Огляд систем контурного екранування для нормалізації магнітного поля кабельних ліній високої напруги | Науковий журнал «Системні дослідження в енергетиці»
Ukrainian (UA)English (United Kingdom)

Інформація

ЗМІСТ ЖУРНАЛІВ

2022 рік

Архів збірника «Проблеми загальної енергетики»

2022 рік
2021 рік
2020 рік
2019 рік
2018 рік
2017 рік
2016 рік
2015 рік
2014 рік
2013 рік
2012 рік
2011 рік
2010 рік
2009 рік
2008 рік
2007 рік
2006 рік
2005 рік
2004 рік
2003 рік
2002 рік
2001 рік
2000 рік
1999 рік


Огляд систем контурного екранування для нормалізації магнітного поля кабельних ліній високої напруги

1Грінченко Володимир, к.т.н., ст. досл., https://orcid.org/0000-0002-6195-3011 ,
1Ткаченко Олександр, к.т.н., https://orcid.org/0000-0001-7307-7293 ,
2Білан Тетяна, к.т.н., ст. досл., https://orcid.org/0000-0002-0280-6716
1Інститут проблем машинобудування ім. А.М.Підгорного, вул. Дм.Пожарського, 2/10, м. Харків, 61046, Україна e-mail: ipmach@ipmach.kharkov.ua
2Інститут загальної енергетики НАН України, вул. Антоновича, 172. м. Київ, 03150, Україна
Мова: українська
Джерело: СИСТЕМНІ ДОСЛІДЖЕННЯ В ЕНЕРГЕТИЦІ, 2022, 2(71):73–84
https://doi.org/10.15407/srenergy2022.02.073
Рубрика: Екологічні, економічні та правові дослідження в енергетиці, енергетичний менеджмент
УДК: 621.3.013; 621.315.2
Надійшла: 27.10.2022
Опубліковано: 27.12.2022

Анотація:

Роботу присвячено огляду відомих систем контурного екранування, що можуть бути використані для нормалізації магнітного поля кабельних ліній високої напруги. Метою роботи є визначення найбільш перспективних систем. У результаті проведеного огляду наукових публікацій та патентів, присвячених методам та засобам зменшення магнітного поля ліній електропередавання, визначено основні дослідницькі колективи, які займаються розробками систем контурного екранування для нормалізації магнітного поля кабельних ліній: два колективи – в Італії, по одному – в Іспанії та Україні. Системи контурного екранування, розроблені кожним із колективів, мають свої особливості, проте можуть бути класифіковані за такими ознаками: кількість контурних екранів у системі екранування; форма контурних екранів, що використовуються в системі екранування; спосіб підвищення ефективності екранування магнітного поля кабельних ліній. За кількістю контурних екранів системи можна поділити на три групи: одноелементні, двоелементні та багатоелементні. За формою контурних екранів можна виділити дві групи систем екранування – що складаються з прямокутних контурних екранів або контурних екранів з трьох кабелів, з’єднаних паралельно. За способом підвищення ефективності екранування системи можна поділити на чотири групи: перші використовують феромагнітні осердя, що охоплюють силові та екранні кабелі; другі – допоміжні конденсатори, під’єднані до екранних кабелів; треті – спеціальне розташування контурів між кабельною лінією та областю екранування; четверті – збільшення перерізу екранних кабелів. За результатами проведеного огляду, найбільш перспективними системами контурного екранування для нормалізації магнітного поля кабельних ліній високої напруги визначено одноелементні з допоміжними осердями, а саме «High Magnetic Coupling Passive Loop» та «одноконтурний екран з феромагнітними осердями та несиметричним магнітним зв’язком».

