本發(fā)明涉及一種檢測竊電裝置的方法，特別是檢測電流計量二次回路串接整流器的方法。

背景技術：

目前隨著我國各地電網(wǎng)面積不斷增加，縱貫式中低壓配電線路在諸多電網(wǎng)中得到了廣泛應用。同時，線損率也不斷增大，在影響線損的眾多因素中，各種竊電行為是線路損耗不斷增加的重要原因之一，包括電流互感器一次旁路竊電、電流互感器二次回路分流竊電、電流互感器二次回路短接電能表竊電、互感器二次開路竊電和互感器二次回路強磁干擾竊電等。通常10kV配網(wǎng)系統(tǒng)內80%以上均為工業(yè)大用戶，該部分用戶竊電帶來的經(jīng)濟損失十分巨大。由于負荷或負載的不確定性，在現(xiàn)有技術中，仍難以對電流計量二次回路串接整流器的竊電事件進行有效檢測。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種檢測電流計量二次回路是否串接整流器的方法，使得電流計量二次回路串接整流器的竊電事件得以進行有效檢測。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種檢測電流計量二次回路串接整流器的方法，包括以下步驟：

S1：設置第一類采樣時間、第一類采樣頻率、第一類采樣次數(shù)m和累加變量i，并設置i的初始值為1；設置第一閾值、第二閾值和n個權值系數(shù)，其中n為大于1的整數(shù)；

S2：對所述二次回路的工頻電流信號進行第i次第一類采樣，從獲得的第一類采樣信號中提取n個諧波分量；根據(jù)公式sum_i=A₁×k₁+A₂×k₂+…+A_n×k_n獲得加權和值并保存，其中sum_i表示所述加權和值，i表示第i次第一類采樣，A表示所述諧波分量的幅值，k表示所述權值系數(shù)，n表示第n個諧波分量；

S3：判斷所述第i次第一類采樣的加權和值是否小于第一閾值：若是，確定所述二次回路未串接整流器；若否，將i的值增加1，執(zhí)行步驟S4；

S4：判斷i的值是否大于m：若是，執(zhí)行步驟S5；若否，返回執(zhí)行步驟S2；

S5：獲得m個所述加權和值的平均值；從m個所述加權和值中獲得最大值與最小值的差值，作為極差值；根據(jù)公式k_s=S_d / S_avg獲得加權和值變化率，其中k_s表示所述加權和值變化率，S_d表示所述極差值，S_avg表示所述平均值；判斷所述加權和值變化率是否小于第二閾值：若是，確定所述二次回路已串接整流器；若否，確定所述二次回路未串接整流器。

所述步驟S1前設有步驟S01、S02、S03和S04，具體包括：

S01：設置第二類采樣時間、第二類采樣頻率、下限閾值和上限閾值；對所述二次回路的工頻電流信號進行第二類采樣，獲得第二類采樣信號的電流幅值；并將每個所述第二類采樣時刻對應的所述電流幅值相加，得到所述第二類采樣信號的電流和值；

S02：由公式sig_avg=sig_sum / sample_points獲得所述第二類采樣信號的基線值，其中sig_avg表示所述基線值，sig_sum表示所述電流和值，sample_points表示第二類采樣點數(shù)；

S03：根據(jù)所述基線值獲得當前第二類采樣時刻的電流波峰幅值和波谷幅值，并計算波峰幅值和波谷幅值的比值，作為對稱值；

S04：判斷所述對稱值是否小于下限閾值或大于上限閾值：若是，確定所述二次回路未串接整流器；若否，執(zhí)行所述步驟S1。

所述步驟S01前設有步驟S00：設置第三類采樣時間、第三類采樣頻率和第三閾值，對所述二次回路的工頻電流信號進行第三類采樣，獲得第三類采樣信號的均方根值；判斷所述均方根值是否大于第三閾值：若是，確定所述二次回路內有電流，執(zhí)行所述步驟S01；若否，確定所述二次回路內沒有電流，返回執(zhí)行所述步驟S00。

