流I1的分流作用就比较小了。本发明所述的电流二次回路短路监测方法，其等效电路如图4所示。假设二次电流互感器的阻抗为R1＝9欧姆，窃电短路线的电阻为R2＝1欧姆，一次互感器输入的电流为I1(即二次回路电流I1)。根据欧姆定律，进行窃电短路时流经短路线R2的电流为IR2＝0.9I1，流经二次互感器R1的电流为IR1＝0.1I1，电流测量值减少为真实值的1/10。如果此时在窃电短路的基础上进行主动短路，即再并一个短路电阻R3＝1欧姆，则总的短路电阻变为：(R2×R3)/(R2+R3)＝0.5欧姆。此时流经短路线的电流为IR2+IR3＝0.95I1，流经二次互感器的电流为IR1＝0.05I1，和只有窃电短路相比较流经二次电流互感器R1的电流只减少了1/2。因此当采取主动短路时，若流经二次电流互感器R1的电流下降到主动短路前的1/10以上时说明二次回路中没有窃电短路存在，反之则说明有窃电短路存在。

本发明所述的电流二次回路短路监测方法，其步骤2.的具体实现方法可以是，在计量表计的电流端子处并出两根线，把它们接到一个由终端设备控制的继电器的两个常开节点上，当需要进行互感器二次回路短路监测时，主动对电流互感器二次回路进行短路。其接线方式如图5所示。

电流二次回路短路监测仪，如图5所示，包括电流互感式电能计量系统，其特征是，它还包括一个至少由一个开关构成的主动短路电路，所述主动短路电路连接在电流互感式电能计量系统的电流二次回路中。

所述主动短路电路可以是一个由控制电路自动控制的继电器和导线构成的电路。

所述主动短路电路可以连接在电流互感式电能计量系统的计量表计的两个电流端子上。

本发明所述的电流二次回路短路监测仪，还可以包括主动短路控制回路和多功能电表采集回路，如图7所示。所述主动短路控制回路由继电器驱动电路、光藕隔离电路、信号锁存电路和单片机组成，如图6所示，控制信号由单片机提供，依次通过信号锁存电路、光藕隔离电路和继电器驱动电路来控制继电器的开启和闭合；所述多功能电表采集回路由单片机和抄表接口电路组成，对多功能电表进行数据采集。

本发明所述的电流二次回路短路监测仪，还可以包括通讯电路，如图7所示。所述通讯电路与单片机连接，以完成远程监控系统控制命令、电表数据等的通讯。所述通讯电路可以是GPRS无线通讯电路。

整个检测仪的工作模式如下：当测试仪接收到后台监控系统的检测命令或达到本地设置的检测时间后，由单片机系统控制继电器使其常开接点闭合，从而达到主动短路电流互感器回路的目的，同时通过抄表口从多功能电度表或其它计量设备中读出此时的电流值，并把它和主动短路前的值相比较，如果此时所测到的该相的电流值减少到短路前该相电流值的1/10以下，则说明电流互感器二次回路没有窃电短路存在，反之如果所测到的该相的电流量没有达到短路前该相电流值的1/10以下则说明电流互感器二次回路有窃电短路存在。

本发明有益效果是：1、可以快速、准确地检测出电流互感器二次回路是否存在窃电短路现象；2、所述监测方法及监测仪原理简单，易于实现，并可远程监控。

附图说明

图1是采用电流互感器进行间接测量用户用电量的电路原理图。

图2是电流互感器二次回路的等效电路图。

图3是电流互感器二次回路存在窃电短路时的等效电路图。

图4是电流互感器二次回路存在窃电短路和主动短路时的等效电路图。

图5是本发明所述的电流二次回路短路监测仪示意图，其中：1.一次电流互感器，2.电表的二次测量电流互感器，3.监测仪的短路控制继电器，4.短路监测仪，5.多功能电度表，6.多功能电能表接线端子，7.测试仪接线端子。

通过把继电器的常开接点接到电流测量回路中，使得监测仪能够主动进行短路操作，然后，通过电能表的通讯线把测量数据送到监测仪中，作为判断分析用。

图6是本发明所述的电流二次回路短路监测仪的控制继电器电路原理图。控制信号由单片机发出，通过锁存器，光藕隔离器，送到驱动电路控制继电器的开闭

图7是本发明所述的电流二次回路短路监测仪的多功能电表采集回路和通讯电路原理框图。单片机先控制继电器使电流互感器短路，然后通过串口1从电能表抄收电流数据，当判断有异常短路现象时就通过GPRS通讯模块发送远方监测系统。

Claims

1、电流二次回路短路监测方法，其特征是它包括以下步骤：

步骤2.对电流互感二次回路主动短路；

步骤4.比较I2′和I2的大小，若I2′/I2小于一定的门限值Ф，则说明该用户是正常用电，没有窃电行为；若I2′/I2大于门限值Ф，则说明该用户不是正常用电，有窃电行为。。

2、根据权利要求1或2所述的电流二次回路短路监测方法，其特征是，步骤2.中的主动短路时间可控制在电流的1-2个周期内。

3、根据权利要求1所述的电流二次回路短路监测方法，其特征是，步骤4.中所述的门限值Ф可设定为0.1。

4、电流二次回路短路监测仪，包括电流互感式电能计量系统，其特征是，它还包括一个至少由一个开关构成的主动短路电路，所述主动短路电路连接在电流互感式电能计量系统的电流二次回路中。

5、根据权利要求4所述的电流二次回路短路监测仪，其特征是，所述主动短路电路可以是一个由控制电路自动控制的继电器和导线构成的电路。

6、根据权利要求4所述的电流二次回路短路监测仪，其特征是，所述主动短路电路可以连接在电流互感式电能计量系统的计量表计的两个电流端子上。

7、根据权利要求4所述的电流二次回路短路监测仪，其特征是，还可以包括主动短路控制回路和多功能电表采集回路；所述主动短路控制回路由继电器驱动电路、光藕隔离电路、信号锁存电路和单片机组成，控制信号由单片机提供，依次通过信号锁存电路、光藕隔离电路和继电器驱动电路来控制继电器的开启和闭合；所述多功能电表采集回路由单片机和抄表接口电路组成，对多功能电表进行数据采集。

8、根据权利要求4所述的电流二次回路短路监测仪，其特征是，还可以包括通讯电路；所述通讯电路与单片机连接，以完成远程监控系统控制命令、电表数据等的通讯。

9、根据权利要求8所述的电流二次回路短路监测仪，其特征是，所述通讯电路可以是GPRS无线通讯电路。