毕业论文-油田电网电能防盗技术研究

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文哈尔滨理工大学学士学位论文-②在不短路CTH一次侧或二次侧绕组的前提下,仅是短路CTG一次侧或二次侧绕组的窃电行为。(2)无法识别窃电行为的弊病很多,包括短路W电流线圈的惯用方法,用大变比的CT换下CTH和CTG(这是去年报纸上揭露出来的一种隐蔽的窃电方法),共有6类11种电流型窃电方法可以用于这个线路上。(3)不能防止电压型窃电。(4)更没有防范相角型窃电的能力。(5)由于该仪器增设了三相的CTH,等于额外增加了电流型窃电和相角型窃电的机会。综上所述,此专利有三个缺点:(1)没有防窃电的能力;(2)额外地增加了窃电的可能性;(3)空白占用了资金。针对大庆油田电网实际情况采取的电能计量方式大庆电网是一个特大型的企业电网。网络结构比较复杂，电压等级就分成很多种：既有110kV，又有35kV和10kV、6kV。大庆电力集团是我国石油系统规模最大的电力企业，拥有全国最大的企业自备电厂和企业供电网，大庆电网的年供电能力100×108千瓦时，如此复杂的供电网和如此大的供电量，更需要有效的用电监测系统和防窃电手段。此外，油田电力终端用户位置分散，除了一般的变电所，还有一些可移动的临时变电所，且工作环境极差，监控的强度和难度很大。而提到大庆油田电网电能计量的复杂性又需要说明电力集团所面临的工作环境与任务，大庆电力集团主要担负着大庆油田生产、生活用电和东风新村、中林街、东光小区居民供电任务，这其中既有居民用电和小容量照明负荷的低压供电系统，又有针对油田生产供电的高压系统，对于不同的供电系统有着不同的电能计量方式。所以，本文认为针对油田电网的复杂性，应该采取复合计量方式，在实际应用中，应根据不同的被测电路(单相、三相三线、三相四线、高压和低压)、负荷情况以及测量对象来选定适当的电能表、互感器以及计量方式，以保证计量的准确。而对于电能计量装置接入位置与方法，根据实际情况本文选择了两个安装方案。具体办法如下：（1）针对居民用电和小容量照明负荷，选择多点，多楼安装。并且在每栋楼内安装带锁的电能表集中柜，钥匙由电力排查专员管理，然后在每户都安装一个电能表，当有住户偷电时，集中柜里的电能表会与住户家中安装的电度表不一致，通过两个电能表的数据对比，检测系统会排查出具体的计量数据异常位置，从而便于迅速的发现窃电情况，并给予相关处罚。（2）而针对高压以及大容量照明负荷，即大型企业与大型电力用户，如果发生窃电，则必是大型偷窃电现象，这也是本文防偷电窃电的重中之重。针对这种情况，本文建议安装多功能电子式电能表。1多功能电子式电能表的工作原理多功能电能表的结构如图2—8所示:图2一8多功能电表结构被测量的高电压U、大电流I分别经过电压转换器和电流转换器转换后，被送到乘法器中，完成电压、电流的瞬时值相乘，输出一个与一段时间内的平均功率成正比的直流电压U。。再通过电压/频率转换器将UO转换成相应的脉冲频率f0，即可得到f0正比于平均功率。然后把f0分频，通过一段时间内计数器的计数，显示相应的电能值[17]。2电能的计量公式电子式电能表的电压、电流信号的获取方法与感应式电能表是类似的。下面说明单相电子式电能表的电能计量公式。假设被测量的电压、电流为式中U—交流电压有效值I—交流电流有效值θ—功率因数角被测量的功率为其平均值为有功功率。因此一段时间内的有功电量为:3判断措施现在，针对大型电力用户，电力系统所装的多功能电表按其安装位置的不同，分为高供高计表和高供低计表。高供指变压器的高压端直接与10KV的电力线相接，而高计与低计的不同在于多功能电表是接于变压器的高压端还是低压端。图2一9高供高计图2一10高供低计如图2一9、2一10所示，我们给出了高供高计和低供低计电表的接线图，同时也画出了我们在设计中所使用的传感器功能模块的接法。