Определение погрешности аналитического расчета магнитного поля высоковольтных кабельных линий при двухстороннем замыкании экранов кабелей, вызванной неравномерностью плотности тока в экранах

В работе определена относительная погрешность аналитического расчета индукции магнитного поля трехфазной кабельной линии, обусловленная неравномерностью плотности тока в экранах одножильных кабелей. Погрешность получена путем сравнения численного расчета в программной среде COMSOL Multiphysics с а...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2017
Автор:	Ткаченко, А.О.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Інститут технічних проблем магнетизму НАН України 2017
Назва видання:	Електротехніка і електромеханіка
Теми:	Теоретична електротехніка та електрофізика
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/147568
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Определение погрешности аналитического расчета магнитного поля высоковольтных кабельных линий при двухстороннем замыкании экранов кабелей, вызванной неравномерностью плотности тока в экранах / А.О. Ткаченко // Електротехніка і електромеханіка. — 2017. — № 3. — С. 27-31. — Бібліогр.: 13 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-147568
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1475682019-02-16T01:23:35Z Определение погрешности аналитического расчета магнитного поля высоковольтных кабельных линий при двухстороннем замыкании экранов кабелей, вызванной неравномерностью плотности тока в экранах Ткаченко, А.О. Теоретична електротехніка та електрофізика В работе определена относительная погрешность аналитического расчета индукции магнитного поля трехфазной кабельной линии, обусловленная неравномерностью плотности тока в экранах одножильных кабелей. Погрешность получена путем сравнения численного расчета в программной среде COMSOL Multiphysics с аналитическим методом расчета. Показано, что максимальное значение погрешности не превышает 8 %. Полученные значения погрешности верифицированы путем тестирования численного расчета и подтверждены результатами эксперимента. Обоснована корректность аналитического расчета магнитного поля кабельных линий в точках его нормирования при двухстороннем замыкании экранов кабелей, выполняемого без учета неравномерности плотности тока в экранах кабелей. У роботі визначена відносна похибка аналітичного розрахунку індукції магнітного поля трифазного кабельної лінії, обумовлена нерівномірністю щільності струму в екранах одножильних кабелів. Похибка отримана шляхом порівняння чисельного розрахунку в програмному середовищі COMSOL Multiphysics з аналітичним методом розрахунку. Показано, що максимальне значення похибки не перевищує 8 %. Отримані значення похибки верифіковані шляхом тестування чисельного розрахунку та підтверджені результатами експерименту. Обґрунтовано коректність аналітичного розрахунку магнітного поля кабельних ліній в точках його нормування при двосторонньому замиканні екранів кабелів, що виконується без урахування нерівномірності щільності струму в екранах кабелів. This paper deals with the determination of analytical calculation error of magnetic field of high-voltage cable lines in twopoint bonded cable shields caused by non-uniformity of the current distribution in the shields. The relative error is determined by comparing numerical calculation of magnetic field obtained in the COMSOL Multiphysics software with the analytical one. It is shown that the maximum value of relative error does not exceed 8 %. The obtained error values are verified by testing the numerical calculation and confirmed by results of experiment. In paper proves the correctness of the analytical calculation of magnetic field of cable lines at the points of its normalization, which is carried out without taking into account the nonuniform current distribution in the cable shields. 2017 Article Определение погрешности аналитического расчета магнитного поля высоковольтных кабельных линий при двухстороннем замыкании экранов кабелей, вызванной неравномерностью плотности тока в экранах / А.О. Ткаченко // Електротехніка і електромеханіка. — 2017. — № 3. — С. 27-31. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. 2074-272X DOI: https://doi.org/10.20998/2074-272X.2017.3.04 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/147568 621.315.2 ru Електротехніка і електромеханіка Інститут технічних проблем магнетизму НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Теоретична електротехніка та електрофізика Теоретична електротехніка та електрофізика
spellingShingle	Теоретична електротехніка та електрофізика Теоретична електротехніка та електрофізика Ткаченко, А.О. Определение погрешности аналитического расчета магнитного поля высоковольтных кабельных линий при двухстороннем замыкании экранов кабелей, вызванной неравномерностью плотности тока в экранах Електротехніка і електромеханіка
description	В работе определена относительная погрешность аналитического расчета индукции магнитного поля трехфазной кабельной линии, обусловленная неравномерностью плотности тока в экранах одножильных кабелей. Погрешность получена путем сравнения численного расчета в программной среде COMSOL Multiphysics с аналитическим методом расчета. Показано, что максимальное значение погрешности не превышает 8 %. Полученные значения погрешности верифицированы путем тестирования численного расчета и подтверждены результатами эксперимента. Обоснована корректность аналитического расчета магнитного поля кабельных линий в точках его нормирования при двухстороннем замыкании экранов кабелей, выполняемого без учета неравномерности плотности тока в экранах кабелей.
