DOI: https://doi.org/10.20998/2074-272X.2018.5.06

SYNTHES OF ROBUST ACTIVE SHIELDING SYSTEMS OF MAGNETIC FIELD GENERATED BY GROUP OF HIGH-VOLTAGE POWER LINES

I. B. Kuznetsov, T. B. Nikitina, V. V. Kolomiets, I. V. Bovdyj, A. V. Voloshko, E. V. Vinichenko

Анотація


Цель. Проведен синтез робастной системы активного экранирования магнитного поля, создаваемого группой высоковольтных линий электропередачи для снижения индукции исходного магнитного поля до уровня санитарных норм и уменьшения чувствительности системы к изменениям параметров системы. Методология. Синтез основан на решении многокритериальной стохастической игры, в которой векторный выигрыш вычисляется на основании решений уравнений Максвелла в квазистационарном приближении. Равновесное состояние игры находится на основе алгоритмов стохастической мультиагентной оптимизации мультироем частиц. Исходными параметрами для синтеза системы активного экранирования являются расположение высоковольтных линий электропередачи по отношению к защищаемому пространству, геометрические размеры, количество проводов и рабочие токи линии электропередачи, а также размеры защищаемого пространства и нормативное значение индукции магнитного поля, которое должно быть достигнуто в результате экранирования. Целью синтеза системы активного экранирования является определение количества, конфигурации, пространственного расположения, схем электропитания и токов компенсационных кабелей, алгоритма работы системы управления, а также результирующего значения индукционного магнитного поля в точках защищаемого пространства. Результаты. Приводятся результаты синтеза робастной системы активного экранирования для уменьшения магнитного поля, создаваемого группой высоковольтных линий электропередачи. Показана возможность существенного снижения уровня индукции исходного магнитного поля внутри заданного пространства и снижения чувствительности системы к изменениям параметров системы. Оригинальность. Впервые проведен синтез робастной системы активного экранирования магнитного поля, создаваемого группой высоковольтных линий электропередач в данной области пространства. Практическая ценность. Приводятся практические рекомендации по обоснованному выбору количества и пространственного расположения компенсирующих обмоток робастных систем активного экранирования магнитного поля, создаваемого группой высоковольтных линий электропередач.

Ключові слова


высоковольтные линии электропередачи; магнитное поле промышленной частоты; робастная система активного экранирования; многокритериальная стохастическая игра

Повний текст:

PDF ENG (English)

Посилання


1. 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. Technical Electrodynamics, 2013, no.2, pp. 3-9. (Rus).

2. Active Magnetic Shielding (Field Cancellation). Available at: http://www.emfservices.com/afcs.html (accessed 10 September 2012).

3. Ter Brake H.J.M., Huonker R., Rogalla H. New results in active noise compensation for magnetically shielded rooms. Measurement Science and Technology, 1993, Vol. 4, Issue 12, pp. 1370-1375. doi: 10.1088/0957-0233/4/12/010.

4. Celozzi S., Garzia F. Active shielding for power-frequency magnetic field reduction using genetic algorithms optimization. IEE Proceedings – Science, Measurement and Technology, 2004, Vol.151, no.1, pp. 2-7. doi: 10.1049/ip-smt:20040002.

5. Shenkman A., Sonkin N., Kamensky V. Active protection from electromagnetic field hazards of a high voltage power line. HAIT Journal of Science and Engineering. Series B: Applied Sciences and Engineering, Vol. 2, Issues 1-2, pp. 254-265.

6. Beltran H., Fuster V., García M. Magnetic field reduction screening system for a magnetic field source used in industrial applications. 9 Congreso Hispano Luso de Ingeniería Eléctrica (9 CHLIE),Marbella (Málaga,Spain), 2005, pр. 84-99.

7. Electrical installation regulations. 5th ed. The Ministry of Energy and Coal Mining ofUkraine, 2014. 277 p. (Ukr).

8. Rozov V.Yu., Grinchenko V.S., Pelevin D.Ye., Chunikhin K.V. Simulation of electromagnetic field in residential buildings located near overhead lines. Technical electrodynamics, 2016, no.3, pp. 6-8. (Rus).

9. 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.

10. Ren Z., Pham M.-T., Koh C.S. Robust Global Optimization of Electromagnetic Devices With Uncertain Design Parameters: Comparison of the Worst Case Optimization Methods and Multiobjective Optimization Approach Using Gradient Index. IEEE Transactions on Magnetics, 2013, vol.49, no.2, pp. 851-859. doi: 10.1109/tmag.2012.2212713.

11. Ummels M. Stochastic Multiplayer Games: Theory and Algorithms. Amsterdam University Press, Amsterdam, 2010. 174 p. doi: 10.5117/9789085550402.

12. Rozov V.Yu., Reutskyi S.Yu. Pyliugina O.Yu. The method of calculation of the magnetic field of three-phase power lines. Technical electrodynamics, 2014, no.5, pp. 11-13. (Rus).

13. Panchenko V.V., Maslii A.S., Pomazan D.P., Buriakovskyi S.G. Determination of pulsation factors of the system of suppression of interfering harmonics of a semiconductor converter. Electrical engineering & electromechanics, 2018, no.4, pp. 24-28. (Rus). doi: 10.20998/2074-272X.2018.4.04.

14. Buriakovskyi S., Maslii An., Maslii Ar. Determining parameters of electric drive of a sleeper-type turnout based on electromagnet and linear inductor electric motor. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2016, vol.4, no.1(82), pp. 32-41. (Rus). doi: 10.15587/1729-4061.2016.75860.

15. Zagirnyak M., Chornyi O., Nykyforov V., Sakun O., Panchenko K. Experimental research of electromechanical and biological systems compatibility. Przegląd Elektrotechniczny, 2016, no.1, pp. 128-131. doi: 10.15199/48.2016.01.31.

