ВНЕШНЕЕ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ГОРОДСКИХ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЙ И МЕТОДЫ ЕГО НОРМАЛИЗАЦИИ

V. Yu. Rozov, D. Ye. Pelevin, K. D. Pielievina

Анотація


Целью работы является исследование внешнего магнитного поля городских трансформаторных подстанций (ТП) и методов его уменьшения в близлежащих жилых помещениях до нормативного уровня. Выполнены комплексные экспериментальные исследования магнитного поля частотой 50 Гц, создаваемого типовыми городскими ТП во внешней среде. Показано, что индукция магнитного поля в близлежащих жилых помещениях не превышает нормативного уровня (0,5 мкТл), если помещения расположены на расстояниях более 8 м от корпуса ТП. Предложена мультидипольная математическая модель для расчета внешнего магнитного поля ТП и приведен пример ее практического использования для расчета индукции внешнего магнитного поля, создаваемого в близлежащем жилом помещении ТП мощностью 715 кВА, встроенной в жилой дом. Приведено сравнение результатов расчета и эксперимента. Показано, что встроенные в жилые дома ТП могут создавать в соседних жилых помещениях опасное для здоровья населения магнитное поле с индукцией 1,5-7 мкТл, что в 3-14 раз превышает его нормативный уровень. Предложены методы нормализации внешнего магнитного поля встроенных ТП, основанные на совершенствовании конструкции ТП, а также методах внешнего пассивного и активного экранирования (компенсации).

Ключові слова


трансформаторная подстанция; внешнее магнитное поле; жилые помещения; мультидипольная модель; методы нормализации

Повний текст:

PDF ENG (English) PDF RUS

Посилання


1. Serdiuk A.М., Dumanskiy V.Yu., Bitkin S.V., Didyk N.V., Dumanskiy Yu.D. Hygienical ground of requirements to placing and exploitation of cable busses of electricity transmission and their equipment in the conditions of modern municipal building. Hygiene of populated places, 2015, no.66, pp. 20-29. (Ukr).

2. Pravyla ulashtuvannja elektroustanovok 5-te vyd., pererobl. j dopovn. (stanom na 22.08.2014) [Electrical Installation Regulations. 5 edition, Revised and enlarged]. Kharkiv, Fort Publ., 2014. 800 p. (Ukr).

3. Rozov V.Yu., Reutskyi S.Yu., Pelevin D.Ye., Pyliugina O.Yu. The magnetic field of power transmission lines and the methods of its mitigation to a safe level. Tekhnichna elektrodynamika, 2013, no.2, pp. 3-9. (Rus).

4. Kuznetsov B.I., Nikitina T.B., Voloshko A.V., Bovdyj I.V., Vinichenko E.V., Kobilyanskiy B.B.. Synthesis of an active shielding system of the magnetic field of power lines based on multiobjective optimization. Electrical engineering & electromechanics, 2016, no.6, pp. 26-30. (Rus). doi: 10.20998/2074-272X.2016.6.05.

5. Rozov V.Yu., Dobrodeyev P.N., Kvytsynskyi A.A. Double-circuit passive shielding of the magnetic field of high-voltage cable lines in junction zones. Tekhnichna Elektrodynamika, 2017, no.1, pp. 23-28. (Rus).

6. Opoleva G.N. Skhemy i podstantsii elektrosnabzheniia. Spravochnik [Schemes and substations of power supply. Directory]. Moscow, Forum-Infra Publ., 2006. 480 p. (Rus).

7. Alotto P., Guarnieri M., Moro F., Turri R. Mitigation of residential magnetic fields generated by MV/LV substations. Universities Power Engineering Conference, 42nd International. 2007, pp. 832-836. doi: 10.1109/UPEC.2007.4469057.

8. Rozov V.Yu. Vneshnie magnitnye polia silovogo elektrooborudovaniia i metody ikh umen'sheniia [External magnetic fields of power electrical equipment and methods for reducing them]. Kiev, The Institute of Electrodynamics Publ., 1995, no.772. 42 p. (Rus).

9. Rozov V. Yu., Erisov A.V., Lupikov V.S. Osobennosti snizheniia vneshnikh magnitnykh polei raspredelitel'nykh ustroistv i poluprovodnikovykh preobrazovatelei [Features of reducing external magnetic fields of switchgears and semiconductor converters]. Kiev, The Institute of Electrodynamics Publ., 1996, no.791. 46 p. (Rus).

10. Zautner F.L., Pilyugina O.Yu., Rozov V.Yu. Probabilistic method for predicting electromagnetic interference of electrical equipment in the low-frequency range. Tekhnichna Elektrodynamika, 1994, no.1, pp. 3-6. (Rus).