format	Article
author	Ткаченко, А.О.
author_facet	Ткаченко, А.О.
author_sort	Ткаченко, А.О.
title	Определение погрешности аналитического расчета магнитного поля высоковольтных кабельных линий при двухстороннем замыкании экранов кабелей, вызванной неравномерностью плотности тока в экранах
title_short	Определение погрешности аналитического расчета магнитного поля высоковольтных кабельных линий при двухстороннем замыкании экранов кабелей, вызванной неравномерностью плотности тока в экранах
title_full	Определение погрешности аналитического расчета магнитного поля высоковольтных кабельных линий при двухстороннем замыкании экранов кабелей, вызванной неравномерностью плотности тока в экранах
title_fullStr	Определение погрешности аналитического расчета магнитного поля высоковольтных кабельных линий при двухстороннем замыкании экранов кабелей, вызванной неравномерностью плотности тока в экранах
title_full_unstemmed	Определение погрешности аналитического расчета магнитного поля высоковольтных кабельных линий при двухстороннем замыкании экранов кабелей, вызванной неравномерностью плотности тока в экранах
title_sort	определение погрешности аналитического расчета магнитного поля высоковольтных кабельных линий при двухстороннем замыкании экранов кабелей, вызванной неравномерностью плотности тока в экранах
publisher	Інститут технічних проблем магнетизму НАН України
publishDate	2017
topic_facet	Теоретична електротехніка та електрофізика
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/147568
citation_txt	Определение погрешности аналитического расчета магнитного поля высоковольтных кабельных линий при двухстороннем замыкании экранов кабелей, вызванной неравномерностью плотности тока в экранах / А.О. Ткаченко // Електротехніка і електромеханіка. — 2017. — № 3. — С. 27-31. — Бібліогр.: 13 назв. — рос.
series	Електротехніка і електромеханіка
work_keys_str_mv	AT tkačenkoao opredeleniepogrešnostianalitičeskogorasčetamagnitnogopolâvysokovolʹtnyhkabelʹnyhlinijpridvuhstoronnemzamykaniiékranovkabelejvyzvannojneravnomernostʹûplotnostitokavékranah
first_indexed	2025-07-11T02:13:42Z
last_indexed	2025-07-11T02:13:42Z
_version_	1837314916239802368
fulltext	Теоретична електротехніка та електрофізика ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2017. №3 27 © А.О. Ткаченко УДК 621.315.2 doi: 10.20998/2074-272X.2017.3.04 А.О. Ткаченко ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОГРЕШНОСТИ АНАЛИТИЧЕСКОГО РАСЧЕТА МАГНИТНОГО ПОЛЯ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ ПРИ ДВУХСТОРОННЕМ ЗАМЫКАНИИ ЭКРАНОВ КАБЕЛЕЙ, ВЫЗВАННОЙ НЕРАВНОМЕРНОСТЬЮ ПЛОТНОСТИ ТОКА В ЭКРАНАХ У роботі визначена відносна похибка аналітичного розрахунку індукції магнітного поля трифазного кабельної лінії, обумовлена нерівномірністю щільності струму в екранах одножильних кабелів. Похибка отримана шляхом порівнян- ня чисельного розрахунку в програмному середовищі COMSOL Multiphysics з аналітичним методом розрахунку. Пока- зано, що максимальне значення похибки не перевищує 8 %. Отримані значення похибки верифіковані шляхом тесту- вання чисельного розрахунку та підтверджені результатами експерименту. Обґрунтовано коректність аналітичного розрахунку магнітного поля кабельних ліній в точках його нормування при двосторонньому замиканні екранів кабелів, що виконується без урахування нерівномірності щільності струму в екранах кабелів. Бібл. 