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摘要：本文介绍了一种监控用电现场运行环境的防窃电装置，安装在电力计量箱内部进线侧，实时监测用电现场的磁场环境及计量箱门状态，将现场情况实时反馈至远程监管系统。装置通过实时监管手段和有效的身份验证手段，可达有效地进行防窃电。
关键词：计量箱；用电现场；智能化管理；防窃电
0引言
窃电行为不仅损害了国家和电力经营企业的经济利益，还危及电网正常运行，阻碍电力工业正常发展。当前电力部门仅能对一些具有窃电嫌疑的电力用户实行突击检查，不可能对所有用户进行全天监察。一些用户在电力部门检查之前恢复正常计量，在稽查人员离开之后又开始窃电。还有的用户使用“强磁干扰”等手段干扰电能表正常运行，达到隐蔽窃电的目的。甚至有部分大企业用户串通电力公司内部人员窃电而无确凿证据。
所以，要同窃电行为做斗争，就迫切需要一种功能齐全、能够远程实时通讯，并具备权限管理功能的防窃电装置。
1装置介绍
本装置的逻辑结构由计算及存储核心、信息收集器、信号收发器、身份卡、能源系统组成。装置通过485电缆通讯或微功率无线通讯的方式与远程监管系统连接，远程实时监测用电现场环境。装置的组成结构如下图：
（1）计算及存储核心（图中12部分），其作为防窃电装置计算及存储的核心模块。
1）指令读写器：指令读写器负责从信息收集器、信号收发器及能源系统中获得指令写入缓存器，将远程监管系统下发的业务指令写入缓存器，以及将缓存器中已经处理后的指令写入信息收集器、信号收发器、能源系统以及数据存储器。
2）缓存器：缓存器用来缓存未经处理的指令。
3）数据计算器：数据计算器用来对缓存器中的数据进行逻辑判断及计算处理，以及处理远程监管系统下发的业务指令。
4）数据存储器：数据存储器用来存储数据计算器计算后的数据。
指令读写器从信息收集器、信号收发器、能源系统及远程监管系统获得指令（为数值或一系列数值），放入指令缓存器。数据计算器对指令缓存器中的指令译码，将指令翻译成一系列的操作请求。数据计算器提取事先设置或监管系统下发的处理策略（存储在数据存储器中），对操作请求进行分析判断或计算，将计算结果写入指令缓存器及设备存储器。数据计算器根据计算结果控制设备运行，并将设备工作记录写入数据存储器。指令读写器提取并将指令缓存器中处理后的指令有序发送远程监管系统。
（2）信息收集器，其收集用电现场运行环境各项指标，包括强磁监测器（图中10部分）、门节点监测器（由7部分构成）、及身份识别器。
（3）信号收发器，其接受远程监管系统下发的指令，以及上传防窃电装置收集、处理后的信息。其包括载波通讯器（图中9部分）、485通讯器（由5、6部分构成）及微功率无线通讯器（图中9部分）。
（4）身份卡，其为基于RFID技术制作的身份卡片，代表工作人员身份。
（5）能源系统（由1、2、3、4部分构成）包含常规供电及应急电源两部分，为防窃电装置提供电源。
（6）远程监管系统，其远程下发控制指令，以及接收防窃电装置发送的疑似防窃电事件。
2工作流程介绍
（1）设备安装
防窃电装置安装在电力计量箱内部，其中信息收集器的门节点监测器两段固定在计量箱门两侧，能源系统连接在居民用电供电侧，信号接收器根据现场通讯情况选择通讯方式（485、载波或微功率无线）连接至远程监管系统。
（2）参数下发
远程监管系统将防窃电策略及人员权限下发至防窃电装置。
防窃电策略内容包含：防窃电装置的管理策略，包含“门节点检测器响应时间”、“强磁检测器告警范围”、“计算及存储核心软件版本”等信息。
人员权限内容包含：工作人员所属单位、工作人员姓名、工作人员工号、工作人员操作权限信息。
（3）正常开箱流程
工作人员持有效身份卡，在防窃电装置处刷卡；
防窃电装置通过身份识别器识别身份卡信息，将身份卡信息发送至计算及存储核心，交由计算及存储核心计算身份卡有效性。如身份卡权限有效，则防窃电装置弹出计量箱门，同时记录开箱事件，将开箱事件上传至远程监管系统；
