窃电原理及案列分析
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摘 要：在电能计量中的窃电方法多种多样，供电企业要熟练掌握电能计量装置工作原理及接线规则，准确捕获各类窃电方法对电能计量装置产生的影响，实现技术防窃电，保障电能计量装置准确计量。
关键词：窃电；原理；案例；分析
窃电，其目的都是为了电能表少计量，甚至不计量。从表面现象看，窃电的最终结果是反映在总受电量与实际用电量产生了差值；从电能表的基本计量原理和电功率（P=UIcosΦ）可知，一块电能表能否正确计量，主要决定于电压、电流、功率因数、安装和接线的正确性，打破其中任何一个条件，都将导致电能表转速变慢、停转甚至反转，从而达到窃电的目的。另外，通过改变电表本身的结构性能，也可以使电能表转速变慢、停转甚至反转。
一、计量回路窃电的主要方法
（一）断（分）流窃电
窃电者采用改变电能表电流计量回路的正常接线，或故意改变电流互感器变比、极性，或添置短路线圈或分流回路，造成计量电流回路故障，致使电能表的电流线圈无电流通过，或只通过部分电流，从而导致电能表不计或少计电量。
1、CT短接：在用电过程中，将CT短接，使得计量回路电流经短接线流出计量表无电流流过，达到表计不计量。
2、CT开路：在低压用户中，将电流回路引线拆除，也就是将CT开路，计量回路中无电流，也同样使得表计不计量。
3、分流：主要就在CT二次并联一个分流引线，部分电流从计量回路流过，另一部分电流通过接线流过流，使得计量回路少计量的目的。
（二）失（欠）压窃电
窃电者采用改变电能表计量电压回路的正常接线，或故意造成计量电压回路开路或接触不良或在电压线圈回路中串联电阻等，导致计量电压回路故障，使电能表的电压线圈失压或额定电压降低，从而导致电能表不计或少计电量。
1、失压窃电：即计量回路的某相或全部相，电压引线等拆除，使计量表只有电流无电压。无法计量用电量；
2、欠压窃电：正常用电计量时，计量表的表尾电压应与实际系统电压相等或计量回路电压相等，其计算的有功电量等于实际用电量，如将引入表尾电压引线等虚接后，其真正引入表计的电压值低于实际值时，表计的计量值侧低于实际值，达到少计量的目的。
（三）移相窃电
根据电能表的计量原理窃电。采用不正常接线，接入与电能表线圈不对应的电压、电流，或在线路中接人电感或电容，改变电能表线圈中电流、电压间的正常相位关系，致使电能表少计甚至不计电量。
1、在三相二元件电能表中，A相元件的测量功率为：Pa=UabIacos（30°+Φ）。若在A相与地之间接入电感性（空载电焊机之类）负载，负载电流Ifa与电感电流IL叠加后总电流Ia，此时电能表将出现反转或变慢；（1）当负载电流较小时，与Uab的相角差大于90°，电能表反转；（2）当负载电流较大时，负载电流Ifa与电感电流IL叠加后使总电流Ia与Uab的相角差小于90°，电表转速变慢；（3）而当负载电流为零时，Ia即（IL）与Uab的相角差等于120°电能表反转。
2、在三相二元件电能表中，C相元件的测量功率为Pc=UcbICcos（30°-Φ）。如果在C相与地之间接入电容，则电流Ic超前电压Ucb。与A相接入电感负载的原理类似，电能表有可能出现转速变慢、反转、甚至停转。
3、因三相二元件电能表只有A相元件和C相元件，B相负载电流没有经过电能表的测量元件，若在B相与地之间接入单相负载，此时电能表对单相负载就完全失去了计量。
如果采用3只单相电能表（三相四线制电能表）配上TA对三相三线用户计量，则电能表的测量功率为：P总=Pa十Pb十Pc=UaIacosΦa十UbIbcosΦb十UcIccosΦc。因为三相均有测量元件，所以从任何一相接人单相负载都能正确计量，3个元件的测量功率分别是各自的相电压、相电流与两者夹角余弦的乘积，从任何一相接人电感或电容都不可能使相电压与相电流的相角差大于90°，因而可以有效地防止利用电感或电容移相窃电。