所述第一類采樣、第二類采樣或第三類采樣的方法包括：

將信號耦合模塊接入所述二次回路，獲得所述工頻電流信號；

通過信號調理模塊對所述工頻電流信號進行放大和濾波處理，得到調理后的工頻電流信號；

通過信號采樣模塊對所述調理后的工頻電流信號進行采樣，得到所述第一類采樣信號、第二類采樣信號和第三類采樣信號。

所述信號耦合模塊獲得所述工頻電流信號的方法包括：

將所述信號耦合模塊分為耦合互感器和耦合電路兩個部分，其中耦合電路包括第一電阻、第二電阻、第一電容和第二電容；

將耦合互感器并聯(lián)接入所述二次回路中；將所述第一電阻和第二電阻串聯(lián)后并聯(lián)至所述耦合互感器的兩端；將所述第一電容并聯(lián)至所述第一電阻的兩端，將所述第二電容并聯(lián)至所述第二電阻的兩端；

在所述第一電阻和第二電阻之間設置接地裝置，并在第一電阻和第二電阻之間設置輸出信號端輸出所述工頻電流信號。

在所述信號采樣模塊的輸出端設置信號集中處理模塊，包括信號分析判斷單元和反饋控制單元；

所述信號分析判斷單元獲得第三類采樣信號的均方根值，判斷所述二次回路內是否有電流；

所述信號分析判斷單元獲得所述第二類采樣信號的電流幅值、電流和值、采樣點數(shù)、基線值和對稱值，判斷所述對稱值是否小于所述下限閾值或大于所述上限閾值；

所述信號分析判斷單元提取所述n個諧波分量，獲得所述加權和值、加權和值的平均值、極差值和所述加權和值變化率，判斷所述二次回路是否串接整流器；

所述反饋控制單元和所述信號調理模塊相連，設置所述放大的倍數(shù)和濾波的截止頻率；

所述反饋控制單元和所述信號采樣模塊相連，設置所述第三類采樣時間和第三類采樣頻率；設置所述第二類采樣時間和第二類采樣頻率；設置所述第一類采樣時間和第一類采樣頻率。

所述信號分析判斷單元由數(shù)字信號處理器DSP構成，通過快速傅里葉變換FFT提取所述n個諧波分量。

所述步驟S1前設有步驟S00：設置第三類采樣時間、第三類采樣頻率和第三閾值，對所述二次回路的工頻電流信號進行第三類采樣，獲得第三類采樣信號的均方根值；判斷所述均方根值是否大于第三閾值：若是，確定所述二次回路內有電流，執(zhí)行所述步驟S1；若否，確定所述二次回路內沒有電流，返回執(zhí)行所述步驟S00。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果在于：通過對電流計量二次回路工頻電流信號的采樣，提取諧波分量并求得加權和值作為特征量來檢測二次回路中是否串接整流器，直觀簡潔；并通過多次循環(huán)獲得加權和值變化率，與第二閾值比較判斷二次回路中是否串接整流器，精度較高，可靠性好。本發(fā)明解決現(xiàn)有技術難以檢測電流計量二次回路是否串接整流器的問題，快速、準確識別電流計量二次回路串接整流器，進而發(fā)現(xiàn)竊電事件，有效降低因竊電導致的電網(wǎng)經(jīng)濟損失。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的工作框圖；

圖2是本發(fā)明方法涉及的系統(tǒng)結構圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，以使本領域的技術人員可以更好地理解本發(fā)明并能予以實施，但所舉實施例不作為對本發(fā)明的限定。

標準正弦波是關于基線（x軸）完全對稱的，其正負半波峰值的比值為1，電流計量二次回路串接整流器后，計量電流采樣波形將不再基于基線對稱，電流信號正負半波峰值的比值不為1，本發(fā)明將工頻電流采樣信號波形的對稱值（對稱值用信號正負半波峰值的比值描述）作為判斷電流計量二次回路串接整流器的特征量之一。