13, рис. 4, табл. 2. Ключові слова: кабельна лінія, екран кабелю, двостороннє заземлення, магнітне поле, похибка розрахунку. В работе определена относительная погрешность аналитического расчета индукции магнитного поля трехфазной кабельной линии, обусловленная неравномерностью плотности тока в экранах одножильных кабелей. Погрешность получена путем сравнения численного расчета в программной среде COMSOL Multiphysics с аналитическим методом расчета. Показано, что максимальное значение погрешности не превышает 8 %. Полученные значения погрешности верифицированы путем тестирования численного расчета и подтверждены результатами эксперимента. Обоснова- на корректность аналитического расчета магнитного поля кабельных линий в точках его нормирования при двух- стороннем замыкании экранов кабелей, выполняемого без учета неравномерности плотности тока в экранах кабелей. Библ. 13, рис. 4, табл. 2. Ключевые слова: кабельная линия, экран кабеля, двухстороннее заземление, магнитное поле, погрешность расчета. Введение. Задача расчета действующего значе- ния индукции магнитного поля (МП) высоковольтных кабельных линий (КЛ), состоящих из одножильных кабелей [1, 2], возникает при их проектировании и необходима для ограничения МП по трассам КЛ до предельно допустимого уровня. В Украине этот уро- вень регламентируется нормативными документами [3, 4] и для жилой застройки составляет 10 мкТл над КЛ, на высоте 0,5 м от поверхности земли, и 0,5 мкТл в близлежащих жилых помещениях. Определенную сложность представляет расчет индукции МП КЛ при двухстороннем заземлении [4], приводящем к двухстороннему замыканию экранов кабелей КЛ и индуцированию в них продольных то- ков [5, 6]. Известные инженерные методики расчета МП КЛ [1, 4, 5], для таких случаев, основаны на чис- ленных методах. При использовании этих методик, результаты расчета представляются в виде таблиц с ограниченным количеством дискретных значений расчетных величин, что вызывает трудности в их практическом применении при проектировании КЛ. В [7] предложена аналитическая методика расче- та МП КЛ при двустороннем замыкании собственных экранов кабелей, свободная от указанных выше не- достатков, и позволяющая проводить расчет при лю- бых параметрах КЛ. Однако эта методика не учитыва- ет влияние на МП КЛ эффекта близости [8, 9], вызы- вающего неравномерность плотностей продольных токов в экранах кабелей КЛ, описание которых анали- тически затруднительно. В связи с этим возникает задача определения погрешности аналитического рас- чета МП КЛ. Целью работы является определение относи- тельной погрешности аналитического расчета индук- ции МП трехфазных высоковольтных КЛ в точках ее нормирования, обусловленной неравномерностью плотности тока в экранах кабелей КЛ при их двухсто- роннем замыкании. Методика исследований. Искомую относитель- ную погрешность ε аналитического расчета индукции МП КЛ определим как 100%1  numB B  , (1) где B – рассчитанное аналитически действующее зна- чение магнитной индукции, без учета неравномерно- сти плотности тока в экранах кабелей; Bnum – точное действующее значение магнитной индукции, опреде- ленное с учетом неравномерности плотности тока. Для определения Bnum используется численный расчет, имеющий верифицированную относительную погрешность, которая существенно меньше погреш- ности, допустимой в инженерных расчетах. Расчет магнитной