传感器模块包括电压电流采样，我们就是通过传感器的采样值经过计算后与多功能电表的值进行比较，以此来判断用户是否窃电的。在传感器设计部分，电流采样用到了巨磁阻[13]，巨磁阻传感器是一种测量磁场强度的元件，和很多其他器件不同，它是直接测量磁场强度而并非是感应磁场的变化速率，所以，对于测量直流电流产生的磁场也是适用的，巨磁阻对磁场的变化是十分灵敏的，应用十分广泛。与传统的同向磁阻和霍尔元件相比，巨磁电阻(GMR)传感器芯片有灵敏度高、热稳定性好、体积小、线性好、线性范围宽、使用温度特性好、可靠性高、成本低等特点。同时，巨磁阻产生的输出电压要大得多，一般是传统的磁电阻效应大一个数量级以上(这也是巨磁电阻名字的由来)，并且输出的电压和频率的大小是无关的，在一个比较大的磁场范围内输出电压和器件所在的磁场大小成线性关系，当然，在磁场达到一定程度时，会有一个饱和区间;事实上，大多数巨磁阻传感器在磁场很小的时候输出电压和器件所在的磁场大小也不是线性关系的，只不过这个非线性范围区间很小。因此，运用巨磁阻，准确度是很高的。针对上面所提到的窃电手段，本系统提供了相应的判断措施。针对电压我们采取了判断其失压和对PT二次侧电压为零的判断，这样就杜绝了用户在电压上做手脚的可能。对电流采取的是传感器采样的电流与电表的电流相比较的方法，只要它们的差值在设定的误差限值之外，就可判断用户窃电。另外，还采取了计量箱的门是否被非法打开的判断，这样就从多方面阻止了用户窃电。本章小结本章主要阐述了与本系统相关的理论知识的研究。分析了常规窃电方法以及具体窃电手段;设计了针对大庆油田电网的防窃电方案。防窃电硬件系统设计硬件系统总体方案系统功能设计系统所要监测的对象为变压器的计量回路。主要设计思想是，在采集与变压器计量装置(电能表)同样信号，达到监测其准确度目的的同时，将变压器另一侧的信号也引入装置，对所有信号进行综合分析，从而使监测更为完善。一般中小型用电用户电能计量方式分为高供高计和高供低计两种[1][16]，前者指计量高压供电变压器的一次高压侧，后者计量高压供电变压器的二次低压侧。本系统是针对目前普遍采用的高供高计的双变压器方式所设计的。系统总体方案系统总体可分为上位机和下位机两部分。其中上位机又分为本地上位机和远程上位机。下位机包括电能计量芯片、传感器模块、电源模块、GSM远程通信模块。系统下位机硬件设计框图如图3一1所示。图3一1系统硬件设计框图下位机组成l)主电路板主电路板下位机的核心组成部分，该电路板包括传感器采样电路、多功能电能表电路、电能计量芯片、时钟模块、通讯模块。2)GSM远程模块GSM模块负责上下位机间基于GSM网络的数据交换。该模块通过RS232接口与下位机电能计量芯片相连和本地上位进行通信。本地上位机可通过WindowsXP系统自带的“超级终端”实现模块的数设置。[30]上位机组成l)远程上位机远程上位机由参数显示界面和数据库组成。前者可实时显示来自下位机的各类参数以及窃电判定结果，如出现数据异常，界面任务栏将反复闪烁以提示值班人员2)本地上位机本地上位机目前已开发的功能主要为对GSM模块进行参数设置。将下位机监测仪的RS232接口与上位机的串口进行对接，即可通过“超级终端”对模块的参数进行设置。系统下位机硬件设计传感器采样电路在本系统中，传感器实现的功能是从变压器出线端采样电流、电压，将折算到多功能电表处的值送给主控制器，以便主控制器将这些数据与从多功能电表读来的数据作比较，判断用户是否偷电。传感器部分可分为电压采样电路和电流采样电路，都各自有三路，其中电流采样电路又分为巨磁阻采样电路和电流转换电路。电压采样电路图4—1电压采样电路此电路包含三路完全相同的采样电路对应变压器的三相，都采用了电压互感器。从图中可以看出经过电压互感器后，电压为交流16V，0.luF的无极性电容主要起滤波的作用，而图中有极性的电容是起隔直的作用，图中两个电阻的使用是为了使电压以1.25V为中心上下波动。