Ключовi слова: магнітне поле, екранування, кабельна лінія, гранично допустимий рівень, промислова частота

Лiтература:

  1. Rozov V.Y., Grinchenko V.S., Yerisov A.V., Dobrodeyev P.N. Efficient shielding of three-phase cable line magnetic field by passive loop under limited thermal effect on power cables. Electrical Engineering & Electromechanics, 2019, no. 6, pp. 50–54. https://doi.org/10.20998/2074-272X.2019.6.07
  2. Про затвердження Правил охорони електричних мереж: Постанова Кабінету Міністрів України від 4 березня 1997 р. № 209 у редакції від 5 квітня 2017 р.
  3. Правила улаштування електроустановок. Видання офіційне. Міненерговугілля України. Х.: Видавництво «Форт», 2017. 760 с.
  4. Moro F., Turri R. Accurate calculation of the right-of-way width for power line magnetic field impact assessment. Progress in Electromagnetics Research, 2012, vol. 37, pp. 343–364. http://dx.doi.org/10.2528/PIERB11112206
  5. Moro F., Turri R. Fast analytical computation of power-line magnetic fields by complex vector method. IEEE Transactions on Power Delivery, 2008, vol. 23, no. 2, pp. 1042–1048. https://doi.org/10.1109/TPWRD.2007.915212
  6. Mimos E.I., Tsanakas D.K., Tzinevrakis A.E. Optimum phase configurations for the minimization of the magnetic fields of underground cables. Electrical Engineering, 2010, vol. 91, no. 6, pp. 327–335. https://doi.org/10.1007/s00202-009-0126-x
  7. Song Y.L., Yu C., Chuang F.C., Tseng Y.C., Zou J.Y., Hsu S.K., Ma T.G., Wu T.L., Chang L.M. Evaluation of magnetic field from varied permutation power transmission line at high technology nano-Fab. IEEE 4th International Conference on Power Electronics Systems and Applications, 2011, pp. 1–4. https://doi.org/10.1109/PESA.2011.5982953
  8. Karady G.G., Nunez C.V., Raghavan R. The feasibility of magnetic field reduction by phase relationship optimization in cable systems. IEEE Transactions on Power Delivery, 1998, vol. 13, no. 2, pp. 647–654. https://doi.org/10.1109/61.660956
  9. Exposure limits for low-frequency fields (public). World Health Organization. Available online: http://apps.who.int/gho/data/node.main.EMFLIMITSPUBLICLOW?lang=en
  10. Hoeffelman J. Shielding of underground power cables, From theory to practical implementation. 18th International Conference on Electricity Distribution. Round Table on Magnetic Field Mitigation Techniques, 2003, pp. 8–13.
  11. De Wulf M., Wouters P., Sergeant P., Dupre´ L., Hoferlin E., Jacobs S., Harlet P. Electromagnetic shielding of high-voltage cables. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2007, no. 316, pp. e908–e911. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2007.03.137
  12. Zucca M., Lorusso G., Fiorillo F., Roccato P.E., Annibale M. Highly efficient shielding of high-voltage underground power lines by pure iron screens. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2008, vol. 320, no. 20, pp. 1065–1069. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2008.04.096
  13. Cardelli E., Faba A., Pirani A. Nonferromagnetic open shields at industrial frequency rate. IEEE Transactions on Magnetics, 2010, vol. 46, no.3, pp. 889–898. https://doi.org/10.1109/TMAG.2009.2031110
  14. Sergeant P., Koroglu S. Electromagnetic losses in magnetic shields for buried high voltage cables. Progress in Electromagnetics Research, 2011, vol. 115, pp. 441–460. http://dx.doi.org/10.2528/PIER11022206
  15. Riba Ruiz J.R., Alabern Morera X. Magnetic shields for underground power lines. International Conference on Renewable Energies and Power Quality, 2004, paper 230. https://doi.org/10.24084/repqj02.230
  16. del-Pino-López J.C., Cruz-Romero P., Serrano-Iribarnegaray L., Martínez-Román J. Magnetic field shielding optimization in underground power cable duct banks. Electric Power Systems Research, 2014, vol. 114, pp. 21–27. https://doi.org/10.1016/j.epsr.2014.04.001