11. Rozov V.Yu. Construction of systems for automatic compensation of external magnetic fields of mobile objects containing ferromagnetic masses. Tekhnichna Elektrodynamika. Thematic issue «Problems of modern electrical engineering», 2002, no.2, pp. 9-14. (Rus).

12. Rozov V.Yu., Getman А.V., Petrov S.V., Ericov А.V., Melanchenko А.H., Horoshilov V.S, Shmidt I.R. Magnetism of spacecraft. Tekhnichna Elektrodynamika. Thematic issue «Problems of modern electrical engineering», 2010, no.2, pp. 144-147. (Rus).

13. Rozov V.Yu., Grinchenko V.S., Pelevin D.Ye., Chunikhin K.V. Simulation of electromagnetic field in residential buildings located near overhead lines. Tekhnichna Elektrodynamika, 2016, no.3, pp.6-9. (Rus).

14. Szabó J., Jánossy G., Thuróczy G. Survey of residential 50 Hz EMF exposure from transformer stations. Bioelectromagnetics, 2007, vol.28, no.6, pp. 48-52. doi: 10.1002/bem.20264.

15. Burnett J., Du Yaping P. Mitigation of extremely low frequency magnetic fields from electrical installations in high-rise buildings. Building and Environment, 2002, vol.37, no.8-9, pp. 769-775. doi:10.1016/S0360-1323(02)00043-4.

16. Shidlovskij A.K., Rozov V.Yu. Automatic compensation systems for external magnetic fields of energy-saturated objects. Tekhnichna Elektrodynamika, 1996, no.1, pp.3-9. (Rus).

17. Rozov V.Yu., Assuirov D.A., Reuckij S.Ju. Closed systems for compensation of the magnetic field of technical objects with different methods of feedback formation. Tekhnichna Elektrodynamika. Thematic issue «Problems of modern electrical engineering», 2008, no.4, pp. 97-100. (Rus).

18. Rozov V.Yu., Assuirov D.A. The method of active shielding of the external magnetic field of technical objects. Tekhnichna Elektrodynamika. Thematic issue «Problems of modern electrical engineering», 2006, no.3, pp. 13-16. (Rus).

19. Voloshko A.V. Synthesis of active shielding systems of power transmission lines magnetic field. Visnyk Nac. Akad. Nauk Ukr., 2017, no.7, pp. 64-73. (Ukr). doi: 10.15407/ visn2017.07.064.

20. Cruz P., Riquelme J.M., de la Villa A., Martínez J.L. Ga-based passive loop optimization for magnetic field mitigation of transmission lines: neural network applications in electrical engineering. Neurocomputing, 2007, vol.70, no.16-18, pp. 2679-2686. doi:10.1016/j.neucom.2006.05.016.

21. del-Pino-López J.C., Giaccone L., Canova A., Cruz-Romero P. Design of active loops for magnetic field mitigation in MV/LV substation surroundings. Electric Power Systems Research, 2015, vol.119, pp. 337-344. doi: 10.1016/j.epsr. 2014.10.019.

22. Garzia F., Geri A. Active shielding design of indoor MV/LV substations using genetic algorithms optimization. IEEE Symposium on Electromagnetic Compatibility, 2003, vol.1, pp.197-202.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