可调电阻的作用是调节电压，使输出电压在0至2.5V之间。电流采样电路上面我们己经谈到了电流采样部分包括两部分，即先由巨磁阻将电流值采下来变成电压值，然后由电流转换电路将其转换成单片机所需要的电压值。1）电流转换电路图4—2电流转换电路由于巨磁阻采样后得到的电压值很小，只有380mV左右，因此我们需要将其放大后送入BL0930输入引脚上。图4一2从左往右看Icl为输入信号，此处的电压为380mV左右，经过两个串联电阻钳位后，IC2处的电压以+2.5V为中心上下波动。通过运放将电压放大约2.5倍，此时IC3处的电压为以2.5V为中心上下波动，电压范围为1.25至3.75V之间，最后又通过两个电阻的钳位将电压限制在以1.25为中心波动，幅值范围为0至2.5V的电压，此电路也起低通滤波的作用。2）巨磁阻的运用图4—3芯片结构示意图在本设计中，我们用到了巨磁阻，其结构图如4—3所示。巨磁电阻(GMR)[13]传感器芯片有灵敏度高、热稳定性好、体积小、线性好、线性范围宽、使用温度特性好、可靠性高、成本低等特点。同时，巨磁阻产生的输出电压要大得多，一般是传统的磁电阻效应大一个数量级以上(这也是巨磁电阻名字的由来)，并且输出的电压和频率的大小是无关的。与传统的霍尔元件不同，霍尔元件是磁力线垂空过霍尔元件表面，通过霍尔元件检测出气隙中的磁感应强度，从而把母线周围的磁信号转变成电信号，即输出电压随磁感应强度的变化而变化，而巨磁阻效应是指在磁场的变化下电阻值发生急剧变化。BL0930内置晶振电能计量芯片电能计量芯片选择上海贝岭公司生产的BL0930芯片[29]。BL0930集成电路是电子式电度表的核心计量芯片，它在设计上采用了过采样和数字信号处理技术‚从而大大地提高了芯片的测量准确度,同时,在A/D转换后的数据均由数字电路进行运算和处理,保证了芯片的长期稳定性。基于此芯片设计的电子式电度表具有外围电路简单、精度高、稳定性好等特点。BL0930对正、反向有功功率均可测量,且可将反向有功功率转换成与正向有功功率方向一致的脉冲输出,同时在芯片引脚(Pin12)上给出了反向用电指示。因此,用BL0930制成的电子式电度表具有很强的防窃电能力。工作原理图4—4原理框图在通过对电流电压信号高精度采样及模数转换后，电流电压信号通过数字乘法器得到瞬态功率信号p(t)。让p(t)通过一个截至频率很低（如1Hz）的取直低通滤波器，把即时实功率信号取出来。然后对该实功率信号对时间进行积分，得到能量的信息。如果选择积分时间十分的短，可以认为得到的是即时能量消耗的信息，也可以认为是即时功率消耗的信息，因为前后两者成正比关系。如果选择的较长的积分时间，得到的是平均的能量消耗的信息，同样也可以认为是平均功率消耗的信息。取直低通滤波器的输出会被送到一个数字-频率转换的模块，在这里即时实功率会根据要求作长时或短时的积分（即累加计数），转换成与周期性的脉冲信号，这就是基本输出信号。图4—5BL0939管脚图4—6BL0939系统框图特点1高精度，在输入动态工作范围（500:1）内，非线性测量误差小于0.1%2校表过程中高稳定性,输出频率波动小于0.1%3精确测量正、负两个方向的有功功率，且以同一方向计算电能4慢速输出脉冲能直接驱动电机工作，快速输出脉冲可用于计算机数据处理5防窃电功能，逻辑输出脚REVP用于显示反向用电或者错误用电状况6芯片上有电压检测电路，检测掉电状况具有防潜动功能7芯片上带参考电压源2.5V±8%（温度系数典型值30ppm/℃），也可以使用外部电压源8芯片上带晶振时钟（芯片内置晶振）9单工作电源5V10低功耗15mW（典型值）11采用0.35umCMOS工艺，批量的一致性和产品可靠性得到进一步提高。DS1302时钟芯片考虑到防窃电数据采集装置系统，长时间无人职守并且经常需要记录采集的高压母线的数据及其出现的时间。记录及分析这些特殊意义的数据，对防窃电系统的性能分析及正常运行具有重要的意义。