电能计量及反窃电方法综述_郭立才

均）功率等于各相瞬时（或平均）功率之和，与三相
电路是否对称无关。
在三相三线电路中， 理想情况是系统对称，即
ia+ib+ic=0，则
ib=-（ia+ic）
（4）
将式（4）代入式（3），可得
P=（ua-ub）ia+（uc-ub）ic=uab ia+ucbic
（5）
其平均功率为
P=uabIacosφa+ucbIccosφc
6）使 用 二 维 码 技 术 制 造 的 电 能 表 锁 封 及 锁 封 系统，并辅以完善的日常业务管理流程。
7）采用先进的防窃电系统（比如以 GSM 移动通 信 网 络 为 信 息 传 输 平 台 ），推 广 使 用 自 动 抄 表 系 统 ， 对用户的用电情况进行实时监测和科学管理，以便 快速发现窃电行为，防患于未然。 4.2 管理措施
countermeasures associated with the electric energy metering are proposed to prevent electric power stealing ，such as installing
centralized meter box or fully closed meter box for residents，sealing energy metering devices by three parties for large power users
随着我国经济的快速发展，工业用电、商业用 电和居民用电等也随之迅速增长，如何有效而准确
1 计量点的位置
地对电能进行计量， 减少供电企业的经济损失，就
正确选择计量点的安装位置，是进行电能计量
成为研究者比较关心的问题。 由于电能与功率成正 的前提条件。 如果计量点的位置选择不合理，就会
比[1]，对 于 单 相 电 路 来 说 ，有 功 功 率 为
A Survey of Electric Energy Metering and Countermeasures to Electric Power Stealing
GUO Li-cai，PENG Zhi-wei，FAN Qiang
（Electrical Engineering College of Guizhou University，Guiyang 550003，China）
2 计量方式
2.1 单相电路 对于单相电路来说，计量方式较简单，只需一
只单相电能表即可，原理接线见图 2。
图 2 单相电能的测量
2.2 三相电路 对于三相电路来说， 可以有两种计量方式，即
三相三线两元件和三相四线三元件电能表，原理接 线见图 3。
图 3 三相电能的测量
电能计量方式一般采用两表法（三相三线两元
2010年 05 月
用-A 和-B 表示。 当整个电厂停电及发电机组重启 时，电厂使用电网电能，这时潮流由线路流向母线， 线路 1 与 2 的电能表反向所计量电量-A 和-B 即为 下网电量。
当线路间发生穿越电量，假设由线路 1 经母线 穿越到线路 2， 则该穿越电量在线路 1 电能表处反 向计量-A 并累加到下网电量上，而在线路 2 电能表 处正向计量+B 累加到上网电量上，导致下网电量与 穿越电量混在一起无法区分开。
DOI:10.13296/j.1001-1609.hva.2010.05.012
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第 46 卷 第 5 期
2010
05 月
High Voltage Apparatus
Vol.46 No.5 May 2010
电能计量及反窃电方法综述
郭立才， 彭志炜， 范 强
（贵州大学电气工程学院， 贵阳 550003）
过变压器中性点接地的接地电流即零序电流趋于
零值，漏计的电量可以忽略，故可采用两表法计量
电能。
但实际运行中，电力网各相电压、线路阻抗和
负载阻抗均不会完全对称，接地电流 In，也就不是零 值，漏计的电量也就不能忽略，若采用两表法计量
电能，就会漏计电量，即
in=ia+ib+ic≠0
（7）
故有 ib=in-（ia+ic），代入式（3）得
计算误差为
rn=
-ubin uaia+ubib+uc
ic
×100%
（9）
或平均值为
γn=
-UbIncos（φbn） UaIacosφa+UbIbcosφb+UcIccosφc
×100%
（10）
式（10）中，φbn 为 Ub 与 In 之间的夹角。
由式（10）可以看出，两表法的计算误差 γn 与电
能表和互感器的误差及电压互感器二次回路的电
摘要： 在生活中，由于窃电、漏电等行为的存在，常使供电企业蒙受不白的经济损失。 笔者分析了电能计量的原理及计量点的位
置选择，总结了常见的窃电方式，如改变电流的窃电、改变表计的结构和接线方式的窃电等，得出与电能计量密切相关的防窃
电措施：在技术方面，对居民用户采用集中装表箱或全封闭电能表箱；对大用户、工矿企业的电能计量装置，应由3方加封；使用
压降无关，仅仅是由测量方法引起的，它随三相电
路电压、电流负载阻抗及负载功率因数对称度的改
变而改变。
文[2]通 过 实 例 证 明 了 上 述 理 论 。 根 据 实 验 结
果， 为防止在系统不对称运行时少计或多计电能，
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High Voltage Apparatus
Vol.46 No.5
因此，下网计量点设在线路侧，若未采用其他 措施，电能表将无法准确计量下网电量。 较好的做 法是将计量点设在 C 点（启备变的高压侧）并加装 电能表启停装置，此时如 1、2 号机组全部重启，则 C 点电能表所计电量即为真正下网关口电量；如只重 启一台机，则应停止计量，因为此时使用的电能是 由另一台发电机通过母线和启备变提供的，而非电 网提供。
P=uaia+ub（in-ia-ic）+ucic
=uabia+ubin+ucbic
（8）
比 较 式 （8）与 式 （5），可 以 看 出 ubin 即 为 漏 计 的
电量，因此，在有效接地系统高压电力网中，用两表
法 计 量 电 能 时 ， 不 难 由 式 （8） 与 式 （5） 求 得 两 表 法 的
新一代电子式多功能电能表和先进的防窃电系统等；在管理方面，向社会广泛宣传《电力法》、《电力供应与使用条例》等电力法
律、法规知识，明确窃电是一种犯罪行为，使广大用户接受“合法用电”的概念，加大惩罚力度。
关键词： 电力系统； 计量； 接线； 窃电
Fra Baidu bibliotek
中图分类号： TM933.4
文献标志码： B
文 章 编 号 ：1001-1609（2010）05-0086-03
relative laws and rules.
