Ключові слова
низьковольтний струмопровід
магнітне поле
Як цитувати
Анотація
Метою роботи є розробка аналітичної методики розрахунку магнітного поля поблизу низьковольтного струмопроводу вбудованої у житловий будинок трансформаторної підстанції 6(10)/0,4 кВ старої забудови, що не має обмежень з відстані до розрахункової зони. Використовуючи закон Біо-Савара та принцип суперпозиції побудовано математичну модель магнітного поля окремих прямолінійних ділянок струмопроводу, та розроблено аналітичну методику розрахунку магнітного поля низьковольтного струмопроводу трансформаторної підстанції, що визначає індукцію її магнітного поля в цілому. Здійснено верифікацію розробленої методики розрахунку магнітного поля шляхом експериментальних досліджень на магнітовимірювальному стенді інституту повномасштабного лабораторного макету низьковольтного струмопроводу трансформаторної підстанції потужністю 100 кВА, які підтвердили співпадіння результатів розрахунку та експерименту з розкидом не більше 5 %. Виявлено характер розподілу магнітного поля над трифазним низьковольтним струмопроводом, який близький до дипольного, що визначає можливість його ефективного зменшення простішими системами активного екранування з однією компенсаційною обмоткою. Планується широке застосування розробленої методики при створенні нових методів та засобів зменшення до безпечного для населення рівня магнітного поля діючих вбудованих трансформаторних підстанції 6(10)/0,4 кВ потужністю 100–1260 кВА.
Посилання
V. Yu. Rozov, D. Ye. Pelevin, K. D. Kundius, “Simulation of the magnetic field in residential buildings with built-in substations based on a two-phase multi-dipole model of a three-phase current conductor,” Electrical Engineering & Electromechanics, № 5, С. 87–93, 2023, doi: https://doi.org/10.20998/2074-272X.2023.5.13
“Rozvytok metodiv modeliuvannia ta normalizatsii zovnishnoho mahnitnoho polia elektroobladnannia pidstantsii (shyfr “BIOMAH”) [Development of methods of modeling and normalization of the external magnetic field of electrical equipment of substations (code “BIOMAG”)]”, State Institution “Institute of Technical Problems of Magnetism of the National Academy of Sciences of Ukraine,” Kharkiv, R&D report No. 0111U010333, 2016. (in Ukrainian).
“Rozvytok naukovykh zasad normalizatsii heomahnitnoho polia v prymishchenniakh suchasnykh zhytlovykh budynkiv (shyfr “BIOMAH 2”) [Development of scientific principles of normalization of the geomagnetic field in the premises of modern residential buildings (code “BIOMAG 2”)]”, State Institution “Institute of Technical Problems of Magnetism of the National Academy of Sciences of Ukraine”, Kharkiv, R&D report No 0116U005462, 2021. (in Ukrainian).
“Rozroblennia naukovykh zasad enerhozberihaiuchykh tekhnolohii zmenshennia elektromahnitnoho vplyvu na zhytlove seredovyshche miskykh transformatornykh pidstantsii (shyfr “EMP TP”) [Development of the scientific basis of energy-saving technologies for reducing the electromagnetic influence on the residential environment of urban transformer substations (code “EMP TP”)]”, State Institution “Institute of Technical Problems of Magnetism of the National Academy of Sciences of Ukraine,” Kharkiv, R&D report No 0119U101726, 2019.