传统的数据记录方式是隔时采样或定时采样，没有具体的时间记录，因此只能记录数据而无法准确记录其出现的时间;若采用单片机计时，一方面需要采用计数器，占用硬件资源，另一方面需要设置中断、查询等，同样耗费单片机的资源，而且对现场要求比较高的系统是不允许的，所以考虑在系统中采用时钟芯片则能很好地解决这个问题。因此，选用了DS1302时钟芯片[18]。下位机系统实时时钟和数据保存是以时钟芯片DS1302为核心的电路完成的。DS1302是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟芯片，它可以对年、月、日、周、时、分、秒进行计时，且具有闰年补偿功能，工作电压范围2.5~5.5V。采用三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。DS1302内部有一个用于临时性存放数据的RAM寄存器。DS1320使系统在没有主电源的情况下也能保持时钟的连续运行。片内具有31个字节静态RAM，可用来保存重要数据。DS1302引脚少、体积小、价格低适合作为时钟芯片使用在本文采集电路中。下图是DS1302在采集装置电路中的电路图。图4—7DS1320电路图通讯电路设计远程通信采用GPRS通信模块与上位机进行通信。下位机通过RS232总线与模块进行数据通信，模块通过连接GPRS网络与INTERNET相连，从而将实时电压、电流等参数发送给上位机。上位机同样可以远程控制检测仪，通过上位机界面实现参数设置和数据采集等功能。RS232接口电路RS232接口[29](又称EIARS232)是目前最常用的一种串行通讯接口。它是1970年由美国电子工业协会(EIA)联合贝尔系统、调制解调器厂家及计算机端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。它的全名是“数据终端设备(DT和数据通讯设备(DCE)之间串行二进制数据交换接口技术标准”该标准规定一个25个脚的DB25连接器，对连接器的每个引脚的信号内容加以规定，还种信号的电平加以规定。接口的信号内容实际上RS一232一C的25条引线中有是很少使用的，在计算机与终端通讯中一般只使用3一9条引线。本系统由于不对方的传送控制信号，只需三条接口线，即“发送数据”、“接收数据”和“信号就可完成数据传输工作。图4一8即RS232总线驱动模块MAXZ犯的接线图。该模块可同时实现RS232通信，本系统仅采用第一路。模块11脚接CPU的TXD端，12脚接CPRXD端。14脚和13脚则有分别并接两个端口，在与GPRS模块的RXD和端相接的同时，在监测仪面板上留出端口与本地上位机通信，实现对GPRS模参数设置。图4一8RS232模块接线图GSM网络模块简介：系统采用GSM网络（GlobalSystemofMobilecommunication全球移动通讯系统）[31]，GSM网络是一种起源于欧洲的移动通讯技术标准，是第二代移动通信技术（中国联通或中国移动只需防窃电供电端系统（现场控制模块）和中央监控系统设备终端位于GSM网络覆盖范围内即可）进行通信，可在很短的时间内通知中央监控系统，中央监控系统再根据需要向流动监视人员发出报警处理信息（无线工频模块与中央处理器的通信方式可采用RS232，其技术较为成熟）以便及时发现和迅速处理故障，制止窃电行为或排除计量故障，将电能损失降低到最低限。构成：GSM系统主要由移动台（MS）、移动网子系统（NSS）、基站子系统（BSS）和操作支持子系统（OSS）四部分组成。移动台（MS）移动台是公用GSM移动通信网中用户使用的设备，也是用户能够直接接触的整个GSM系统中的唯一设备。移动台的类型不仅包括手持台，还包括车载台和便携式台。随着GSM标准的数字式手持台进一步小型、轻巧和增加功能的发展趋势，手持台的用户将占整个用户的极大部分。