10 kV配電變壓器防竊電監測裝置

裝置由3個獨立運行在配電變壓器高壓一次側A，B，C三相高壓線上的高壓測量子終端和運行在配電變壓器二次側的低壓測量主終端組成。
高壓測量子終端在變壓器的一次側工作，每相供電線上面安裝1個終端，通過交流采樣采集高壓側母線的電流信號，高壓測量子終端的供電依靠高壓母線的電流線感應取電再疊加后備式長壽命電池的方式供電，實現高壓測量子終端工作所需要的穩定、持久電能。高壓測量子終端因為工作在10 kV的電壓等級上，要求能夠做到免維護，設計時特別需要關注終端在寬溫度范圍內的工作可靠性。
低壓測量主終端安裝在變壓器的二次側，通過對電壓、電流信號的交流采樣，實現對二次側三相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因素、頻率、電度量、諧波分量等數據的監測；RS 485作為與計量電表、配變監測等設備的內部通信總線，可以與這些設備進行數據交換，如獲取計量電表的電度值；低壓測量主終端除了負責配電變壓器低壓側模擬量信號的采集、各單元間的通信功能外，還擔負數據的運算處理、狀態的告警、裝置對外部通信等功能。
高、低壓終端間的通信通過基于IEEE 802．15．4規范的ZigBee無線通信技術實現，采用這種現已成熟、穩定、便宜的ZigBee方案來實現短距離無線通信，非常適合于滿足主終端與子終端間的通信要求，也有利于設備的檢修。無線通信的方式使高壓側、低壓側之間的電氣互相隔離，使整個裝置的安全性和穩定性得到提高。
主終端通過無線通信獲取到子終端采集到的高壓側的數據，結合主終端采集到的低壓側的數據，采用本文描述的算法進行矢量運算和差值比較，判斷被監測用戶是否有竊電行為的發生。

3 防竊電手段分析
針對可能的竊電手段，本裝置對應的防范措施如下：
欠壓竊電：主終端對電壓進行采集并與多功能電能表的電壓數據進行對比，防止發生欠壓竊電的行為，如出現失壓或電壓異常，對事件進行記錄并報警。
欠流竊電：進行一次側的電流測量，與二次側推算出的一次側電流進行比對，防止發生欠流竊電的行為，如出現超差，對事件進行記錄并報警。
移相竊電：本系統自身的交流采樣功能可以分析出相位關系，出現相位關系異常，對事件進行記錄并報警。
擴差竊電：主終端采用三表法進行電能測量，并與實時獲取電能表的數據進行比對，如出現超差，對事件進行記錄并報警。
無表竊電：無表竊電時會出現一次側與二次側功率超差，如出現無表竊電時，對事件進行記錄并報警。

4 結語
本裝置的最大特點是引入配電變壓器高壓側的電流有效值作為判據之一，從而防范了從配變低壓側引線竊電的可能，增加了竊電操作的難度和提高了竊電分析的準確性。如果在每條10 kV出線上各個變壓器都配上該設備，同時在主終端的USB口上加裝WCDMA／EVDO／TD-SCDMA制式的3G無線通信模塊，可以為配網自動化系統提供前沿數據，為供電稽查人員提供短信告警、提供自動抄表等服務。供電部門可以在他們的SCADA系統上了解到各監測點的實時數據，可以為供電部門的安全供電提供分析和決策的依據，同時也防范直接從高壓線上額外增加變壓器實施高壓竊電的可能；采用ZigBee無線通信技術使高、低壓兩側的裝置在相互絕緣的前題下進行通信，有效地提高了系統的安全性和穩定性。采用模塊化的設備，具有結構簡單，工作可靠，安裝方便，防竊電效果好的特點，具有一定的實用價值和廣泛的應用前景。