индукции проводится для ре- альных высоковольтных КЛ [1, 4] в точке нормирова- ния Р для схем прокладки треугольником и в плоско- сти (рис. 1). Значение h изменяется от 0,5 м до 2 м с шагом 0,5 м, с учетом [3, 4]. При этом расстояние ме- жду осями кабелей КЛ d варьируется от 0,1 м до 0,3 м с шагом 0,1 м. Диаметр экранов кабелей D равен 55 мм и 70 мм, сечение экранов S – 100 мм2, 200 мм2 и 300 мм2. Численный расчет значений Bnum. Для расчета Bnum используется программный пакет COMSOL Multiphysics [10], относительная погрешность которо- го верифицирована в [5] при решении аналогичной задачи и не превышает 1 %. Расчетная модель, в от- личие от [5], выполнена в соответствии с [11] и по- зволяет находить распределение индукции МП трех- 28 ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2017. №3 фазной КЛ с учетом неравномерности распределения плотности тока в экранах с меньшей погрешностью. а б Рис. 1 При расчете приняты следующие допущения: 1) кабели КЛ бесконечно длинные и уложены па- раллельно друг другу; 2) КЛ работает в установившемся режиме, токи в жилах имеют частоту 50 Гц, равны по величине и сдвинуты по фазе друг относительно друга на 120°. При этом МП КЛ является плоскопараллельным, что позволяет решать задачу в двухмерной постанов- ке (рис. 2). Медный экран Алюминиевая жила Воздух Сшитый полиэтилен Рис. 2 Теоретической основой для описания принятой расчетной модели МП является уравнение закона полного тока в квазистационарном приближении [8, 12]. Принимая во внимание связь векторного потен- циала с напряженностью магнитного поля и учиты- вая, что векторный потенциал имеет только одну не- нулевую компоненту, это уравнение принимает вид: 0ωμ02 2 2 2       z zz Aσj y A x A  , где zA – комплексная амплитуда компоненты век- торного потенциала электромагнитного поля по оси Z, направленной параллельно КЛ; j – мнимая единица; µ0=4π·10-7 Гн/м – магнитная постоянная; ω=2π·50 c-1 – циклическая частота тока; σ – проводимость среды для которой записывается уравнение (σAl = 3,8·107 См/м, σCu = 5,0·107 См/м, σair = 0 См/м). При расчете используем интерфейс «Magnetic Fields», который входит в «AC/DC Module» [10] про- граммного пакета. При построении двухмерной моде- ли в декартовой системе координат для опции «Space Dimension» задавался вариант «2D». Расчетная область представляет собой окруж- ность диаметром L=6 м. Внутри неё находится КЛ и воздушное пространство. Для уменьшения размера расчетной области на периферии окружности распо- лагается слой «Infinite element domains» толщиной L/3. Расчетная модель каждого из трех кабелей со- стоит из алюминиевой жилы и медного экрана (рис. 2). Поскольку электрические проводимости внешней среды и сшитого полиэтилена пренебрежимо малы по сравнению с проводимостью экрана, их влияние на распределение плотности тока в экранах не учитывается. Ток в каждой жиле КЛ задается при помощи функционала «Single-Turn Coil» в меню «Magnetic Fields». Для опции «Coil excitation» выбран вариант «Current», для которого: kjc k eII  0 , где I0 – амплитуда тока в жилах; }3/2,0,3/2{  k – фаза тока в жиле кабеля; 3,1k – номер кабеля. На границах раздела сред с разными электрофи- зическими свойствами выполняются следующие условия:            , , n A n A AA z i z z i z   где n – единичный вектор нормали к поверхности границы раздела сред; верхний индекс i указывает на проводящую