V. Y. Rozov, K. D. Kundius, D. Y. Pelevin, “Active shielding of external magnetic field of built-in transformer substations,” Electrical Engineering & Electromechanics, no. 3, pp. 24–30, 2020, doi: https://doi.org/10.20998/2074-272X.2020.3.04
V. Yu. Rozov, D. Ye. Pelevin, K. D. Pielievina, “External magnetic field of urban transformer substations and methods of its normalization,” Electrical engineering & electromechanics, no. 5, pp. 60-66, 2017, doi: doi: 10.20998/2074-272X.2017.5.10
K. D. Kundius “Analysis of the efficiency of active shielding of the external magnetic field of built-in transformer substations with a power up to 1260 kVA,” Enerhozberezhennia. Enerhetyka. Enerhoaudyt, no. 11–12 (177–178), pp. 50-62, 2022, doi: https://doi.org/10.20998/2313-8890.2022.11.05 (in Ukrainian)
M. Grbiс, A. Canova, L. Giaccone, “Magnetic field in an apartment located above 10/0.4 kV substation: levels and mitigation techniques,” CIRED – Open Access Proceedings Journal, no. 1, pp. 752–756, 2017, doi: https://doi.org/10.1049/oap-cired.2017.1230
G. Thuroczy, G. Janossy, N. Nagy, J. Bakos, J. Szabo, G. Mezei, “Exposure to 50 Hz magnetic field in apartment buildings with built-in transformer stations in Hungary,” Radiation protection dosimetry, 2008, vol. 131, no. 4, pp. 469–473, 2008, doi: https://doi.org/10.1093/rpd/ncn199
E. Salinas, L. Aspemyr, J. Daalder, Y. Hamnerius, J. Luomi, “Power Frequency Magnetic Fields from In-house Secondary Substations”, in CIRED’99, 15th Conference on Electricity Distribution, Technical Reports, Nice, France, Jun. 1–4, 1999. pp. 161–164.
E. O. Okokon, P. Roivainen, L. Kheifets, G. Mezei, J. Juutilainen, “Indoor transformer stations and ELF magnetic field exposure: use of transformer structural characteristics to improve exposure assessment,” Journal of exposure science & environmental epidemiology, vol. 4, no. 1, pp. 100–104, 2014, doi: doi: https://doi.org/10.1038/jes.2013.54
E. A. Navarro-Camba, J. Segura-García, C. Gomez-Perretta, “Exposure to 50 Hz Magnetic Fields in Homes and Areas Surrounding Urban Transformer Stations in Silla (Spain): Environmental Impact Assessment,” Sustainability, vol. 10, no. 8, p. 2641, 2018, doi: https://doi.org/10.3390/su10082641
M. Röösli, D. Jenni, L. Kheifets, G. Mezei, “Extremely low frequency magnetic field measurements in buildings with transformer stations in Switzerland,” The Science of the total environment, vol. 409, no. 18, pp. 3364–3369, 2011, doi: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2011.05.041
V. Yu. Rozov, S. Yu. Reutskiy, D. Ye. Pelevin, K. D Kundius, “Magnetic field of electrical heating cable systems of the floors for residential premises,” Electrical Engineering & Electromechanics, no. 5, pp. 48–57, 2024, doi: https://doi.org/10.20998/2074-272X.2024.5.07
Electrical installation regulations [Pravila ulashtuvannya electroustanovok]. Kharkiv: Fort Publishing, 2017, 760 p. (in Ukrainian)
V. Yu. Rozov, M. M. Rezinkina, Yu. D. Dumanskij, L. A. Gvozdenko, “Issledovanie tehnogennyh iskazhenij geomagnitnogo polya v zhilyh i proizvodstvennyh pomescheniyah i opredelenie putej ih snizheniya do bezopasnogo urovnya,”[ Study of man-made distortions of the geomagnetic field in residential and industrial premises and determination of ways to reduce them to a safe level] Tekhnichna Elektrodynamika. Tematicheskij vypusk "Problemy sovremennoj `elektrotehniki". Chapter 2, pp. 3–8, 2008. (in Russian)