远程监管系统接收并保存工作记录。
（4）异常开箱流程
防窃电装置的门节点检测器实时监测计量箱门状态，计量箱门异常开启情况有两种：非有效工作人员使用无效身份卡刷卡，并强行开门；非有效工作人员未刷卡强行开门。
防窃电装置的门节点检测器监测到开门记录，将开门事件发送至计算及存储核心。计算及存储核心计算开门事件有效性。由于开门事件无效，则将异常开箱事件至指令读写器，经由信号接收器发送至远程监管系统。
（5）磁场环境变化流程
防窃电装置的磁场检测器实时监测现场磁场环境；
当现场磁场环境有变化时，磁场检测器将磁场变化情况发送至计算及存储核心，交由数据计算器计算磁场变化合理性。数据计算器将现场磁场变化范围与数据存储器中存储的防窃电策略（磁场合理变化范围）对比，判断磁场变化合理性。
如磁场变化合理，则数据计算器将磁场变化情况写入数据存储器；如磁场变化不合理，则数据计算器将磁场变化情况写入数据存储器，同时将磁场变化事件发送至指令读写器，经由信号接收器发送至远程监管系统。
远程监管系统可下发指令，更改防窃电策略。
（6）能源系统工作原理
正常情况下接入220V居民用电，能源系统将220V居民用电转换成防窃电装置需要的12V工作电压。
防窃电装置其能源系统内置2个25F/2.7V超级电容，作为装置应急电源。在断电情况下，能源系统切换至超级电容供电，可支持防窃电装置5分钟的正常工作，将现场情况上传至远程监管系统。
3有益效果
装置具备多种方式的远程通讯功能，适用于当前电力环境大部分通讯方式，故无需更改电力环境已有设备，即装即用。且可远程、实时地上报疑似窃电事件，协助稽查人员对用电环境全天监察，避免出现稽查人员到达窃电现场时窃电人员已离开的情况。
装置具备权限验证及工作记录功能，避免了用户串通电力公司内部人员窃电而无确凿证据的情况。
装置所述防窃电装置具备应急电源，可在断电后维持装置运行5分钟以完成窃电事件上报，避免用户使用断电的方式干扰设备运行。
4总结
本文介绍了一种监控用电现场运行环境的防窃电装置，监控用电现场的磁场环境及計量箱门状态等工作环境，并将现场情况实时反馈至远程监管系统。装置通过实时监管手段和有效的身份验证手段，可达有效地进行防窃电。
关键词：计量箱；用电现场；智能化管理；防窃电
0引言
窃电行为不仅损害了国家和电力经营企业的经济利益，还危及电网正常运行，阻碍电力工业正常发展。当前电力部门仅能对一些具有窃电嫌疑的电力用户实行突击检查，不可能对所有用户进行全天监察。一些用户在电力部门检查之前恢复正常计量，在稽查人员离开之后又开始窃电。还有的用户使用“强磁干扰”等手段干扰电能表正常运行，达到隐蔽窃电的目的。甚至有部分大企业用户串通电力公司内部人员窃电而无确凿证据。
所以，要同窃电行为做斗争，就迫切需要一种功能齐全、能够远程实时通讯，并具备权限管理功能的防窃电装置。
1装置介绍
本装置的逻辑结构由计算及存储核心、信息收集器、信号收发器、身份卡、能源系统组成。装置通过485电缆通讯或微功率无线通讯的方式与远程监管系统连接，远程实时监测用电现场环境。装置的组成结构如下图：
（1）计算及存储核心（图中12部分），其作为防窃电装置计算及存储的核心模块。
1）指令读写器：指令读写器负责从信息收集器、信号收发器及能源系统中获得指令写入缓存器，将远程监管系统下发的业务指令写入缓存器，以及将缓存器中已经处理后的指令写入信息收集器、信号收发器、能源系统以及数据存储器。
2）缓存器：缓存器用来缓存未经处理的指令。
3）数据计算器：数据计算器用来对缓存器中的数据进行逻辑判断及计算处理，以及处理远程监管系统下发的业务指令。
4）数据存储器：数据存储器用来存储数据计算器计算后的数据。
指令读写器从信息收集器、信号收发器、能源系统及远程监管系统获得指令（为数值或一系列数值），放入指令缓存器。数据计算器对指令缓存器中的指令译码，将指令翻译成一系列的操作请求。数据计算器提取事先设置或监管系统下发的处理策略（存储在数据存储器中），对操作请求进行分析判断或计算，将计算结果写入指令缓存器及设备存储器。数据计算器根据计算结果控制设备运行，并将设备工作记录写入数据存储器。指令读写器提取并将指令缓存器中处理后的指令有序发送远程监管系统。