16. Buriakovskyi S.G., Maslii A.S., Panchenko V.V., Pomazan D.P., Denis I.V. The research of the operation modes of the diesel locomotive CHME3 on the imitation model. Electrical engineering & electromechanics, 2018, no.2, pp. 59-62. (Ukr). doi: 10.20998/2074-272X.2018.2.10.

17. Shoham Y., Leyton-Brown K. Multiagent Systems: Algorithmic, Game-Theoretic, and Logical Foundations.CambridgeUniversity Press, 2009. 504 p.

18. Kuznetsov B.I., Nikitina T.B., Voloshko A.V., Bovdyj I.V., Vinichenko E.V., Kobilyanskiy B.B. Experimental research of magnetic field sensors spatial arrangement influence on efficiency of closed loop of active screening system of magnetic field of power line. Electrical engineering & electromechanics, 2017, no.1, pp. 16-20. (Rus). doi: 10.20998/2074-272X.2017.1.03.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


1.     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. Technical Electrodynamics, 2013, no.2, pp. 3-9. (Rus).
2.     Active Magnetic Shielding (Field Cancellation). Available at: http://www.emfservices.com/afcs.html (accessed 10 September 2012).
3.     Ter Brake H.J.M., Huonker R., Rogalla H. New results in active noise compensation for magnetically shielded rooms. Measurement Science and Technology, 1993, Vol. 4, Issue 12, pp. 1370-1375. doi: 10.1088/0957-0233/4/12/010.
4.     Celozzi S., Garzia F. Active shielding for power-frequency magnetic field reduction using genetic algorithms optimization. IEE Proceedings – Science, Measurement and Technology, 2004, Vol.151, no.1, pp. 2-7. doi: 10.1049/ip-smt:20040002.
5.     Shenkman A., Sonkin N., Kamensky V. Active protection from electromagnetic field hazards of a high voltage power line. HAIT Journal of Science and Engineering. Series B: Applied Sciences and Engineering, Vol. 2, Issues 1-2, pp. 254-265.
6.     Beltran H., Fuster V., García M. Magnetic field reduction screening system for a magnetic field source used in industrial applications. 9 Congreso Hispano Luso de Ingeniería Eléctrica (9 CHLIE),Marbella (Málaga,Spain), 2005, pр. 84-99.
7.     Electrical installation regulations. 5th ed. The Ministry of Energy and Coal Mining ofUkraine, 2014. 277 p. (Ukr).
8.     Rozov V.Yu., Grinchenko V.S., Pelevin D.Ye., Chunikhin K.V. Simulation of electromagnetic field in residential buildings located near overhead lines. Technical electrodynamics, 2016, no.3, pp. 6-8. (Rus).
9.     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.
10.  Ren Z., Pham M.-T., Koh C.S. Robust Global Optimization of Electromagnetic Devices With Uncertain Design Parameters: Comparison of the Worst Case Optimization Methods and Multiobjective Optimization Approach Using Gradient Index. IEEE Transactions on Magnetics, 2013, vol.49, no.2, pp. 851-859. doi: 10.1109/tmag.2012.2212713.
11.  Ummels M. Stochastic Multiplayer Games: Theory and Algorithms. Amsterdam University Press, Amsterdam, 2010. 174 p. doi: 10.5117/9789085550402.
12.  Rozov V.Yu., Reutskyi S.Yu. Pyliugina O.Yu. The method of calculation of the magnetic field of three-phase power lines. Technical electrodynamics, 2014, no.5, pp. 11-13. (Rus).
13.  Panchenko V.V., Maslii A.S., Pomazan D.P., Buriakovskyi S.G. Determination of pulsation factors of the system of suppression of interfering harmonics of a semiconductor converter. Electrical engineering & electromechanics, 2018, no.4, pp. 24-28. (Rus). doi: 10.20998/2074-272X.2018.4.04.
14.  Buriakovskyi S., Maslii An., Maslii Ar. Determining parameters of electric drive of a sleeper-type turnout based on electromagnet and linear inductor electric motor. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2016, vol.4, no.1(82), pp. 32-41. (Rus). doi: 10.15587/1729-4061.2016.75860.
15.  Zagirnyak M., Chornyi O., Nykyforov V., Sakun O., Panchenko K. Experimental research of electromechanical and biological systems compatibility. Przegląd Elektrotechniczny, 2016, no.1, pp. 128-131. doi: 10.15199/48.2016.01.31.
16.  Buriakovskyi S.G., Maslii A.S., Panchenko V.V., Pomazan D.P., Denis I.V. The research of the operation modes of the diesel locomotive CHME3 on the imitation model. Electrical engineering & electromechanics, 2018, no.2, pp. 59-62. (Ukr). doi: 10.20998/2074-272X.2018.2.10.
17.  Shoham Y., Leyton-Brown K. Multiagent Systems: Algorithmic, Game-Theoretic, and Logical Foundations.CambridgeUniversity Press, 2009. 504 p.
18.  Kuznetsov B.I., Nikitina T.B., Voloshko A.V., Bovdyj I.V., Vinichenko E.V., Kobilyanskiy B.B. Experimental research of magnetic field sensors spatial arrangement influence on efficiency of closed loop of active screening system of magnetic field of power line. Electrical engineering & electromechanics, 2017, no.1, pp. 16-20. (Rus). doi: 10.20998/2074-272X.2017.1.03.





Copyright (c) 2018 I. B. Kuznetsov, T. B. Nikitina, V. V. Kolomiets, I. V. Bovdyj, A. V. Voloshko, E. V. Vinichenko


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

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