實施例1：

本實施例涉及的系統(tǒng)如附圖2所示，包括信號耦合模塊、信號調理模塊、信號采樣模塊和信號集中處理模塊。信號耦合模塊由耦合互感器和耦合電路兩個部分組成，耦合電路包括第一電阻R1、第二電阻R2、第一電容C1和第二電容C2。將耦合互感器并聯(lián)接入二次回路中；將R1和R2串聯(lián)后并聯(lián)至耦合互感器的兩端；將C1并聯(lián)至R1的兩端，將C2并聯(lián)至R2的兩端；在R1和R2之間設置接地裝置，并在R1和R2之間設置輸出信號端與信號調理模塊的輸入端相連。信號調理模塊內設有相互級聯(lián)的集成放大器和低通濾波器，集成放大器與耦合電路的輸出信號端相連，低通濾波器和信號采樣模塊相連。信號集中處理模塊由信號分析判斷單元和反饋控制模塊組成，具體由TMS320F2812（數(shù)字信號處理器DSP）實現(xiàn)；信號采樣模塊由ADC0809實現(xiàn)，信號采樣模塊的輸出端和信號分析判斷單元的輸入端相連。反饋控制單元分別和信號調理模塊、信號采樣模塊相連。

參見附圖1，本實施例工作過程如下：

101：通過反饋控制單元設置第三類采樣時間1000ms、第三類采樣頻率1000HZ和第三閾值，設置集成放大器的放大倍數(shù)為50，低通濾波器截至頻率為100HZ，對二次回路的工頻電流信號進行第三類采樣，獲得第三類采樣信號的均方根值。

102：判斷均方根值是否大于第三閾值：若是，確定二次回路內有電流，執(zhí)行步驟103；若否，確定二次回路內沒有電流，返回執(zhí)行步驟101。

103：通過反饋控制單元設置第二類采樣時間500ms、第二類采樣頻率2000HZ、下限閾值和上限閾值，設置集成放大器的放大倍數(shù)為10，低通濾波器截至頻率為1000HZ，對二次回路的工頻電流信號進行第二類采樣，獲得第二類采樣信號的電流幅值；并將每個第二類采樣時刻對應的電流幅值相加，得到第二類采樣信號的電流和值。

104：由公式sig_avg=sig_sum / sample_points獲得第二類采樣信號的基線值，其中sig_avg表示基線值，sig_sum表示電流和值，sample_points表示第二類采樣點數(shù)；根據(jù)基線值獲得當前第二類采樣時刻的電流波峰幅值和波谷幅值，并計算波峰幅值和波谷幅值的比值，作為對稱值。

105：判斷對稱值是否小于下限閾值或大于上限閾值：若是，確定二次回路未串接整流器；若否，執(zhí)行步驟106。

106：通過反饋控制單元設置第一類采樣時間200ms、第一類采樣頻率6000HZ、第一類采樣次數(shù)3和累加變量i，并設置i的初始值為1；設置第一閾值、第二閾值和60個權值系數(shù)；設置集成放大器的放大倍數(shù)為20，低通濾波器截至頻率為3000HZ。

107：對二次回路的工頻電流信號進行第一類采樣，TMS320F2812通過FFT算法提取60個諧波分量；根據(jù)公式sum_i=A₁×k₁+A₂×k₂+…+A_n×k_n獲得加權和值并保存，其中sum_i表示加權和值，i表示第i次第一類采樣，A表示諧波分量的幅值，k表示權值系數(shù)，n表示第n個諧波分量。

108：判斷第i次第一類采樣的加權和值是否小于第一閾值：若是，確定二次回路未串接整流器；若否，將i的值增加1，執(zhí)行步驟109。

109：判斷i的值是否大于3：若是，執(zhí)行步驟110；若否，返回執(zhí)行步驟107。

110：獲得3個加權和值的平均值；從3個加權和值中獲得最大值與最小值的差值，作為極差值；根據(jù)公式k_s=S_d / S_avg獲得加權和值變化率，其中k_s表示加權和值變化率，S_d表示極差值，S_avg表示平均值；判斷加權和值變化率是否小于第二閾值：若是，確定二次回路已串接整流器；若否，確定二次回路未串接整流器。