среду. В области экранов использована сетка типа «Mapped» (рис. 3,б). Вдоль толщины экран разбивает- ся на 20 элементов, а по периметру – на 200. В ос- тальных областях используется сетка типа «Free Triangular» (рис. 3,а). Плотность сетки – «Extremely fine», минимальный размер элемента равняется 1/40 диаметра жилы кабеля. жила экран а б Рис. 3 Результатом расчета является распределение zA . Учитывая, что комплексные амплитуды магнитной индукции равны yAB zx  / и xAB zy  / , вы- ражение для действующего значения магнитной ин- дукции КЛ принимает вид: 22 2 1 x A y A B zz num        . ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2017. №3 29 Стоит отметить, что предложенная расчетная модель применима для произвольного способа про- кладки кабелей. Верификация численного расчета выполнена пу- тем сравнения с решениями, получаемыми при дву- кратном увеличении размера расчетной области и использовании более густой сетки. При этом погреш- ность расчета не превышает 0,5 %. Результаты расче- та также совпадают с данными эксперимента [5]. Аналитический расчет значений В. Методика аналитического расчета МП КЛ предложена в [7]. При получении расчетных соотношений в ней использова- ны те же допущения, что и для рассмотренного выше численного расчета, но распределение плотности тока в экранах каждого из кабелей КЛ полагалось равно- мерным. В качестве расчетного используем следующее соотношение, полученное из [7] путем перехода от комплексной амплитуды магнитной индукции к её действующему значению В:     , )()(2 )()( )( 2 2 1 2 3 1 22 0 2 3 1 22 0                            k kk ksh k c k k kk ksh k c k yyxx xx II yyxx yy II B       (2) где c kI и sh kI – соответственно, комплексные ампли- туды токов в жиле и экране k-ого кабеля; (x, y) – коор- динаты точки P, в которой вычисляется МП (рис. 1); (xk, yk) – координаты оси k-ого кабеля; 3,1k – номер кабеля. Значения токов в (2) определяются следующим образом. Для случая прокладки кабелей КЛ в плоско- сти (рис. 1,б) токи в жилах образуют систему прямой последовательности, и токи в экранах определяются следующими соотношениями [7, 13]: , 2ln2 3 2 ln2ln 4ln2ln3 2 ln2ln , 2 ln3 2 ln , 2ln2 3 2 ln2ln 4ln2ln3 2 ln2ln 3 3 3 3 33 3 3 22 3 3 3 3 11       j Q Q jQ II Qj Qj II j Q Q jQ II csh csh csh            (3) где R Q   2 0 и r d  – производные безразмерные параметры КЛ; R – сопротивление единицы длины экрана кабеля, Ом/м; d – межфазное расстояние (рас- стояние между осями соседних кабелей), м; r – радиус экрана, м. В случае прокладки кабелей КЛ треугольником (рис. 1,а) расчетное соотношение для токов в экранах имеет более компактный вид [7, 13]: . ln1 ln   Qj Qj II c k sh k    (4) Следовательно, В рассчитывается аналитически при помощи выражения (2) с подстановкой в него (3) или (4), для кабелей с прокладкой, соответственно, в плоскости или треугольником. Анализ погрешности аналитического расчета. На рис. 4 представлены результаты расчета значений B (аналитический расчет) и Bnum (численный расчет) по предложенным методикам при токе КЛ 1000 А. Расчет магнитной индукции выполнен в зависимости от расстояния h до точки наблюдения Р (рис. 1) для случая максимальной неравномерности плотности тока в экранах кабелей. При этом, диаметр экрана максимален D=70 мм [4], сечение экрана составляет S=300 мм2 и кабели проложены впритык d=0,1 м. Как видно из рис. 4, разброс