（2）信息收集器，其收集用电现场运行环境各项指标，包括强磁监测器（图中10部分）、门节点监测器（由7部分构成）、及身份识别器。
（3）信号收发器，其接受远程监管系统下发的指令，以及上传防窃电装置收集、处理后的信息。其包括载波通讯器（图中9部分）、485通讯器（由5、6部分构成）及微功率无线通讯器（图中9部分）。
（4）身份卡，其为基于RFID技术制作的身份卡片，代表工作人员身份。
（5）能源系统（由1、2、3、4部分构成）包含常规供电及应急电源两部分，为防窃电装置提供电源。
（6）远程监管系统，其远程下发控制指令，以及接收防窃电装置发送的疑似防窃电事件。
2工作流程介绍
（1）设备安装
防窃电装置安装在电力计量箱内部，其中信息收集器的门节点监测器两段固定在计量箱门两侧，能源系统连接在居民用电供电侧，信号接收器根据现场通讯情况选择通讯方式（485、载波或微功率无线）连接至远程监管系统。
（2）参数下发
远程监管系统将防窃电策略及人员权限下发至防窃电装置。
防窃电策略内容包含：防窃电装置的管理策略，包含“门节点检测器响应时间”、“强磁检测器告警范围”、“计算及存储核心软件版本”等信息。
人员权限内容包含：工作人员所属单位、工作人员姓名、工作人员工号、工作人员操作权限信息。
（3）正常开箱流程
工作人员持有效身份卡，在防窃电装置处刷卡；
防窃电装置通过身份识别器识别身份卡信息，将身份卡信息发送至计算及存储核心，交由计算及存储核心计算身份卡有效性。如身份卡权限有效，则防窃电装置弹出计量箱门，同时记录开箱事件，将开箱事件上传至远程监管系统；
远程监管系统接收并保存工作记录。
（4）异常开箱流程
防窃电装置的门节点检测器实时监测计量箱门状态，计量箱门异常开启情况有两种：非有效工作人员使用无效身份卡刷卡，并强行开门；非有效工作人员未刷卡强行开门。
防窃电装置的门节点检测器监测到开门记录，将开门事件发送至计算及存储核心。计算及存储核心计算开门事件有效性。由于开门事件无效，则将异常开箱事件至指令读写器，经由信号接收器发送至远程监管系统。
（5）磁场环境变化流程
防窃电装置的磁场检测器实时监测现场磁场环境；
当现场磁场环境有变化时，磁场检测器将磁场变化情况发送至计算及存储核心，交由数据计算器计算磁场变化合理性。数据计算器将现场磁场变化范围与数据存储器中存储的防窃电策略（磁场合理变化范围）对比，判断磁场变化合理性。
如磁场变化合理，则数据计算器将磁场变化情况写入数据存储器；如磁场变化不合理，则数据计算器将磁场变化情况写入数据存储器，同时将磁场变化事件发送至指令读写器，经由信号接收器发送至远程监管系统。
远程监管系统可下发指令，更改防窃电策略。
（6）能源系统工作原理
正常情况下接入220V居民用电，能源系统将220V居民用电转换成防窃电装置需要的12V工作电压。
防窃电装置其能源系统内置2个25F/2.7V超级电容，作为装置应急电源。在断电情况下，能源系统切换至超级电容供电，可支持防窃电装置5分钟的正常工作，将现场情况上传至远程监管系统。
3有益效果
装置具备多种方式的远程通讯功能，适用于当前电力环境大部分通讯方式，故无需更改电力环境已有设备，即装即用。且可远程、实时地上报疑似窃电事件，协助稽查人员对用电环境全天监察，避免出现稽查人员到达窃电现场时窃电人员已离开的情况。
装置具备权限验证及工作记录功能，避免了用户串通电力公司内部人员窃电而无确凿证据的情况。
装置所述防窃电装置具备应急电源，可在断电后维持装置运行5分钟以完成窃电事件上报，避免用户使用断电的方式干扰设备运行。
4总结
本文介绍了一种监控用电现场运行环境的防窃电装置，监控用电现场的磁场环境及計量箱门状态等工作环境，并将现场情况实时反馈至远程监管系统。装置通过实时监管手段和有效的身份验证手段，可达有效地进行防窃电。