电气测量中系统误差的产生及其消除

孙浩博

摘要：电气测量中的系统误差是指在对电力系统进行设备检查时由于测量方法或者操作技术的不完善导致的测量误差。电气测量可以及早发现系统故障，以便维护人员可以及时的消除故障，减少因为设备故障而的经济损失。故而本文主要论述电气测量中会出现的系统误差以及相关的消除方法。希望可以通过这篇文章可以对减少电气测量中可避免的误差，提高电气测量的工作效率。

关键词：电气测量;系统误差;系统故障

中图分类号：TM930. 115

文献标识码：A

文章编号：1672 - 9129（2018）12 - 0154 - 01

引言：在电力全面普及的今天，电力的应用可谓十分广泛。由于人们对电力的需求，于是电力测量的重要性也显现出来。电力测量可以在很大程度上减少电力故障的发生，因此研究电力测量中系统误差产生的原因和其消除方法十分重要[1]。系统误差的产生常常来源于多个方面，从人的角度讲，工作人员是否认真负责，工作能力是否足够都可以影响到系统误差的产生，从器械的角度讲，器械是否合格达标，器械的质量不同，都是可以在电力测量中产生系统误差的条件。这就需要相关人员去研究并且解决这些问题。

l 系统误差的种类

1.1 系统误差。系统误差是来源于电力测量方法或者器械的固有误差，这个误差常常不是我们换用器械，提高操作技巧或者改良工具而可以消除的[2]。但是系统误差中来自测量方法的误差有时具有一定的规律性，可以根据相关的规律而消除误差。

1.2 偶然误差。偶然误差来自于操作过程中的各种因素的影响，可能呢由于实验环境导致的某些参数的不符合，比如环境中的各种变量、温度、信号干扰等，这种误差可以尽量避免，但是大部分时候是无法避免的。这种误差的特点是，多次相同条件下的测量没有确定的规律，因为环境因素的变化是随机的。值得注意的是，偶然误差中如果只改变某个微小的条件，不会产生可见的误差。产生误差的情况，多是由于多个条件发生改变。

1.3 粗差。粗差相比于前面的两种误差具有更多的可调控性。粗差的测量结果与实际的结果误差颇大。这样大的误差一般是由于操作人员的素质不高导致的，并且这种误差常常十分明显，一个明显的不正确操作就可以导致大的误差，这种类型的误差只要提高对工作人员的培训就可以改进。同时购买高质量的精密仪器也可以大大降低这种粗差的产生。而如果是由于实验方法的误差，则需要长期监测观察，用新的算法来弥补这个误差。

2 系统误差产生的多种原因

2.1 设备和仪器。在刚才提到的多种种类的误差中粗差、偶然误差和系统误差的产生都与设备和仪器有关。设备和仪器中产生的误差来自多个方面。其一是，设备本身的固有误差，由于制备技术等原因，有时候设备的误差不能完全消除，比如长度测量所用的工具中，常常有毫米或者微米级别的误差，这是由于制作工艺的限制而产生的误差，常常会带到下一级的测量中，因此是不可避免的。其二是零位误差，这种误差常与工作人员的失误相关，有些设备在使用前需要一定的前期工作，如调零，但由于工作人员的粗心大意，导致调零工作没有做好，而造成测量结果的误差。其三是抓装置误差，有的设备的使用十分的严格，一个错误的摆放方式或者摆放位置不正，甚至于环境中的信号干扰都可以产生误差。对于这种误差，在工作过程中必须慎之又慎。

2.2环境条件。环境条件最容易导致偶然误差的产生，并且对于环境，我们是难以控制的，只能尽量避开对于设备使用而言的恶劣环境，但无法完全消除。不同的测量地点的客观环境不同，产生的误差也不相同。好比说，不同地点的重力场不同，测出的结果也不尽相同，磁场不同对于设备的信号接收也不相同。所以环境条件下产生的误差，是在测量中需要考虑的内容。

3 系统误差消除的常用方法

3.1 不变的系统误差的消除。不变的系统误差的消除有两种方法：

第一，交换抵消法。该法重点在于条件的相互交换，目的在于使测量中的某些条件通过与另一些条件置换，从而让产生不变系统误差中的因素起到的作用是与原来的相反，从而抵消其误差作用。如天平两鼻测量同一物体取平均，从而达到消除两臂不同而产生的微量误差。

第二，替换相消法。该法的关键在于在同测量条件下，用一个已知的量来替换未知的量，这样就可以消除未知量的误差。

3.2 变化误差的消除。变化误差的消除也有两种方法：

第一，对称测量法。对称测量法的应用很广泛，它是一种线性消除系统误差的方法。这种方法的使用关键步骤是对称数据的获取，然后通过对数据的处理，消除变化误差。我们可以先对某个已知量进行对称测量，测量后通过一定的算法得到一个平均值，然后我们再对被测量进行测量，最后两个量相比较，得出误差值。就达到了消除误差的目的。

第二，半周期偶数测量法半周期偶数测量法主要应用于误差发生具有周期的情況下。该方法简单来说就是半个周期进行偶数次的观测，具体方法是在一个周期内，半个周期时间的Y值为零，并且任意连续的半个周期的对应Y值大小相等，正负相反，取其平均值，做系统误差修正就可以消除周期性误差。

结语：电力测量的监测具有实际的意义，对于电力工作更加顺利的展开，以及因为电力设备故障的发生而导致的经济损失都有很大的作用，具有社会意义。电力误差的产生原因不过系统与人员两方面的原因，通过一定误差消除，算法精简，我们就能够消除大部分误差，提高工作效率。

参考文献：

[1]曹堃锐，刘梧林，丁海洋.加卷积窗测量电气参量时的噪声误差研究[J].物联网技术，2016，6（7）：14 -17.

[2]袁石良，董杰，徐志强，等.基于频率测量值的相量及电气量的DFT修正算法[J].电力系统保护与控制，2018（ 14）.

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