10 kV配电变压器防窃电监测装置

装置由3个独立运行在配电变压器高压一次侧A，B，C三相高压线上的高压测量子终端和运行在配电变压器二次侧的低压测量主终端组成。
高压测量子终端在变压器的一次侧工作，每相供电线上面安装1个终端，通过交流采样采集高压侧母线的电流信号，高压测量子终端的供电依靠高压母线的电流线感应取电再叠加后备式长寿命电池的方式供电，实现高压测量子终端工作所需要的稳定、持久电能。高压测量子终端因为工作在10 kV的电压等级上，要求能够做到免维护，设计时特别需要关注终端在宽温度范围内的工作可靠性。
低压测量主终端安装在变压器的二次侧，通过对电压、电流信号的交流采样，实现对二次侧三相电压、电流、有功功率、无功功率、功率因素、频率、电度量、谐波分量等数据的监测；RS 485作为与计量电表、配变监测等设备的内部通信总线，可以与这些设备进行数据交换，如获取计量电表的电度值；低压测量主终端除了负责配电变压器低压侧模拟量信号的采集、各单元间的通信功能外，还担负数据的运算处理、状态的告警、装置对外部通信等功能。
高、低压终端间的通信通过基于IEEE 802．15．4规范的ZigBee无线通信技术实现，采用这种现已成熟、稳定、便宜的ZigBee方案来实现短距离无线通信，非常适合于满足主终端与子终端间的通信要求，也有利于设备的检修。无线通信的方式使高压侧、低压侧之间的电气互相隔离，使整个装置的安全性和稳定性得到提高。
主终端通过无线通信获取到子终端采集到的高压侧的数据，结合主终端采集到的低压侧的数据，采用本文描述的算法进行矢量运算和差值比较，判断被监测用户是否有窃电行为的发生。

3 防窃电手段分析
针对可能的窃电手段，本装置对应的防范措施如下：
欠压窃电：主终端对电压进行采集并与多功能电能表的电压数据进行对比，防止发生欠压窃电的行为，如出现失压或电压异常，对事件进行记录并报警。
欠流窃电：进行一次侧的电流测量，与二次侧推算出的一次侧电流进行比对，防止发生欠流窃电的行为，如出现超差，对事件进行记录并报警。
移相窃电：本系统自身的交流采样功能可以分析出相位关系，出现相位关系异常，对事件进行记录并报警。
扩差窃电：主终端采用三表法进行电能测量，并与实时获取电能表的数据进行比对，如出现超差，对事件进行记录并报警。
无表窃电：无表窃电时会出现一次侧与二次侧功率超差，如出现无表窃电时，对事件进行记录并报警。

4 结语
本装置的最大特点是引入配电变压器高压侧的电流有效值作为判据之一，从而防范了从配变低压侧引线窃电的可能，增加了窃电操作的难度和提高了窃电分析的准确性。如果在每条10 kV出线上各个变压器都配上该设备，同时在主终端的USB口上加装WCDMA／EVDO／TD-SCDMA制式的3G无线通信模块，可以为配网自动化系统提供前沿数据，为供电稽查人员提供短信告警、提供自动抄表等服务。供电部门可以在他们的SCADA系统上了解到各监测点的实时数据，可以为供电部门的安全供电提供分析和决策的依据，同时也防范直接从高压线上额外增加变压器实施高压窃电的可能；采用ZigBee无线通信技术使高、低压两侧的装置在相互绝缘的前题下进行通信，有效地提高了系统的安全性和稳定性。采用模块化的设备，具有结构简单，工作可靠，安装方便，防窃电效果好的特点，具有一定的实用价值和广泛的应用前景。