0 引言

随着我国供电系统逐步完善，窃电行为得到了有效控制，但仍无法完全杜绝。窃电者不断更新窃电手段，其隐蔽性和技术性也在不断提高，不仅给电力行业带来经济损失，而且影响了电力系统供电安全性和可靠性^[1]。

多年来，内蒙古电力(集团)有限责任公司(以下简称内蒙古电力公司)联合公安系统、工商局、技术监督局等多个辖区单位，建立了政企协调、警企联动，共同打击窃电行为的长效机制，采取多种方式推进防窃电工作，查获了多起窃电案例。但线损状况、售电结构及季节等因素制约了内蒙古地区的防窃电工作，主要体现在窃电不易取证、难以定量，防窃电工作缺乏有效的统一管理，防窃电技术落后等方面。为此，内蒙古电力公司对原有电力负荷管理系统进行改进，以实现对电力负荷实施全面管理和控制，从而确保电力系统的安全经济运行。

1 窃电分析及传统防窃电措施 1.1 电能表工作原理

电能量计量设备为用户侧计量的终端设备，其核心部分为电能表，可计量用户用电负荷消耗的电能量，同时也可计量用户电源发出的电能量^[2]。电能表的计量方法如公式(1)：

(1)

式中 P(t)—t时刻的瞬时功率；

    u(t)—t时刻的瞬时电压；

    i(t)—t时刻的瞬时电流；

     W_p —t₁至t₂时间段内有功电能量。

其工作原理如图 1所示。从图 1可知，乘法器和加法器为电能表完成电能计量的核心部分。

1.2 窃电手段

窃电手段往往是通过改变公式(1)中的P(t)、u (t)、i(t)、t来达到窃电的目的，降低其中任意一值均能大大降低电能表的计量结果，实现窃电。窃电方式大致可分为欠压法、欠流法、移相法、扩差法和无表法5种。

1.3 传统的防窃电措施

传统的防窃电措施主要有：

(1) 合理选择用户供电方案；

(2) 配置专用计量表箱；

(3) 规范电能表安装接线；

(4) 对经互感器接入的三相用户实施带负荷试验；

(5) 对变压器低压出线端口与计量设备相连的导体进行封闭；

(6) 使用专用的防伪、防撬铅封；

(7) 使用双向计量或止逆式电能表；

(8) 配置失压记录仪或失压保护；

(9) 规范计量互感器二次侧及电表箱的安装；

(10)规范低压电力线路的安装架设，严禁私拉乱接；

(11)配置漏电保护开关；

(12)单相用户之间禁止跨相用电；

(13)改进电能表(计量装置)外部结构。

以上各防窃电措施均存在一定的局限性，且这些措施的实施都需要稽查人员到用户现场进行查看和搜证，只有发现设备或装置存在异常才能做出判断，防窃电措施被动落后，效率低下。

2 基于电力负荷管理系统的防窃电改进方案 2.1 改进方案及工作原理

在原电力负荷管理系统基础上设置独立于原计量回路的保护回路，加装防窃电模块(第二测量源)，并配备防窃电专用分析软件。通过采集、对比计量装置和防窃电模块的用电信息来判断用户是否存在窃电行为，以实现在线监测，达到防窃电的目的。改进后的防窃电系统结构如图 2所示，其工作原理如图 3所示。

系统运行时，负荷管理终端会利用已有信道将通过用户多功能表抄收的计量结果和通过防窃电模块采集的用户用电信息同时传回系统主站，主站防窃电系统通过防窃电专用分析软件对两方面的用户用电信息进行统计、对比和分析，并以曲线的形式直观反映分析结果。计量装置与防窃电模块测量的是同一用户负荷，因此在正常情况下两回路测得的用电数据应相同。当两回路上传的用电信息(逻辑量或物理量)存在较大差距时，该系统便可对用电用户启动实时监测，当判定该用户存在窃电行为时，系统会发出窃电行为告警信息，并通知稽查人员进行检查，以确定用户是否窃电。

模拟试验结果表明，改进后的电力负荷管理系统能对各种窃电行为进行快速、准确的判断，并详细记录窃电信息，可满足系统防窃电的技术要求。

2.2 系统采用的分析方法

电力负荷管理系统改进后，在利用多功能表抄收的计量结果和通过防窃电模块采集的用户用电信息数据的基础上，依次采用模拟量分析法、功率差值比较法、电能量差值比较法和历史数据比较法对用户数据进行检测，若检测到异常，则不再继续以下的检测项目，而直接跳转至异常分析界面，对异常用户进行实时监测^[3-6]。