1.     Сердюк А.М., Думанський В.Ю., Біткін С.В., Дідик Н.В., Думанський Ю.Д. та інші. Гігієнічне обґрунтування вимог до розміщення та експлуатації кабельних ліній електропередачі та їх обладнання в умовах сучасної міської забудови // Гігієна населених місць: Сб. наук. пр. – К., 2015. – Вип. 66. – С. 20-29.
2.     Правила улаштування електроустановок. – 5-те вид., переробл. й доповн. (станом на 22.08.2014). – Х.: Форт, 2014. – 800 с.
3.     Розов В.Ю., Реуцкий С.Ю., Пелевин Д.Е., Пилюгина О.Ю. Магнитное поле линий электропередачи и методы его снижения до безопасного уровня // Технічна електродинаміка. – 2013. – №2. – С. 3-9.
4.     Кузнецов Б.И., Никитина Т.Б., Бовдуй И.В., Волошко А.В., Виниченко Е.В., Кобылянский Б.Б. Синтез систем активного экранирования магнитного поля воздушных линий электропередачи на основе многокритериальной оптимизации // Електротехніка і електромеханіка – 2016. – №6. – С. 26-30. doi: 10.20998/2074-272X.2016.6.05.
5.     РозовВ.Ю., Добродеев П.Н., КвицинскийА.А. Двухконтурное пассивное экранирование магнитного поля высоковольтных кабельных линий в зонах соединительных муфт // Технічна електродинаміка. – 2017. – №1. – С. 23-28.
6.     Ополева Г. Н. Схемы и подстанции электроснабжения. Справочник. – М: Форум-Инфра, 2006. – 480 с.
7.     Alotto P., Guarnieri M., Moro F., Turri R. Mitigation of residential magnetic fields generated by MV/LV substations // Universities Power Engineering Conference, 42nd International. – 2007. – pp. 832-836. doi: 10.1109/UPEC.2007.4469057.
8.     Розов В.Ю. Внешние магнитные поля силового электрооборудования и методы их уменьшения Препр. НАН Украины. Ин-т электродинамики; №772. – К.: 1995. – 42 с.
9.     Розов В.Ю., Ерисов А.В., Лупиков В.С. Особенности снижения внешних магнитных полей распределительных устройств и полупроводниковых преобразователей Препр. НАН Украины. Ин-т электродинамики; №791. – К.: 1996. – 46 с.
10.  Заутнер Ф.Л., Пилюгина О.Ю., Розов В.Ю. Вероятностный метод прогнозирования электромагнитных помех электрооборудования в низкочастотном диапазоне // Технічна електродинаміка. – 1994. – №1. – С. 3-6.
11.  Розов В.Ю. Построение систем автоматической компенсации внешних магнитных полей подвижных объектов, содержащих ферромагнитные массы // Технічна електродинаміка. Тематичний випуск «Проблеми сучасної електротехніки». – 2002. – Ч.2. – С. 9-14.
12.  Розов В.Ю., Гетьман А.В., Петров С.В., Ерисов А.В. Меланченко А.Г., Хорошилов В.С., Шмидт И.Р. Магнетизм космических аппаратов // Технічна електродинаміка. Тематичний випуск «Проблеми сучасної електротехніки». – 2010. – Ч.2. – С. 144-147.
13.  Розов В.Ю., Гринченко В.С., Пелевин Д.Е., Чунихин К.В. Моделирование электромагнитного поля в помещениях жилых домов, расположенных вблизи линий электропередачи // Техническая электродинамика. – 2016. – №3. – С. 6-9.
14.  Szabó J., Jánossy G., Thuróczy G. Survey of residential 50 Hz EMF exposure from transformer stations // Bioelectromagnetics. – 2007. – vol.28. – no.6. – pp. 48-52. doi: 10.1002/bem.20264.
15.  Burnett J., Du Yaping P. Mitigation of extremely low frequency magnetic fields from electrical installations in high-rise buildings // Building and Environment. – 2002. – vol.37. – no.8-9. – pp. 769-775. doi:10.1016/S0360-1323(02)00043-4.
16.  Шидловский А.К., Розов В.Ю. Системы автоматической компенсации внешних магнитных полей энергонасыщенных объектов // Технічна електродинаміка. – 1996. – №1.– С. 3-9.
17.   Розов В.Ю., Ассуиров Д.А., Реуцкий С.Ю. Замкнутые системы компенсации магнитного поля технических объектов с различными способами формирования обратных связей // Технічна електродинаміка. Тематичний випуск «Проблеми сучасної електротехніки». – 2008. – Ч.4. – С. 97-100.
18.  Розов В.Ю., Ассуиров Д.А. Метод активного экранирования внешнего магнитного поля технических объектов // Технічна електродинаміка. Тематичний випуск «Проблеми сучасної електротехніки». – 2006. – Ч.3. – С.13-16.
19.  Волошко О.В. Синтез систем активного екранування магнітного поля повітряних ліній електропередачі // Вісник НАН України. – 2017. – №7. – С. 64-73. doi: 10.15407/ visn2017.07.064.
20.  Cruz P., Riquelme J.M., de la Villa A., Martínez J.L. Ga-based passive loop optimization for magnetic field mitigation of transmission lines: neural network applications in electrical engineering, // Neurocomputing. – 2007. – vol.70. – no.16-18. – pp. 2679-2686. doi:10.1016/j.neucom.2006.05.016.
21.  del-Pino-López J., Giaccone L., Canova A., Cruz-Romero P., Design of active loops for magnetic field mitigation in MV/LV substation surroundings // Electric Power Systems Research. – 2015. – vol.119. – pp. 337-344. doi: 10.1016/j.epsr. 2014.10.019.
22.  Garzia, F., Geri, A. Active shielding design of indoor MV/LV substations using genetic algorithms optimization // IEEE Symposium on Electromagnetic Compatibility. – 2003. – vol.1. – pp.197-202.




DOI: https://doi.org/10.20998/2074-272X.2017.5.10

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.


Copyright (c) 2017 V. Yu. Rozov, D. Ye. Pelevin, K. D. Pielievina


This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

ISSN 2074–272X (Print)
ІSSN 2309–3404 (Online)