Frequenzabtastverfahren zur Messung der Isolationsparameter zwischen Netz und Erde

Die Frequenzteilungsmethode ermöglicht die Messung der Netzzu-Erde-Parameter, indem ein Stromsignal einer anderen Frequenz in die offene Deltaschaltung des Spannungswandlers (PT) eingespeist wird.

Diese Methode ist auf unverdichtete Systeme anwendbar. Bei der Messung der Netzzu-Erde-Parameter eines Systems, bei dem der Neutralpunkt über einen Bogenlöschspule verbunden ist, muss die Bogenlöschspule vorher ausgeschaltet werden. Ihr Messprinzip ist in Abbildung 1 dargestellt.

Wie in Abbildung 1 gezeigt, wenn ein Stromsignal einer anderen Frequenz von der offenen Deltaschaltung des PT eingespeist wird, wird auf der Hochspannungsseite des PT eine Nullfolge induziert. Da dieser Nullfolgestrom in allen drei Phasen die gleiche Größe und Richtung hat, kann er nicht durch die Energieversorgungs- oder Lastseite fließen und bildet nur über den PT und die Erdkapazität einen Kreis. Daher kann das Schaltbild in Abbildung 1 weiter vereinfacht zu dem physikalischen Modell in Abbildung 2 werden.

Der heterofrequente Strom, der von der offenen Deltaschaltung des PT eingespeist wird, ist eine bekannte Größe, und das Spannungssignal auf dieser Seite kann direkt gemessen werden.

Nachdem das mathematische Modell in Abbildung 3 basierend auf Abbildung 2 aufgestellt wurde, kann die äquivalente Phase-zu-Erde-Kapazität des mittelspannungsfähigen Verteilnetzes berechnet werden, indem man das Verhältnis des PT, die eingespeisten Stromamplituden und die Rückführspannungsamplituden, die den beiden verschiedenen Frequenzen entsprechen, sowie die Phasenverschiebung zwischen den Rückführspannungssignalen und den eingespeisten Stromsignalen bei diesen beiden Frequenzen kombiniert.

Sei θₘ der Phasenwinkeldifferenz zwischen dem Spannungssignal und dem eingespeisten Stromsignal, R der Phasenwiderstand des Verteilnetzsystems und Zₘ der Phasenimpedanz des Verteilnetzsystems. Dann:

Vereinfachen Sie wie folgt:

Die Phase-zu-Erde-Kapazität des Verteilnetzsystems.

Basierend auf dem physikalischen Modell in Abbildung 3 kann ein entsprechendes mathematisches Modell aufgestellt werden. Durch die Detektion und Messung der Signale kann der Dreiphasen-zu-Erde-Kapazitätswert (3C) gemessen werden. Diese Methode hat jedoch grundsätzlich bestimmte inhärente Fehler.