Key words: power system；electric energy metering；wire connection；electric power stealing
0 引言
可见要使计 量装置正确 计量 ，4 个 环 节 不 能 忽 视，即电流、电压、电能表和电能表的安装位置。
Abstract: This paper analyzes the principle of electric energy metering and measurement point selection ，and summarizes the
common electric power stealing methods ，such as changing current，structure and wiring mode of meter. Consequently ，some
1）对 居 民 用 户 采 用 集 中 装 表 箱 或 全 封 闭 电 能 表箱，即线进管，管进箱，箱加锁（封）的办法，使人、 表分离，让用户无法接触到表计及二次线。
2）对大用户、工矿企业的电能计量装置，应由 3 方加封，用电监测部门、检定部门及用户不得私自 一方起封计量箱或计量柜。 这对防窃电起到不少的 作用，特别是对领导授权的窃电。
and industrial enterprises，making use of new generation of electronic multi-function watt-hour meter and advanced anti power
stealing systems，and giving publicity to the national “Electricity Law”，“Regulation of Electric Power Supply and Use”and other
件电能表），但对于中性点有效接地系统来说，采用
两表法会存在测量误差，原理如下。
任何三相三线和三相四线电路的瞬时功率为:
P=uaia+ubib+uc ic
（3）
式（3）中，ua、ub、uc 为相电压瞬时值；ia、ib、ic 相电流瞬
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时值。
由 公 式 （2）、 （3） 可 知 ， 三 相 电 路 的 瞬 时 （ 或 平
建议在有效接地系统中， 采用三相三元件电能表， 这样即可提高电能计量的准确度，又可消除因计量 方式而引起的电能计量失准。
3 常见的窃电方式
3.1 改变电流的窃电 这种窃电具有如下几种[3-4]：①断开 TA 二次侧，
短接 TA 二次侧或使 TA 分流，使电流幅值从大变小 或无；②改变 TA 变比，将大电流比的电流互感器铭 牌换成小电流比的电流互感器铭牌； ③将 TA 二次 极性接反，使表计反转。 3.2 改变电压的窃电
使计量结果产生明显的偏差。
P=UφIφcos φ
（1）
式（1）中，Uφ、Iφ 为相电压、相电流；cosφ 为功率因数。
对于三相电路来说，有功功率为
计量点安装位置见图 1， 假设电能潮流由母线 流向 线路 ，电 能 表 正 向 计 量 用+A 和+B 表 示 ，反 之
P=UaIacos φa+UbIbcosφb+UcIccos φc
（2）
式 （2） 中 ，Ua、Ub、Uc 为 A、B、C 相 电 压 ；Ia、Ib、Ic 为 A、
B、C 相电流；φa、φb、φc 为各相电压 、电流的相位 差，
即阻抗角。
图 1 计量点的位置对计量结果的影响 收稿日期：2009-11-09； 修回日期：2010-03-17 作 者 简 介 ：郭 立 才 （1981— ），男 ，硕 士 研 究 生 ，从 事 电 力 系 统 运 行 与 稳 定 研 究 。
3）对用电量特别大的用户，可在 2）的条件基础 上，再加装自动录相装置，这是防窃电最可靠的措 施，可防止窃电者不认帐。
4）使用新一代电子式多功能电能表。 因电子式 电能表具有不能倒装、底度不能清零，不可更改表 计常数，有失压、失流记录及电流不平衡记录、逆相 序记录、设表等事件记录等的防窃电功能。
5）对于强磁场 窃电，可采用 厚度大 于 1 mm 的 钢板将步进电机计数器（或整个电能表）屏蔽起来， 从而使强交流磁场不至于影响到电能表的正常 工作。
这种窃电具有如下几种： ①在计度器上做文 章，改变表计时间常数，或使计度器不显示，损坏其 机 械 传 动 部 分 ；②改 变 永 久 磁 铁 位 置 ，使 磁 铁 与 铝 盘 间 隙 变 小 ，表 计 走 慢 ；③ 改 变 表 计 电 流 线 圈 匝 数 ； ④改 变 表 计 电 压 与 电 流 相 序 接 线 ，即 相 序 错 接 线[5]。 3.4 强交流磁场窃电
（6）
在 三 相 三 线 电 路 中 ， 式 （6） 与 式 （2） 是 完 全 等 效
的，因此在三相三线电路中，可以节省 1 台电流互
感器、1 台电压互感器及降低电能表造价，故在三相
三 线 电 路 中 ，常 用 两 元 件 有 功 电 能 表 按 式 （6）计 量
三相三线电路的有功电能。
在正常运行情况下， 线路电压负荷均对称，通
这种窃电具有如下几种：①失压窃电，将 TV 的 保险断开或在 TV 二次回路装一个开关， 随时断开 电 压 进 行 窃 电 ；②欠 压 窃 电 ，虚 接 电 压 线 ， 即 电 压 线 芯线揉断，或外层 塑料未剥，直 接压接；③将 TV 二 次相性接反，使表计反转。 3.3 改变表计的结构和接线方式
部分电子式电能表采用步进电机计数器，而步 进电机计数器在强交变磁场作用下会自动计数，改 变磁场的方向，计数器便会快速递减计数，从而实 现窃电。
4 反窃电措施
从以上分析可以看出， 为了达到窃电的目的， 都要直接或间接地接触到计量装置 （电能表或者 互感器）， 因此可以从技术和管理两个方面进行反 窃 电 [6]。 4.1 技术措施