電氣測量中系統誤差的產生及其消除

孫浩博

摘要：電氣測量中的系統誤差是指在對電力系統進行設備檢查時由于測量方法或者操作技術的不完善導致的測量誤差。電氣測量可以及早發現系統故障，以便維護人員可以及時的消除故障，減少因為設備故障而的經濟損失。故而本文主要論述電氣測量中會出現的系統誤差以及相關的消除方法。希望可以通過這篇文章可以對減少電氣測量中可避免的誤差，提高電氣測量的工作效率。

關鍵詞：電氣測量;系統誤差;系統故障

中圖分類號：TM930. 115

文獻標識碼：A

文章編號：1672 - 9129（2018）12 - 0154 - 01

引言：在電力全面普及的今天，電力的應用可謂十分廣泛。由于人們對電力的需求，于是電力測量的重要性也顯現出來。電力測量可以在很大程度上減少電力故障的發生，因此研究電力測量中系統誤差產生的原因和其消除方法十分重要[1]。系統誤差的產生常常來源于多個方面，從人的角度講，工作人員是否認真負責，工作能力是否足夠都可以影響到系統誤差的產生，從器械的角度講，器械是否合格達標，器械的質量不同，都是可以在電力測量中產生系統誤差的條件。這就需要相關人員去研究并且解決這些問題。

l 系統誤差的種類

1.1 系統誤差。系統誤差是來源于電力測量方法或者器械的固有誤差，這個誤差常常不是我們換用器械，提高操作技巧或者改良工具而可以消除的[2]。但是系統誤差中來自測量方法的誤差有時具有一定的規律性，可以根據相關的規律而消除誤差。

1.2 偶然誤差。偶然誤差來自于操作過程中的各種因素的影響，可能呢由于實驗環境導致的某些參數的不符合，比如環境中的各種變量、溫度、信號干擾等，這種誤差可以盡量避免，但是大部分時候是無法避免的。這種誤差的特點是，多次相同條件下的測量沒有確定的規律，因為環境因素的變化是隨機的。值得注意的是，偶然誤差中如果只改變某個微小的條件，不會產生可見的誤差。產生誤差的情況，多是由于多個條件發生改變。

1.3 粗差。粗差相比于前面的兩種誤差具有更多的可調控性。粗差的測量結果與實際的結果誤差頗大。這樣大的誤差一般是由于操作人員的素質不高導致的，并且這種誤差常常十分明顯，一個明顯的不正確操作就可以導致大的誤差，這種類型的誤差只要提高對工作人員的培訓就可以改進。同時購買高質量的精密儀器也可以大大降低這種粗差的產生。而如果是由于實驗方法的誤差，則需要長期監測觀察，用新的算法來彌補這個誤差。

2 系統誤差產生的多種原因

2.1 設備和儀器。在剛才提到的多種種類的誤差中粗差、偶然誤差和系統誤差的產生都與設備和儀器有關。設備和儀器中產生的誤差來自多個方面。其一是，設備本身的固有誤差，由于制備技術等原因，有時候設備的誤差不能完全消除，比如長度測量所用的工具中，常常有毫米或者微米級別的誤差，這是由于制作工藝的限制而產生的誤差，常常會帶到下一級的測量中，因此是不可避免的。其二是零位誤差，這種誤差常與工作人員的失誤相關，有些設備在使用前需要一定的前期工作，如調零，但由于工作人員的粗心大意，導致調零工作沒有做好，而造成測量結果的誤差。其三是抓裝置誤差，有的設備的使用十分的嚴格，一個錯誤的擺放方式或者擺放位置不正，甚至于環境中的信號干擾都可以產生誤差。對于這種誤差，在工作過程中必須慎之又慎。

2.2環境條件。環境條件最容易導致偶然誤差的產生，并且對于環境，我們是難以控制的，只能盡量避開對于設備使用而言的惡劣環境，但無法完全消除。不同的測量地點的客觀環境不同，產生的誤差也不相同。好比說，不同地點的重力場不同，測出的結果也不盡相同，磁場不同對于設備的信號接收也不相同。所以環境條件下產生的誤差，是在測量中需要考慮的內容。

3 系統誤差消除的常用方法

3.1 不變的系統誤差的消除。不變的系統誤差的消除有兩種方法：

第一，交換抵消法。該法重點在于條件的相互交換，目的在于使測量中的某些條件通過與另一些條件置換，從而讓產生不變系統誤差中的因素起到的作用是與原來的相反，從而抵消其誤差作用。如天平兩鼻測量同一物體取平均，從而達到消除兩臂不同而產生的微量誤差。

第二，替換相消法。該法的關鍵在于在同測量條件下，用一個已知的量來替換未知的量，這樣就可以消除未知量的誤差。

3.2 變化誤差的消除。變化誤差的消除也有兩種方法：

第一，對稱測量法。對稱測量法的應用很廣泛，它是一種線性消除系統誤差的方法。這種方法的使用關鍵步驟是對稱數據的獲取，然后通過對數據的處理，消除變化誤差。我們可以先對某個已知量進行對稱測量，測量后通過一定的算法得到一個平均值，然后我們再對被測量進行測量，最后兩個量相比較，得出誤差值。就達到了消除誤差的目的。

第二，半周期偶數測量法半周期偶數測量法主要應用于誤差發生具有周期的情況下。該方法簡單來說就是半個周期進行偶數次的觀測，具體方法是在一個周期內，半個周期時間的Y值為零，并且任意連續的半個周期的對應Y值大小相等，正負相反，取其平均值，做系統誤差修正就可以消除周期性誤差。

結語：電力測量的監測具有實際的意義，對于電力工作更加順利的展開，以及因為電力設備故障的發生而導致的經濟損失都有很大的作用，具有社會意義。電力誤差的產生原因不過系統與人員兩方面的原因，通過一定誤差消除，算法精簡，我們就能夠消除大部分誤差，提高工作效率。

參考文獻：

[1]曹堃銳，劉梧林，丁海洋.加卷積窗測量電氣參量時的噪聲誤差研究[J].物聯網技術，2016，6（7）：14 -17.

[2]袁石良，董杰，徐志強，等.基于頻率測量值的相量及電氣量的DFT修正算法[J].電力系統保護與控制，2018（ 14）.

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