電氣測(cè)量中系統(tǒng)誤差的產(chǎn)生及其消除

孫浩博

摘要：電氣測(cè)量中的系統(tǒng)誤差是指在對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)備檢查時(shí)由于測(cè)量方法或者操作技術(shù)的不完善導(dǎo)致的測(cè)量誤差。電氣測(cè)量可以及早發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障，以便維護(hù)人員可以及時(shí)的消除故障，減少因?yàn)樵O(shè)備故障而的經(jīng)濟(jì)損失。故而本文主要論述電氣測(cè)量中會(huì)出現(xiàn)的系統(tǒng)誤差以及相關(guān)的消除方法。希望可以通過(guò)這篇文章可以對(duì)減少電氣測(cè)量中可避免的誤差，提高電氣測(cè)量的工作效率。

關(guān)鍵詞：電氣測(cè)量;系統(tǒng)誤差;系統(tǒng)故障

中圖分類(lèi)號(hào)：TM930. 115

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1672 - 9129（2018）12 - 0154 - 01

引言：在電力全面普及的今天，電力的應(yīng)用可謂十分廣泛。由于人們對(duì)電力的需求，于是電力測(cè)量的重要性也顯現(xiàn)出來(lái)。電力測(cè)量可以在很大程度上減少電力故障的發(fā)生，因此研究電力測(cè)量中系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因和其消除方法十分重要[1]。系統(tǒng)誤差的產(chǎn)生常常來(lái)源于多個(gè)方面，從人的角度講，工作人員是否認(rèn)真負(fù)責(zé)，工作能力是否足夠都可以影響到系統(tǒng)誤差的產(chǎn)生，從器械的角度講，器械是否合格達(dá)標(biāo)，器械的質(zhì)量不同，都是可以在電力測(cè)量中產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的條件。這就需要相關(guān)人員去研究并且解決這些問(wèn)題。

l 系統(tǒng)誤差的種類(lèi)

1.1 系統(tǒng)誤差。系統(tǒng)誤差是來(lái)源于電力測(cè)量方法或者器械的固有誤差，這個(gè)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(tǒng)誤差中來(lái)自測(cè)量方法的誤差有時(shí)具有一定的規(guī)律性，可以根據(jù)相關(guān)的規(guī)律而消除誤差。

1.2 偶然誤差。偶然誤差來(lái)自于操作過(guò)程中的各種因素的影響，可能呢由于實(shí)驗(yàn)環(huán)境導(dǎo)致的某些參數(shù)的不符合，比如環(huán)境中的各種變量、溫度、信號(hào)干擾等，這種誤差可以盡量避免，但是大部分時(shí)候是無(wú)法避免的。這種誤差的特點(diǎn)是，多次相同條件下的測(cè)量沒(méi)有確定的規(guī)律，因?yàn)榄h(huán)境因素的變化是隨機(jī)的。值得注意的是，偶然誤差中如果只改變某個(gè)微小的條件，不會(huì)產(chǎn)生可見(jiàn)的誤差。產(chǎn)生誤差的情況，多是由于多個(gè)條件發(fā)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(diào)控性。粗差的測(cè)量結(jié)果與實(shí)際的結(jié)果誤差頗大。這樣大的誤差一般是由于操作人員的素質(zhì)不高導(dǎo)致的，并且這種誤差常常十分明顯，一個(gè)明顯的不正確操作就可以導(dǎo)致大的誤差，這種類(lèi)型的誤差只要提高對(duì)工作人員的培訓(xùn)就可以改進(jìn)。同時(shí)購(gòu)買(mǎi)高質(zhì)量的精密儀器也可以大大降低這種粗差的產(chǎn)生。而如果是由于實(shí)驗(yàn)方法的誤差，則需要長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)觀察，用新的算法來(lái)彌補(bǔ)這個(gè)誤差。