результатов аналитического и численного расчета незначителен. B Bnum B Bnum треугольная прокладка плоская прокладка h, м B, мкТл Рис. 4 Для количественной оценки погрешности анали- тического расчета, в табл. 1 и 2 представлены резуль- таты расчета значения ε (1) для реальных высоко- вольтных КЛ [4]. Как следует из табл. 1 и 2, максимальная по- грешность аналитического расчета МП составляет 7,9 % при прокладке КЛ треугольником и 4,8 % при прокладке КЛ в плоскости, и имеет место при мини- мальном значении d(0,1 м), максимальных значениях D(70 мм) и S(300 мм2). Этот случай соответствует плотной прокладке кабелей, которая зачастую непри- емлема, так как может вызвать ограничение пропуск- ной способности КЛ по току. При увеличении d до 0,2 м, значения ε не превышают 2,5 %. Полученные результаты расчета с разбросом не более 5 % согласуются с результатами эксперимен- тальных исследований МП КЛ, выполненных в [5]. Таким образом, относительная погрешность ε аналитического расчета МП КЛ для типоразмеров высоковольтных кабелей не превышает 8 %, что под- тверждает корректность принятого в нем допущения о равномерности плотности тока в каждом из экранов кабелей при инженерном расчете МП КЛ. 30 ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2017. №3 Таблица 1 Значения ε, % при прокладке кабелей КЛ треугольником Диаметр экрана D, мм 55 70 Сечение экрана S, мм2 h, м d, м 100 200 300 100 200 300 0,1 1,0 2,7 4,3 1,6 4,8 7,9 0,2 0,2 0,4 0,6 0,4 1,0 1,5 0,5 0,3 0,1 0,1 0,1 0,2 0,3 0,5 0,1 1,0 2,8 4,3 1,6 4,8 7,9 0,2 0,2 0,4 0,6 0,4 1,0 1,5 1,0 0,3 0,1 0,1 0,1 0,2 0,3 0,5 0,1 1,0 2,7 4,3 1,6 4,8 7,9 0,2 0,2 0,4 0,6 0,4 1,0 1,5 1,5 0,3 0,1 0,1 0,1 0,2 0,3 0,5 0,1 1,0 2,7 4,3 1,6 4,8 7,9 0,2 0,2 0,4 0,6 0,4 1,0 1,5 2,0 0,3 0,1 0,1 0,1 0,2 0,3 0,5 Таблица 2 Значения ε, % при прокладке кабелей КЛ в плоскости Диаметр экрана D, мм 55 70 Сечение экрана S, мм2 h, м d, м 100 200 300 100 200 300 0,1 1,5 2,5 3,0 2,0 3,8 4,8 0,2 1,1 1,5 1,6 1,2 1,8 2,1 0,5 0,3 1,1 1,2 1,3 1,1 1,4 1,6 0,1 0,6 1,3 1,5 1,1 2,6 3,2 0,2 0,9 1,2 1,3 1,0 1,5 1,7 1,0 0,3 1,0 1,1 1,2 1,0 1,4 1,5 0,1 0,8 0,7 0,9 0,2 0,7 0,8 0,2 0,5 0,6 0,6 0,6 0,9 1,0 1,5 0,3 0,8 0,9 0,9 0,8 1,1 1,2 0,1 2,1 2,6 3,2 2,0 1,8 2,3 0,2 0,1 0,1 0,1 0,1 0,2 0,2 2,0 0,3 0,5 0,6 0,6 0,6 0,8 0,8 Выводы. 1. Максимальное значение погрешности аналити- ческого расчета магнитного поля не превышает 7,9 % для прокладки кабелей треугольником и 4,8 % для прокладки кабелей в плоскости, и возникает при мак- симальном диаметре и сечении экранов кабелей (70 мм и 300 мм2), и минимальном расстоянии между осями жил кабелей (0,1 м). 2. Полученные значения погрешности верифициро- ваны путем тестирования численного расчета, выпол- ненного в программной среде COMSOL Multiphysics (погрешность менее 0,5 %), и сравнением результатов с экспериментом. 3. Представленный анализ подтверждает коррект- ность аналитического расчета индукции магнитного поля кабельных линий в точках ее нормирования без учета эффекта близости, вызывающего неравномер- ность плотности тока в экранах кабелей. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. СОУ-Н ЕЕ 20.179:2008. Розрахунок електричного і маг- нітного полів ліній електропередавання. Методика (зі змі- нами). – Київ: Міненерговугілля України, 2016. – С. 37. 2. Розов В.Ю., Реуцкий С.Ю., Пилюгина О.Ю. Метод рас- чета магнитного поля трехфазных линий электропередачи // Технічна електродинаміка. – 2014. – №5. – С. 11-13. 