2.2.1 模拟量分析法

模拟量分析法是通过对用户用电信息(如电压、电流等模拟量)的统计、对比、分析及判断，检测用电用户是否存在电压、电流缺相或欠压等异常现象，并发出异常报警。负荷管理终端具有自动抄表的功能，能够随时调用、监测并检查用户用电电压和电流信息，并通过相应判据分析用户是否对计量装置进行了破坏或改造。

2.2.2 功率差值比较法

功率差值比较法将测量回路采集到的模拟量转换为视在功率，同时从防窃电模块中采集有功功率数据，将视在功率换算成的有功功率与防窃电装置采集的有功功率进行对比和分析。

用P_s表示防窃电模块交流采样功率，P表示计量回路上传用电功率。在正常用电情况下，有(P_s-P)/P_s=0；窃电用户进行窃电时，P会大大降低，此时(P_s-P)/P_s≠0。故将(P_s-P)/P_s作为判据可及时发现用电用户的窃电行为。为了降低环境和误差的影响，防窃电系统会依具体情况设定1个阈值a，当出现(P_s-P)/P_s＞a时，即可判断为用户用电异常，在发出告警后将该用户相关信息传给用电检查人员。功率差值比较法的判据分析如图 4所示。

2.2.3 电能量差值比较法

将防窃电模块实时监测到的用电信息换算为电能量(以0.5 h或1 h计)，并与计量回路上传的电能量进行对比。防窃电专用分析软件会根据防窃电模块和用户电表上传的电能量数据，分别绘制出2条用户整点用电能量曲线图，当2条曲线趋势大致相同且电能量之间的差距小于窃电电能量阈值时，视为正常；当2条曲线趋势差别大，且电能量之间的差距大于窃电电能量阈值时，判断为用户窃电，并发出异常告警。图 5为电力负荷管理系统改进后某用户月平均用电量统计对比图。由图 5可知，两条曲线存在差别过大的部分，判断该用户存在窃电行为。

设T为窃电电能量变化率，ΔE₁为防窃电模块采集的电能量数据，ΔE₂为计量装置采集的电能量数据，则有公式(2)：

(2)

令T_P为窃电电能量判断阈值，当T≤T_P时，为正常用电；当T＞T_P时，为用电情况异常，判断为窃电，发出告警。T_P应按具体情况进行设置，考虑到专变终端与用户电能表之间的综合误差，一般T_P设定为5%~10%，当用户负荷较低时，应适当提高T_P值以避免误判。

2.2.4 历史数据比较法

历史数据比较法是根据用电负荷的实时数据和历史数据来做比较和分析，从而快速判断是否存在窃电嫌疑。用电用户负荷基本不变时，如果当前采集的用户负荷数据和历史数据之间存在很大差异，可认定该用户为可疑窃电用户。

图 6为电力负荷管理系统改进前后某用户月平均用电能量统计对比图。由图 6可知，加装防窃电模块后，测得的电能量远高于加装前，据此可判断该用户存在窃电行为。

3 应用实例

2014年8月，电力负荷管理系统用户异常预警中出现某专变用户电流缺相预警，对该用户在电力负荷管理系统抄收的同一计量点、同一时段电能表电能量曲线和防窃电模块电能量曲线进行比对，图 7为该用户电能表与防窃电模块测得的电能量曲线对比图。由图 7可以看出，2014-08-02前，电能表和防窃电模块测得的电能量曲线数据基本重合，但8月2日之后的电能量曲线发生严重偏离。在调用该用户电能表相关巡测信息之后，确定计量装置无异常，可初步判定该用户存在窃电行为。经防窃电专用分析软件分析，自2014-08-02之后，该用户T值不断增加，直至越过阈值T_P，利用电能量比较法判断该用户存在窃电行为，系统发出告警。经现场检查，发现用户通过破坏计量装置，改变电流回路中的电流值实施了分流窃电。在确认该用电用户确实存在窃电的情况下，系统根据防窃电模块和电能表采集的用户用电信息，计算出两者的电能量差，从而准确计算出用户在窃电期间的窃电总电能量，帮助工作人员做出判罚。

4 结语

电力负荷管理系统加装防窃电模块后，结合模拟量分析法、功率差值比较法、电能量差值比较法来判断用户是否存在窃电行为，能及时有效地发现、制止和遏制违法窃电行为，并为窃电搜证及追缴电费提供强大的技术保障。