روش تقسیم فرکانس امکان اندازهگیری پارامترهای شبکه-به-زمین را با تزریق سیگنال جریان با فرکانس متفاوت به طرف دلتا باز ترانسفورماتور ولتاژ (PT) فراهم میکند.
این روش برای سیستمهای بدون زمین کاربرد دارد. با این حال، هنگام اندازهگیری پارامترهای شبکه-به-زمین یک سیستم که نقطه میانی آن از طریق کویل خنثیکننده قوس به زمین متصل است، باید قبل از عملیات کویل خنثیکننده قطع شود. اصل اندازهگیری آن در شکل ۱ نشان داده شده است.
همانطور که در شکل ۱ نشان داده شده است، هنگامی که جریان با فرکانس متفاوت از طرف دلتا باز PT تزریق میشود، جریان صفرتایی روی طرف بالا PT القا میشود. چون این جریان صفرتایی در سه فاز همان مقدار و جهت را دارد، نمیتواند از طریق سمت تأمین یا بار عبور کند و فقط میتواند حلقهای را از طریق PT و ظرفیت زمین تشکیل دهد. بنابراین، نمودار اسکیما شکل ۱ میتواند به مدل فیزیکی شکل ۲ سادهسازی شود.
جریان با فرکانس متفاوت که از طرف دلتا باز PT تزریق میشود، یک کمیت شناخته شده است و سیگنال ولتاژ در این طرف میتواند مستقیماً اندازهگیری شود.
بعد از ایجاد مدل ریاضی نشان داده شده در شکل ۳ بر اساس شکل ۲، ظرفیت معادل فاز-به-زمین شبکه توزیع ولتاژ متوسط با ترکیب نسبت تبدیل PT، دامنههای جریان تزریق شده و دامنههای ولتاژ بازگشت متناظر با دو فرکانس متفاوت، همچنین تفاوتهای زاویهای بین سیگنالهای ولتاژ بازگشت و سیگنالهای جریان تزریق شده در این دو فرکانس محاسبه میشود.
فرض کنید θₘ تفاوت زاویهای بین سیگنال ولتاژ و سیگنال جریان تزریق شده، R مقاومت فاز سیستم شبکه توزیع و Zₘ امپدانس فاز سیستم شبکه توزیع باشد. در این صورت:
به صورت زیر سادهسازی میشود:
ظرفیت فاز-به-زمین سیستم شبکه توزیع.
بر اساس مدل فیزیکی در شکل ۳، میتوان مدل ریاضی متناظر را ایجاد کرد. با تشخیص و اندازهگیری سیگنالها، مقدار ظرفیت سهفاز-به-زمین (3C) اندازهگیری میشود. با این حال، این روش در اصول خود خطاهای ذاتی دارد.