基站子系统（BSS）基站子系统（BSS）是GSM系统中与无线蜂窝方面关系最直接的基本组成部分。它通过无线接口直接与移动台相接，负责无线发送接收和无线资源管理。另一方面，基站子系统与网路子系统（NSS）中的移动业务交换中心（MSC）相连，实现移动用户之间或移动用户与固定网路用户之间的通信连接，传送系统信号和用户信息等。当然，要对BSS部分进行操作维护管理，还要建立BSS与操作支持子系统（OSS）之间的通信连接。移动网子系统（NSS）移动网子系统（NSS）主要包含有GSM系统的交换功能和用于用户数据与移动性管理、安全性管理所需的数据库功能，它对GSM移动用户之间通信和GSM移动用户与其它通信网用户之间通信起着管理作用。NSS由一系列功能实体构成，整个GSM系统内部，即NSS的各功能实体之间和NSS与BSS之间都通过符合CCITT信令系统No.7协议和GSM规范的7号信令网路互相通信。操作支持子系统（OSS）操作支持子系统（OSS）需完成许多任务，包括移动用户管理、移动设备管理以及网路操作和维护。本章小结本章首先对系统的主要功能设计进行了概述，然后介绍了系统的整体设计方案，分模块介绍了上下位机的各个组成。最后介绍了包括传感器采样模块、BL0930内置晶振电能计量、时钟模块、通信模块等在内系统下位机硬件设计。结论1研究目标的实现初期，进行了一定的理论研究，包括各种窃电方法的学习与研究、基于电能计量芯片的研究、基于GSM技术的数据远程传输技术的学习、基于时钟芯片的研究等。这些理论研究都为以后的系统硬件的研制奠定了基础。设计基于电能计量芯片系统，显示、存储、监控、通信模块也都能成功完成相应的功能。2项目特点与应用前景系统下位机采用基于锁相环的多路信号同步采集技术，成功实现了多信号的同步采样，采样精度达到了要求;系统能实时对高低压侧各种电气参数进行监测，并采用预设判据进行多种分析比较，对欠压、欠流、移相、无表法等多种计量故障进行准确判断;系统可通过下位机自带的存储芯片记录计量故障发生时间和相关参数，为电量差错提供客观的历史数据的同时，利用GSM将数据发送至远程服务器，通过分析计算，可实时显示计量装置及配电变压器电参数、计量故障类型，为数据的安全以及精确计量提供了有力的保证。窃电行为造成了供电企业资产的严重流失，严重破坏了电力运行的正常秩序，危及国家的市场经济秩序。该监测系统可提高电力企业计量装置的反窃电技术水平，打击窃电大户，保证电网的安全、稳定、经济运行，及时发现窃电行为或计量故障，将电能计量和窃电损失降低到最低程度。项目应用后，每年可以为各供电单位挽回窃电电费损失数千万元。如推广应用到全国，其经济效益更加显著。该系统将有广阔的应用前景。致谢经过近两个月的撰写，我的学士论文终于完成了。在此之际，我思绪万千，心情久久不能平静。我有来到哈尔滨理工大学攻读学士学位，并圆满地完成学业，实乃导师王永红教授关心和勉励的结果。导师治学严谨，学识渊博，品德高尚，平易近人，在我学习期间不仅传授了做学问的秘诀，还传授了做人的准则。这些都将使我终生受益。无论是在理论学习阶段，还是在论文的选题、资料查询和撰写的每一个环节，无不得到导师的悉心指导和帮助。我愿借此机会向导师表示衷心的感谢!此外，还要感谢班级的同门以及宿舍的舍友，感谢他们在学业上的切磋和指点以及生活上给予我的关心和帮助。最后，我要感谢我的父母和亲人。正是由于他们默默无闻的奉献和一贯的支持与鼓励，才一使我有信心和毅力完成全部的学业。“路漫漫其修远兮，吾将上下而求索”。我愿在未来的学习和工作过程中，以更加优异的成绩来答谢曾经关心、帮助和支持过我的所有领导、老师、同学和朋友。参考文献国家质量技术监督局计量司.电能表技术手册.中国计量出版社，2000中国计量出版社电能表规程规范标准技术文件汇编中国计量出版社，2005页李景村.防止窃电应用技术实例.中国水利水电出版社，2004邱炳正.交流电能表错误接线100例解析.中国计量出版社，2005邱召霞.