  17. Wall C.A., Arnera P.L., Barbieri M.B. Implementation of a tool for magnetic field mitigation using passive loops. 2012 6th IEEE/PES Transmission and Distribution: Latin America Conference and Exposition, pp. 1–5. https://doi.org/10.1109/TDC-LA.2012.6319095
  18. Canova A., Giaccone L. Magnetic field mitigation of power cable by high magnetic coupling passive loop. 20th International Conference on Electricity Distribution, 2009, paper 0163. https://doi.org/10.1049/cp.2009.0592
  19. Canova A., Giaccone L. A novel technology for magnetic-field mitigation: high magnetic coupling passive loop. IEEE Transactions on Power Delivery, 2011, vol. 26, no. 3, pp. 1625–1633. https://doi.org/10.1109/TPWRD.2010.2099671
  20. Canova A., Giaccone L. Magnetic mitigation of HV cable junction zone. 8th International Conference on Insulated Power Cables, 2011, paper B.1.6.
  21. Canova A., Bavastro D., Freschi F., Giaccone L., Repetto M. Magnetic shielding solutions for the junction zone of high voltage underground power lines. Electric Power Systems Research, 2012, vol. 89, pp. 109–115. https://doi.org/10.1016/j.epsr.2012.03.003
  22. Canova A., Freschi F., Giaccone L., Guerrisi A., Repetto M. Magnetic field mitigation by means of passive loop: technical optimization. COMPEL: The International Journal for Computation and Mathematics in Electrical and Electronic Engineering, 2012, vol. 31, no. 3, pp. 870–880. https://doi.org/10.1108/03321641211209762
  23. Canova A., Freschi F., Giaccone L., Guerrisi A. The high magnetic coupling passive loop: A steady-state and transient analysis of the thermal behavior. Applied Thermal Engineering, 2012, vol. 37, pp. 154–164. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2011.11.010
  24. Canova A., Giaccone L. Passive shielding system of a meshed and conductive type with high magnetic coupling passive loop: Patent no. PCT/IB2009/000445, 2009.
  25. Cruz P., Hoeffelman J., del Pino J.C. Mitigación de campos magnéticos en líneas subterráneas de potencia mediante el empleo de lazos pasivos. IEEE Latin America Transactions, 2008, vol. 6, no. 2, pp. 59–65. https://doi.org/10.1109/TLA.2008.4461633
  26. del-Pino-López J.C., Cruz-Romero P. The effectiveness of compensated passive loops for mitigating underground power cable magnetic fields. IEEE Transactions on Power Delivery, 2011, vol. 26, no. 2, pp. 674—683. https://doi.org/10.1109/TPWRD.2009.2039150
  27. Дикой В.П., Токарский А.Ю., Рубцова Н.Б., Мисриханов М.Ш. Тросовые экраны и их применение на ВЛ-500 кВ. Повышение эффективности работы энергосистем. Тр. ИГЭУ., 2001, Вып. 4, C. 209—215.
  28. Maioli P., Zaccone E. Thermal design of HV electric systems with EMF mitigation devices. International Colloquium Power Frequency Electromagnetic Fields, 2009, paper R.18.
  29. Maioli P., Zaccone E. Passive loops technique for electromagnetic fields mitigation: applications and theoretical considerations. Jicable International Conference on Insulated Power Cables, 2007, pp. 231—236.
  30. Maioli P. Shielding of high voltage cables: Patent No.: US 8,895,851 B2, 2014.
  31. Faria J.A.B., Almeida M.E. Accurate calculation of magnetic-field intensity due to overhead power lines with or without mitigation loops with or without capacitor compensation. IEEE Transactions on Power Delivery, 2007, vol. 22, no. 2, pp. 951—959. https://doi.org/10.1109/TPWRD.2006.883025
  32. Tkachenko O., Grinchenko V., Dobrodeyev P. Thermal effect of single loop shield on high-voltage cable line capacity. Problemele Energeticii Regionale, 2021, no. 1 (49), pp. 1—11. https://doi.org/10.52254/1857-0070.2021.1-49.01

Скачування:

Повний текст (PDF)

Інститут загальної енергетики НАН України