111：結束二次回路串接整流器檢測過程。

本實施例中基線指電流采樣幅值關于采樣時間的波形的0點分界線，以此0點分界線為x軸，滿足此電流波形的正半軸波形和負半軸波形關于時間積分的模值相等。電流互感器二次回路串接半導體后，互感器二次回路電流波形類似于一個半波，經(jīng)過偶爾互感器到檢測電路以后，基于基線的正負半波形的時間寬度和波形上升下降的斜率都有差異。

國家公用電網(wǎng)諧波規(guī)定電壓諧波含量和各次電流諧波含不應超過相關規(guī)定，本實施例涉及的閾值參考該規(guī)定，并結合互感器串接整流器后各次諧波的變化來確定。

本實施例設置第二類采樣，通過獲得二次回路工頻電流采樣的基線值和對稱值并進行判斷，提高最終辨識的準確性。

本實施例的第二類采樣設置下限閾值和上限閾值，有效提高整流器畸變信號的辨識精度。不同的整流器對電流波形的影響有差異，映射到此特征量上影響有大小，互感器二次回路正常連接時也可能受到干擾映射到此特征量上的值變大，高于上限閾值的可以判斷串接整流器，高于下限閾值小于上限閾值的需要進一步判斷，排除互感器二次回路的其他干擾信號。

本實施例設置信號調理模塊，一方面用放大原信號的手段提高信噪比，另一方面用抑制干擾信號的手段提高信噪比，有效提高整流器畸變信號的檢測能力。

本實施例設置第三類采樣，增加檢測二次回路是否存在電流的判斷過程，提高最終辨識的準確性。

本實施例信號分析判斷單元由數(shù)字信號處理器DSP構成，通過快速傅里葉變換FFT提取諧波分量，速度快、準確性高。

本實施例設置反饋控制單元，分別對第一類采樣、第二類采樣和第三類采樣設置采樣時間、采樣頻率、放大倍數(shù)和濾波器截止頻率進行單獨設定，使得本實施例精度好、穩(wěn)定可靠。

實施例2：

本實施例涉及的系統(tǒng)如附圖2所示，包括信號耦合模塊、信號調理模塊、信號采樣模塊和信號集中處理模塊。信號耦合模塊由耦合互感器和耦合電路兩個部分組成，耦合電路包括第一電阻R1、第二電阻R2、第一電容C1和第二電容C2。將耦合互感器并聯(lián)接入二次回路中；將R1和R2串聯(lián)后并聯(lián)至耦合互感器的兩端；將C1并聯(lián)至R1的兩端，將C2并聯(lián)至R2的兩端；在R1和R2之間設置接地裝置，并在R1和R2之間設置輸出信號端與信號調理模塊的輸入端相連。信號調理模塊內設有相互級聯(lián)的集成放大器和低通濾波器，集成放大器與耦合電路的輸出信號端相連，低通濾波器和信號采樣模塊相連。信號集中處理模塊由信號分析判斷單元和反饋控制模塊組成，具體由TMS320F2812（數(shù)字信號處理器DSP）實現(xiàn)；信號采樣模塊由ADC0809實現(xiàn)，信號采樣模塊的輸出端和信號分析判斷單元的輸入端相連。反饋控制單元分別和信號調理模塊、信號采樣模塊相連。

本實施例工作過程如下：

201：通過反饋控制單元設置第三類采樣時間1000ms、第三類采樣頻率1000HZ和第三閾值，設置集成放大器的放大倍數(shù)為50，低通濾波器截至頻率為100HZ；設置完畢后延時1秒對二次回路的工頻電流信號進行第三類采樣，獲得第三類采樣信號的均方根值。

202：判斷均方根值是否大于第三閾值：若是，確定二次回路內有電流，執(zhí)行步驟203；若否，確定二次回路內沒有電流，返回執(zhí)行步驟201。

203：通過反饋控制單元設置第一類采樣時間200ms、第一類采樣頻率6000HZ、第一類采樣次數(shù)10和累加變量i，并設置i的初始值為1；設置第一閾值、第二閾值和50個權值系數(shù)；設置集成放大器的放大倍數(shù)為20，低通濾波器截至頻率為3000HZ。