电子式多功能电能表的校验及应用.供用电，2006，06:52~55摩托罗拉工程学院，文志成.GPRS网络技术.电子工业出版社，2005周莉.电力系统远程自动抄表及窃电监察系统:[硕士学位论文].武汉:武汉大学，2004李昂.集中式预付费电能计量控制系统:[硕士学位论文].西安:西北工业大学，2005张小强等.一种基于GPRS技术的无线监控系统.中国数据通信，2004，6(11):92~95杨士元.电磁屏蔽理论与实践.国防工业出版社，2006Osbum，J.D.M.TheroleofsystemsEMCanalysisinlargesystemEMCManagementbyequipmentEMCassuranee.EleetromagneticCompatibility1991.SymposiumRecord.IEEE1991IntemationalSymposiumon12—16Aug.1991Page(s):189~192郭银景.电磁兼容原理及应用教程.清华大学出版社，2004Armstrong，K.BestEMCPractieesforelectriealandelectronicassemblyandinstallation.ElectromagnetieCompatibilityinHeavyPowerInstallations(Ref.No.1999/066)，IEEColloquium23Feb.1999Page(s):7/l一710Liau，P.Y.;Chang，Y.C.IntroductiontotheEMCedueationandactivitiesinTaiwan.ElectromagneticCompatibility，1998.1998IEEEIntemationalSymposiumonVolumel，24—28Aug.1998Page(s):415~420vol.1习赵晶.电路设计与制版Protel99高级应用.人民邮电出版社，2000朱杰斌.基于GPRS的低压配电实时监测.系统电测与仪表，2006，4:39~42冯志华等.基于锁相环的变频器同步跟踪实验.电工技术学报，2006，11:96~100Guan—ChyunHsieh.Phase—lockedloopteehniques.Asurvey.IndustrialElectronies，IEEETransaetionsonVolume43，Issue6，Dec.1996Page(s):609~615宋国峰等.锁相环集成电路及其在车速信号测量中的应用，潍坊学院学报，2006，6:38~45Green，DLock—In，Tracking，andacquisitionofAGC—aidedPhase~lockedloopsCircuitsandSystems，IEEETransactionson，1985，6(32):559~568华成英、童诗白.模拟电子技术基础.高等教育出版社，2006阎石.数字电子技术基础.高等教育出版社，1998W77E58规格说明书.WINBOND，2000W77E58TeehnologyManual(visionAZ)，Winbond，2000汪叶斌等.I²C总线在MCS51系列单片机数据采集系统中的实现.微计算机信息，2005，l:67~68Sun，S.Softdecision一basediterativeinterferencecancellation(I²C)ingroup一wiseSTBC(G一STBC)MIMOsystems.VehieularTeehnologyConferenee，2003·VTC2003一Spring.The57thIEEESemiannualVolume2，22一25April2003Page(s):984~988vol.2YongmeiDai.Iterativeinierferenceeaneellationandorderedarrayproeessingforgroupwisespacetimetrelliscoded(GSTTC)systems.WirelessCommunieationsandNeyworkingConferenee，2004.WCNC.2004IEEEVolume4，21一25Mareh2004Page(s):2323~2328Vol.4Soehren，W.AMEMS一basedguidanee，navigation，andcontrolunit.positionLoeationandNavigationSymposium，2002IEEE15一18April2002Page(s):189~195BL0930规格说明书.BL0930.2009包依勤.基于GPRS安全防窃电远程自动抄表系统:[硕士学位论文].南京:南京大学，2004刘沛赛等.基于GPRS的配电变压器实时监控一体化系统.电网技术，2005，29(6):82一84Ni，S.，Haggman，S.一G.，GPRSperformanceestimationinGSMcireuitswitehedservieesandGPRSsharedresourcesystems，WirelessCommunieationandNetworkingConferenee，SePt1999，1417~1421孙洪波.三相电能计量系统防窃电技术研究:[硕士学位论文].重庆:重庆大学，2003Shneiderman，B.，Touchserenesnowoffercompellinguses.Software，IEEEVolume8，Issue2，Mareh1991Page(s):93~94，107DigitalObjeetIdeniifier10.1109/52.73754Myung一JinJung.EffectofTaetileDisplayinVisuallyGuidingInputDeviee.IntelligeniRobotsandSystems，2006IEEE/RSJIntemationalConfereneeonOct.2006Page(s):5046一5051王勇等.基于AT89S51的电能计量系统.微计算机信息，2006，10(22):232~234Hefuy，M.S.Designofanimprovedwatehdogcircuitformieroeontroller一basedsystems.Mieroeleetronies，1999.ICM’99.TheEleventhInternationalConfereneeon22一24Nov.1999Page(s):165~168Metzger.MakingRadioFrequeneyIdentificationVisible一AWatehdogTag.PervasiveComPutingandConununicationsWorkshops，2007.PerComWorkshops’07.FifthAnnualIEEEIntemationalConfereneeonMareh2007Page(s):352~356Lu，D.J.watchdogProeessorsandStrueturalIntegrityCheeking.Computers，IEEETransaetionson，VolumeC一31，Issue7，Jul1982Page(s):681~685戴俊峰.电能表错接线远程诊断系统:[硕士学位论文]1.北京:北京交通大学，2006周爽.反窃电实用技术的研究和应用:[硕士学位论文].沈阳:东北大学，2005附录漏电电​​流从直流电气化铁路的磁观测地磁观测总是抱怨关于直流电弧铁路的干扰,但简单的磁性观测结果可以提供有价值的位置信息和漏电电流的幅度——F.J.Lowes自从引进直流电弧铁路，地磁观测站就抱怨产生的干扰,并不得不进一步远离城市扩张。