本发明专利技术提出一种利用电能表电压波形检测窃电与否的方法，一，将电网电压信号接入电能表，寻找电压信号的向上的过零点，并记录满足数量可绘制一个波形的采样值；二，将一的采样值的绝对值累计之后乘以系数K，得出瞬时电压U；三，用额定电压的最大瞬时值与电压U的比值K1,然后将步骤一采样采样值乘以K1后记录；四，将三得到的值相邻间的两个相减，得差值；五，计算出标准电网电压正弦信号满足数量可绘制一个波形的理论AD采样值，计算相邻两个点之间的差，得差值；六，将四、五得出的两组差值进行比较，得出波形失真率；七，根据六的波形失真率判断是否存在窃电。可以实时的、高精度的检测是否存在窃电。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力领域，涉及。
技术介绍
现实中，总是有人利用各种手段窃电，来损公肥私，如何判断窃电处是个麻烦的问题，而有的窃电发生时会使得电压信号产生畸变，造成波形失真。可以利用波形失真率判断是否存在窃电，要是用DSP等高速器件作为处理器，虽然信号的实时分析处理较方便，但成本高，电能表里MCU处理器才是最佳选择，但与DSP等高速器件相比，运行速度低，不宜用于信号的实时分析处理。
技术实现思路
本专利技术为克服以上技术问题，提出利用带有MCU处理器电能表检测是否存在窃电现象的。技术方案:，电能表采用MCU处理器，步骤一，将电网电压信号接入电能表，寻找电压信号的向上的过零点，并记录满足数量可绘制一个波形的采样值；步骤二，将步骤一的采样值的绝对值累计之后乘以系数K，得出瞬时电压U ;步骤三，用额定电压的最大瞬时值与电压U的比值K1，然后将步骤一采样采样值乘以Kl后记录；步骤四，将步骤三得到的值相邻间的两个相减，得差值；步骤五，计算出标准电网电压正弦信号满足数量可绘制一个波形的理论AD采样值，计算相邻两个点之间的差，得差值；步骤六，将步骤四、步骤五得出的两组差值进行比较，得出波形失真率；步骤七，根据步骤六的波形失真率判断是否存在窃电。所述步骤一记录82个点的采样值；所述步骤四得到81个差值；所述步骤五采样82个点的理论AD采样值，计算相邻两个点之间的差，得81个差值；步骤六，将步骤四、步骤五得出两组81个差值。有益效果:利用了成本较低的含MCU处理器的电能表，通过得出波形失真率判断是否存在窃电，快捷方便，可以实时的、高精度的检测。【附图说明】图1是标准50Hz的电网电压信号波形图图2是一种干扰电压波形的设备的硬件原理图； 图3是遭到图2设备干扰的电压波形图。【具体实施方式】在电网中，电压信号一般是比较标准的正弦波，如果使用一些非法手段，使电压信号产生畸变，则能达到窃电的目的。因此解决方案如下: 假设MCU对电压信号采样的采样率为4096Hz，也就是在标准的50Hz的电网电压信号接入电表时，一个正弦波可以采样约82个点。数学建模如图1。市电电压波形的公式如下: ? = U (max)氺sin (w氺t)------------------------公式? C为实时电压，U(max)为峰值电压，w为角频率，w =2* Π *f，对公式①求导: C， = U (max)氺w氺cos (w*t)-------------------公式? 公式②中的?’是公式①中?对应的斜率，从公式②中可以发现，斜率与最大电压、频率有关，而在实际电网中，UOmx)是变量，得把U(max)对斜率的影响去掉，换言之，不能让电压的变化影响到斜率的判断，推导如下: 正弦公式: y = A*sinx------------------------------------公式③ 对公式③进行内求积分:S = A*--------------------------------公式④ 积分的结果:S = _A*cos( Π)- (-A*cos (O))=2A — S = 2A 上述推导的物理意义表示，在半个正弦波内的面积为其最大幅值的2倍，而电能表在一个正弦周期内对信号采样82个点，可近似的认为82个点AD值的总和乘上固定系数K为当前电压最大值: U (max) = K*--------------------------------公式⑤ 实际算出的电压最大值与额定电压最大值进行比较，然后将采样到的AD值同比例进行放大或者缩小，这样就解决了在不同电压下，相同波形各点斜率不同的问题。为了方便计算，实际上不需要算各点的斜率，而是计算两个采样点之间的AD差值，即默认两个采样点之间的时间间隔为1，这样可以减少MCU的运算量。