2 系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的多種原因

2.1 設(shè)備和儀器。在剛才提到的多種種類(lèi)的誤差中粗差、偶然誤差和系統(tǒng)誤差的產(chǎn)生都與設(shè)備和儀器有關(guān)。設(shè)備和儀器中產(chǎn)生的誤差來(lái)自多個(gè)方面。其一是，設(shè)備本身的固有誤差，由于制備技術(shù)等原因，有時(shí)候設(shè)備的誤差不能完全消除，比如長(zhǎng)度測(cè)量所用的工具中，常常有毫米或者微米級(jí)別的誤差，這是由于制作工藝的限制而產(chǎn)生的誤差，常常會(huì)帶到下一級(jí)的測(cè)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(guān)，有些設(shè)備在使用前需要一定的前期工作，如調(diào)零，但由于工作人員的粗心大意，導(dǎo)致調(diào)零工作沒(méi)有做好，而造成測(cè)量結(jié)果的誤差。其三是抓裝置誤差，有的設(shè)備的使用十分的嚴(yán)格，一個(gè)錯(cuò)誤的擺放方式或者擺放位置不正，甚至于環(huán)境中的信號(hào)干擾都可以產(chǎn)生誤差。對(duì)于這種誤差，在工作過(guò)程中必須慎之又慎。

2.2環(huán)境條件。環(huán)境條件最容易導(dǎo)致偶然誤差的產(chǎn)生，并且對(duì)于環(huán)境，我們是難以控制的，只能盡量避開(kāi)對(duì)于設(shè)備使用而言的惡劣環(huán)境，但無(wú)法完全消除。不同的測(cè)量地點(diǎn)的客觀環(huán)境不同，產(chǎn)生的誤差也不相同。好比說(shuō)，不同地點(diǎn)的重力場(chǎng)不同，測(cè)出的結(jié)果也不盡相同，磁場(chǎng)不同對(duì)于設(shè)備的信號(hào)接收也不相同。所以環(huán)境條件下產(chǎn)生的誤差，是在測(cè)量中需要考慮的內(nèi)容。

3 系統(tǒng)誤差消除的常用方法

3.1 不變的系統(tǒng)誤差的消除。不變的系統(tǒng)誤差的消除有兩種方法：

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

第二，替換相消法。該法的關(guān)鍵在于在同測(cè)量條件下，用一個(gè)已知的量來(lái)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(duì)稱(chēng)測(cè)量法。對(duì)稱(chēng)測(cè)量法的應(yīng)用很廣泛，它是一種線(xiàn)性消除系統(tǒng)誤差的方法。這種方法的使用關(guān)鍵步驟是對(duì)稱(chēng)數(shù)據(jù)的獲取，然后通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的處理，消除變化誤差。我們可以先對(duì)某個(gè)已知量進(jìn)行對(duì)稱(chēng)測(cè)量，測(cè)量后通過(guò)一定的算法得到一個(gè)平均值，然后我們?cè)賹?duì)被測(cè)量進(jìn)行測(cè)量，最后兩個(gè)量相比較，得出誤差值。就達(dá)到了消除誤差的目的。

第二，半周期偶數(shù)測(cè)量法半周期偶數(shù)測(cè)量法主要應(yīng)用于誤差發(fā)生具有周期的情況下。該方法簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是半個(gè)周期進(jìn)行偶數(shù)次的觀測(cè)，具體方法是在一個(gè)周期內(nèi)，半個(gè)周期時(shí)間的Y值為零，并且任意連續(xù)的半個(gè)周期的對(duì)應(yīng)Y值大小相等，正負(fù)相反，取其平均值，做系統(tǒng)誤差修正就可以消除周期性誤差。

結(jié)語(yǔ)：電力測(cè)量的監(jiān)測(cè)具有實(shí)際的意義，對(duì)于電力工作更加順利的展開(kāi)，以及因?yàn)殡娏υO(shè)備故障的發(fā)生而導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失都有很大的作用，具有社會(huì)意義。電力誤差的產(chǎn)生原因不過(guò)系統(tǒng)與人員兩方面的原因，通過(guò)一定誤差消除，算法精簡(jiǎn)，我們就能夠消除大部分誤差，提高工作效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]曹堃銳，劉梧林，丁海洋.加卷積窗測(cè)量電氣參量時(shí)的噪聲誤差研究[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2016，6（7）：14 -17.

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

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