我们自己遭受泰恩赛德的地磁干扰，但是学会了怎样的相应的观察磁场的干扰，实际上，可以用来给一个远程测量（一小部分）绘制一列火车，因为它的牵引电流沿直线移动的测定分数的值，然后反映情况有关轨道漏电电阻。而我们的情况是，在磁力纽卡斯尔大学物理楼泰恩河上，我们可以观察到有用的列车大约10公里的轨道精度，可以检测整个50公里以上的列车。从火车产生的磁场，操作可以被分为两部分,对应到两个叠加电流的分布，只考虑一列火车架空线系统，这将获取电流从各种整流器的饲养系统，当前的分工整流器之间正在考虑通过适当的开销和跟踪电阻，以及有效的内部电阻的整流器。架空线是很好的绝缘，因此，在任何一个时间所有整流器/整流器和整流器/列车车厢的电流恒定。如果没有泄漏到接地的回报的导电轨道，同样会为返回电流。在这种情况下，磁场附近轨道的特定部分，将是大小相等，方向相反的消耗和跟踪电流，h=3-7m外。对于立场比约10米的距离跟踪,由此产生的磁场,将是一个线分布;磁场垂直分量8z=[/jI2n)Ihsin20/r2,其中6是角从水平;对一个典型的两辆火车电流为1000A，这给了70nT的100米，脱落的距离平方反比。然而，像许多其他的系统，在泰恩赛德地铁返回电流进行在轨运行，其中对地有有限泄漏。目前，在整流器和火车轨道电流会一样的消耗，但在中间位置电流会因为漏电电流显著减少，在任何一个整流器和火车轨道的截面之间可以很方便地思考（a）目前无泄漏的总和作为当前铁路，及（b），实际上是通过（负）电流对应返回地面。（对于“超越”列车的位置有只（正）（b）项）。电流（A），连同开销目前，给出了比较小的线偶极子磁场。

但是，（B），对应的净电流（架空+铁路）在这一点上流动（由于跟踪到地面的整个系统的泄漏），

提供了一个更大的循环领域，8z={JJQ/2TT)Icos61r,一个典型的250A泄漏电流100mis500nT,只有1/距离脱落。（也有磁场，由于漏电电流，实际上是在地面流动。然而，除了附近的一个适当的导向管等，局部集中了电流，这个位置的贡献是通常可以忽略不计。）所以,用适当的费用跟踪/磁力计几何、我们的磁力计本质上是测量净泄漏电流(b)。泰恩赛德地铁路线50公里的快速公交系统主要是根据前英国铁路轨道，但与中心的新隧道6公里。列车在1500V直流架空线送入，目前沿运行轨道返回整流站相距约6公里。标准的2节车厢，绘制了一个约1000大致恒定电流，加速离站，然后到下一个站的海岸。公共服务系统的一部分，在1980年8月开始，并在1984年2月开始运作的完整体系。该系统最繁忙的一部分，每三列火车在一天的大部分时间，每10分钟，从物理大楼年底在隧道100米运行。1磁场观测到的物理建筑(垂直分量的房间44)作为第一班火车,观测往南Gosforth干到草市场分流(倒转的交叉),然后返回。（返回的列车节节攀升，所以更长的供电）测量我们发现,便于观察的垂直分力总磁场,磁场+地铁,在实验室里对120米远的跑道赫马基特广场站,海拔约15°。在这个中纬度地区地磁场位置贡献45000nT;无磁干扰的短周期波动的日子是叠加nanoteslas（半）约20nT的昼夜变化。人为干扰取决于地点,但我们尚未找到一个位置远离公路和嘈杂的装置,这种干扰通常不超过nanoteslas过夜。（我们的主要问题一直是值班使用相当磁性的电梯！）我们使用一个磁通门磁力计噪音不到1nTRMS在时间常数的3s,和一个稳定的领域的插比几元/小时。所以如果磁性信号的一个特定列车运动可被认可的,可以测量这个信号到一个相对准确对应于一个几安培的净目前,大多数通电流表一样好。（几何轨道的不确定性是弯曲不直，意味着绝对校准不确定5-10％。）识别个别列车的信号，我们使用了1厘米/分钟的记录速度。最好的方法是如果只有一列火车在轨道上的观点,例如特殊测试列车运行在当晚关闭。然而,它也可用提供足够的火车,火车信号是罕见的个体识别