204：延時1秒后對二次回路的工頻電流信號進行第一類采樣，TMS320F2812通過FFT算法提取50個諧波分量；根據(jù)公式sum_i=A₁×k₁+A₂×k₂+…+A_n×k_n獲得加權和值并保存，其中sum_i表示加權和值，i表示第i次第一類采樣，A表示諧波分量的幅值，k表示權值系數(shù)，n表示第n個諧波分量。

205：判斷第i次第一類采樣的加權和值是否小于第一閾值：若是，確定二次回路未串接整流器；若否，將i的值增加1，執(zhí)行步驟206。

206：判斷i的值是否大于10：若是，執(zhí)行步驟207；若否，返回執(zhí)行步驟204。

207：獲得10個加權和值的平均值；從10個加權和值中獲得最大值與最小值的差值，作為極差值；根據(jù)公式k_s=S_d / S_avg獲得加權和值變化率，其中k_s表示加權和值變化率，S_d表示極差值，S_avg表示平均值；判斷加權和值變化率是否小于第二閾值：若是，確定二次回路已串接整流器；若否，確定二次回路未串接整流器。

208：結束二次回路串接整流器檢測過程。

本實施例延時1秒后啟動采樣，避免開關噪聲的影響，提高檢測過程的可靠性。

本發(fā)明通過對電流計量二次回路工頻電流信號的采樣，提取諧波分量并求得加權和值作為特征量來檢測二次回路中是否串接整流器，直觀簡潔；并通過多次循環(huán)獲得加權和值變化率，與第二閾值比較判斷二次回路中是否串接整流器，精度較高，可靠性好。本發(fā)明解決現(xiàn)有技術難以檢測電流計量二次回路是否串接整流器的問題，快速、準確識別電流計量二次回路串接整流器，進而發(fā)現(xiàn)竊電事件，有效降低因竊電導致的電網(wǎng)經(jīng)濟損失。本發(fā)明適用于電網(wǎng)竊電檢測技術領域，具有實用性強、成本低、識別率高和穩(wěn)定可靠的特點，市場前景廣闊。

本領域內的技術人員應明白，本申請的實施例可提供為方法、系統(tǒng)、或計算機程序產(chǎn)品。因此，本申請可采用完全硬件實施例、完全軟件實施例、或結合軟件和硬件方面的實施例的形式。而且，本申請可采用在一個或多個其中包含有計算機可用程序代碼的計算機可用存儲介質（包括但不限于磁盤存儲器、CD-ROM、光學存儲器等）上實施的計算機程序產(chǎn)品的形式。

本申請是參照根據(jù)本申請實施例的方法、設備（系統(tǒng)）、和計算機程序產(chǎn)品的流程圖和／或方框圖來描述的。應理解可由計算機程序指令實現(xiàn)流程圖和／或方框圖中的每一流程和／或方框、以及流程圖和／或方框圖中的流程和／或方框的結合。可提供這些計算機程序指令到通用計算機、專用計算機、嵌入式處理機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設備的處理器以產(chǎn)生一個機器，使得通過計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設備的處理器執(zhí)行的指令產(chǎn)生用于實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和／或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的裝置。

這些計算機程序指令也可存儲在能引導計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設備以特定方式工作的計算機可讀存儲器中，使得存儲在該計算機可讀存儲器中的指令產(chǎn)生包括指令裝置的制造品，該指令裝置實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和／或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能。

這些計算機程序指令也可裝載到計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設備上，使得在計算機或其他可編程設備上執(zhí)行一系列操作步驟以產(chǎn)生計算機實現(xiàn)的處理，從而在計算機或其他可編程設備上執(zhí)行的指令提供用于實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和／或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的步驟。

以上所述實施例僅是為充分說明本發(fā)明而所舉的較佳的實施例，本發(fā)明的保護范圍不限于此。本技術領域的技術人員在本發(fā)明基礎上所作的等同替代或變換，均在本發(fā)明的保護范圍之內。本發(fā)明的保護范圍以權利要求書為準。