V. Yu. Rozov, O. O. Tkachenko, A. V. Yerisov, V. S. Grinchenko, “Analytical calculation of magnetic field of three-phase cable lines with two-point bonded shields,” Tekhnichna Elektrodynamika, no. 2, pp. 13–18, 2017, doi: https://doi.org/10.15407/techned2017.02.013 (in Russian)
V. Yu. Rozov, “Vneshnie magnitnyie polya silovogo elektrooborudovaniya i metodyi ih umensheniya,” [External magnetic fields of power electrical equipment and methods of their reduction]. Preprints NAS of Ukraine. Institute of Electrodynamics, no. 772, Kyiv. 1995. 42 p. (in Russian)
D. Y. Pelevin, “Screening magnetic fields of the power frequency by the walls of houses,” Electrical Engineering & Electromechanics, 2015, no 4, pp. 49–52, doi: https://doi.org/10.20998/2074-272X.2015.4.10. (in Russian)
V. Yu. Rozov, V. S. Grinchenko, D. Ye. Pelevin, K. V. Chunikhin, “Simulation of electromagnetic field in residential buildings located near overhead lines,” Tekhnichna Elektrodynamika, no. 3, pp. 6–8, 2016, doi: https://doi.org/10.15407/techned2016.03.006. (in Russian)
V. Yu. Rozov, D. A. Assyirov, S. Yu. Reytskiy, “Zamknutyie sistemyi kompensatsii magnitnogo polya tehnicheskih ob'ektov s razlichnyimi sposobami formirovaniya obratnyih svyazey,” [Closed systems for compensation of the magnetic field of technical objects with different methods of feedback formation] Tekhnichna Elektrodynamika, pp. 97–100, 2008. (in Russian)
V. Yu. Rozov, D. A. Assyirov, “Metod aktivnogo ekranirovaniya vneshnego magnitnogo polya tehnicheskih ob'ektov,” [Method of external magnetic field active shielding of technical objects] Tekhnichna elektrodynamika. Tematychnyi vypusk «Problemy suchasnoi elektrotekhniky», chapter 3, pp.13–16, 2006. (in Russian)
A. K. Shydlovskyi, V. Yu. Rozov, “Sistemyi avtomaticheskoy kompensatsii vneshnih magnitnyih poley energonasyischennyih ob'ektov,” [Automatic compensation systems for external magnetic fields of energy-saturated objects] Tekhnichna Elektrodynamika, no 1, pp. 3–9, 1996. (in Russian)
V. Yu. Rozov, A. V. Hetman, S. V. Petrov et al., “Mahnetyzm kosmycheskykh apparatov,”[Magnetism of spacecraft.]. Tekhnichna elektrodynamika. Tematychnyi vypusk «Problemy suchasnoi elektrotekhniky», 2010, chapter 2, pp. 144–147.
B. I. Kuznetsov, T. B. Nikitina, I. V. Bovdui, O. V. Voloshko, V. V. Kolomiets, B. B Kobylianskyi. “Synthesis of an effective system of active shielding of the magnetic field of a power transmission line with a horizontal arrangement of wires using a single compensation winding,” Electrical Engineering & Electromechanics, no. 6, pp. 15–21, 2022, doi: https://doi.org/10.20998/2074-272X.2022.6.03
A. Huss, K. Goris, R. Vermeule, H. Kromhout, “Does apartment's distance to an in-built transformer room predict magnetic field exposure levels?,” Journal of exposure science & environmental epidemiology, vol. 23, no. 5, pp. 554–558, 2013, doi: https://doi.org/10.1038/jes.2012.130
A. D Nesterenko, Vvedenie v teoreticheskuyu elektrotehniku [Introduction to Theoretical Electrical Engineering], Kyiv: Naukova Dumka Publishing, 1969, 351 p. (in Russian)
К Simonyi, Theoretische elektrotechnik. Berlin: VEB Deutscher Verlag der Wissen, 1979, 980 p. (in German)
Ju. A. Stratton, Electromagnetic Theory. New York and London: Mcgraw-Hill book Company, 1941, 615 p.
W. R. Smythe, Static and Dynamic Electricity. McGraw-Hill, New York, 1968, 623 р.
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Авторське право (c) 2024 Дмитро Євгенович Пєлєвін