（四）利用电能表二次接线窃电
电能表二次接线一定要符合DL/T5202-2004《电能量计量系统设计技术规程》及DL/T448-2000《电能计量装置技术管理规程》的相关要求。虽然将电能表的接线盒加有封铅，但要使加封的电能表少计甚至不计电量也是很容易的事。
1、错接相序：改变正常的相序接线方式，使得某一相或全部有功功率为负值，从而达到计量或少计量的目的。
2、错接极性：改变电流互感器的进出线极性，即改变K1，K2的引线，使其电压与电流角度反相180°产生反向功率。
使电能表反转或正转，取决于相应电流和电压相位的相位。所以，在电能表安装完成后，一定要核查二次接线是否连接正确，并施加铅封对人为错接线造成错误计量进行防范。
二、电能表窃电案件分析
案例描述：一个体商业用户，计费表计为2005年出厂的三相三线电子式多功能电能表。用户将计量芯片正常工作用的10MHz晶振改动为8MHz晶振。晶振频率的改变，直接导致了表计原计量参数基准值的偏移，使得该表计电能基本误差呈负误差（-20%左右），即窃电达20%左右。
采用多功能电能表原理，综合分析案例中三相三线电子式多功能电能表均采ADE7758计量芯片，下面以ADE7758计量芯片为例进行分析。
本案列对电流电压有效值分析电压和电流有效值的计算，是对交流电压、电流1个周期内的瞬时功率进行采样，将采样的值进行平方和取平均值再开根号。
当晶振频率发生变化时，对采样点数n产生影响，而采样点数n的变化可以通过平方和取平均值来抵消，所以晶振频率的变化对有效值是没有影响的。
对电量的影响ADE7758的电能计量，是将各个采样点的电压和电流采样值通过低通滤波器进行滤波，滤波后进行相乘再对时间积分。
假设能量的积分时间是0.5s，晶振频率为10MHz 时，采样点数n假设为1.6k个点，当晶振频率变成8MHz时，采样点数就会减少20%，变成1.28k，那么在0.5s内能量累加的采样点数就减少了20%，累加的能量也就减少了20%。
对功率的影响ADE7758没有提供功率的直接输出，根据计量原理，功率是个瞬时值，一般的计量芯片和相关产品的设计中，功率都是在1个周期内取各个采样点功率的平均值。
在1个周期内的采样点数越多，准确度越高。微处理器从ADE7758 获取电能量的相关数据，然后由表计的微处理器对时间积分而获得电能量，晶体振荡频率的改变会影响时钟的基准，因此，获取的电能量会因时钟误差而产生误差。
结论：当ADE7758的时钟频率从10MHz 变为8MHz 时，电能量和功率的误差将会向负偏移20%，从而导致表计计量的电能量产生-20%的误差。
三、防范措施
（1）对运行用户电能计量装置安装位置现状进行调查摸排，对封闭或隐蔽的用户加强巡查并提出整改意见；业扩报装用户在设计审查时规范计量装置的安装位置，具备条件的必须加装专用计量柜。
（2）加强运行表计的封印管理是防范窃电、减少损失有效手段之一，每次变更封印时检查原封印是否完好，如果发生异常，或是封印号与上次所加不一致，要找到原因，对新施加封印进行登记并要求用户签字确认。
（3）加快反窃电技术的运用，连续出现某种型号的表内部结构被修改后，及时与生产厂家联系和沟通，对于修改表计内部结构必须打开表盖的这一关键点，襄樊供电公司与厂家联合研制了单向螺丝，这种螺丝加在表计上后，只能旋紧，不能旋出，若要打开表计，必然会破坏表计的外壳，能有效扼制窃电现象的发生。
四、思考与建议
建议将电子式电能表上盖与底座一体化组合，做成整体封闭结构，上盖被撬或与底座分离后不能被还原，达到防窃电目的。对多功能电能表，在程序上增加电能表上盖开启记录功能，通过用电现场管理终端的定时抄录功能，予以实时监控。充分利用用电现场管理终端的电流回路，使其与计费表计电流回路部分进行串接，进行实时监控。