处理流程如下: <1>计算出标准电网电压正弦信号82个点的理论AD采样值。<2>计算相邻两个点之间的差值(类似于求斜率)，并将这81个差值保存起来，用于后续计算 <3>寻找电压信号的向上的过零点，并保存82个点的采样值。<4>将采样到的82个点的绝对值累计之后乘以系数K (K与实际硬件有关系)得出瞬时电压U。<5>计算出额定电压的最大瞬时值与电压U的比值K1，然后将采样到的82个点的原始值乘以Kl后保存起来。<6>将处理过后的82个点的采样AD值做步骤〈2>相同的算法。<7>将步骤〈2>和步骤〈6>计算出的两个81个点的差值一一比较，到此可计算波形失真率。得到波形失真率后用来判断是否存在窃电，多选几个测量点就能知道具体的窃电点位置。需要注意的是:在波形采集的时候，缓存中需要存放的是一个完整的波形数据，因此需要在信号向上过零的时候起开始保存数。本方法的应用示例: 存在一种干扰电压波形的设备，其硬件原理图如图2所示，将其输出端口接到正常工作的电能表电压接入端子，此设备通电工作时将会产生畸变的波形，从而达到影响电能表正确计量的目的。调节滑动变阻器还能改变波形的畸变程度。部分波形图如图3所示，通过本方法，可以得知在这种畸变状态下，波形失真率约为30%，调节供电的电压，失真率没有明显变化，30%的失真率超过预先设定的阈值，将产生事件并上报供电管理中心，或者电能表自动进入惩罚计量的状态，达到防止窃电的目的。【主权项】1.，电能表采用MCU处理器，其特征是:步骤一，将电网电压信号接入电能表，寻找电压信号的向上的过零点，并记录满足数量可绘制一个波形的采样值；步骤二，将步骤一的采样值的绝对值累计之后乘以系数K，得出瞬时电压U ;步骤三，用额定电压的最大瞬时值与电压U的比值K1，然后将步骤一采样采样值乘以Kl后记录；步骤四，将步骤三得到的值相邻间的两个相减，得差值；步骤五，计算出标准电网电压正弦信号满足数量可绘制一个波形的理论AD采样值，计算相邻两个点之间的差，得差值；步骤六，将步骤四、步骤五得出的两组差值进行比较，得出波形失真率；步骤七，根据步骤六的波形失真率判断是否存在窃电。2.根据权利要求1所述的利用电能表电压波形检测窃电与否的方法，其特征是:所述步骤一记录82个点的采样值；所述步骤四得到81个差值；所述步骤五采样82个点的理论AD采样值，计算相邻两个点之间的差，得81个差值；步骤六，将步骤四、步骤五得出两组81个差值。【专利摘要】本专利技术提出，一，将电网电压信号接入电能表，寻找电压信号的向上的过零点，并记录满足数量可绘制一个波形的采样值；二，将一的采样值的绝对值累计之后乘以系数K，得出瞬时电压U；三，用额定电压的最大瞬时值与电压U的比值K1,然后将步骤一采样采样值乘以K1后记录；四，将三得到的值相邻间的两个相减，得差值；五，计算出标准电网电压正弦信号满足数量可绘制一个波形的理论AD采样值，计算相邻两个点之间的差，得差值；六，将四、五得出的两组差值进行比较，得出波形失真率；七，根据六的波形失真率判断是否存在窃电。可以实时的、高精度的检测是否存在窃电。【IPC分类】G01R11/24, G01R19/165【公开号】CN105044416【申请号】CN201510411569【专利技术人】曾亚军, 晏成, 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种利用电能表电压波形检测窃电与否的方法，电能表采用MCU处理器，其特征是：步骤一，将电网电压信号接入电能表，寻找电压信号的向上的过零点，并记录满足数量可绘制一个波形的采样值；步骤二，将步骤一的采样值的绝对值累计之后乘以系数K，得出瞬时电压U；步骤三，用额定电压的最大瞬时值与电压U的比值K1,然后将步骤一采样采样值乘以K1后记录；步骤四，将步骤三得到的值相邻间的两个相减，得差值；步骤五，计算出标准电网电压正弦信号满足数量可绘制一个波形的理论AD采样值，计算相邻两个点之间的差，得差值；步骤六，将步骤四、步骤五得出的两组差值进行比较，得出波形失真率；步骤七，根据步骤六的波形失真率判断是否存在窃电。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：曾亚军，晏成，谢春生，
申请(专利权)人：深圳市华沃表计科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
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