3. Правила улаштування електроустановок. Вид. 5-те, пе- рероб. й доп. – Х.: Міненерговугілля України, 2014. – 793 с. 4. СОУ-Н-МЕВ40.1-37471933-49:2011.2. Проектування кабельних ліній напругою до 330 кВ: Настанова (зі зміна- ми). – Київ: Міненерговугілля України, 2017. – 139 с. 5. Розов В.Ю., Квицинский А.А., Добродеев П.Н., Грин- ченко В.С., Ерисов А.В., Ткаченко А.О. Исследование маг- нитного поля трехфазных кабельных линий из одножиль- ных кабелей при двустороннем заземлении их экранов // Електротехніка і електромеханіка. – 2015. – № 4. – С. 56-61. doi: 10.20998/2074-272X.2015.4.11. 6. Ковригин Л.А. Продольные токи в экранах одножиль- ных кабелей // Кабель – nеws. – 2009. – №3. – С. 56-58. 7. Розов В.Ю., Ткаченко А.О., Ерисов А.В., Гринченко В.С. Аналитический расчет магнитного поля трехфазных кабельных линий при двустороннем замыкании собствен- ных экранов кабелей // Технічна електродинаміка. – 2017. – №2. – С. 13-18. 8. Демирчян К.С., Нейман Л.Р., Коровкин Н.В., Чечурин В.Л. Теоретические основы электротехники: В 3-х т. Учеб- ник для вузов. Том 3. – 4-е изд. – Спб.: Питер, 2003. – 377 с. 9. Подольцев А.Д., Кучерявая И.Н. Мультифизическое моделирование в электротехнике: Монография. – Киев: Ин- т электродинамики НАН Украины, 2015. – 305 с. 10. https://www.comsol.com/models/acdc-module 11. Гринченко В.С., Чунихин К.В., Ткаченко А.О. Расчет экранных токов в трехфазных кабельных линиях с тре- угольным расположением фаз // Тезисы докладов XХІV межд. науч.-практ. конф. «Информ. технологии: наука, тех- ника, технология, образование, здоровье» (MicroCAD-2016), Ч.2. 18-20 мая 2016 г., Харьков, НТУ «ХПИ», 324 с. 12. del-Pino-López J.C., Cruz-Romero P., Serrano-Iribarnegaray L. and Martínez-Román J. Magnetic field shielding optimization in underground power cable duct banks. Electric Power Systems Research, 2014, vol. 114, pp. 21-27. doi: 10.1016/j.epsr.2014.04.001. 13. Grinchenko V., Tkachenko O. and Grinchenko N. Improv- ing calculation accuracy of currents in cable shields at double- sided grounding of three-phase cable line. Electrical engineering & electromechanics, 2017, no.2, pp. 39-42. doi: 10.20998/2074- 272X.2017.2.06. REFERENCES 1. SOU-N ЕЕ 20.179:2008. Rozrakhunok elektrychnoho i mahnitnoho poliv linii elektroperedavannia. Metodyka [Calculation of the electric and magnetic fields of power line. Method]. Kyiv, Мinenergovugillya of Ukraine Publ., 2016, 34 p. (Ukr). 2. Rozov V.Yu., Reutskiy S.Yu., Piliugina O.Yu. The method of calculation of the magnetic field of three-phase power lines. Tekhnichna Elektrodynamika, 2014, no.5, pp. 11-13. (Rus). 3. Pravila ulashtuvannya electroustanovok [Electrical installa- tion regulations]. 5th ed. Kharkiv, Мinenergovugillya of Ukraine, 2014. 793 p. (Ukr). 4. SOU-N MEV 40.1-37471933-49:2011.2. Proektuvannia kabelnykh linii napruhoiu do 330 kV. Nastanova [Design of ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2017. №3 31 cable lines with voltage up to 330 kV. Guidance]. Kyiv, Мinenergovugillya of Ukraine Publ., 2017, 139 p. (Ukr). 5. Rozov V.Yu., Kvytsynskyi A.A., Dobrodeyev P.N., Grin- chenko V.S., Erisov A.V. and Tkachenko O.O. Study of the magnetic field of three phase lines of single core power cables with two-end bonding of their shields. Electrical engineering & electromechanics, 2015, no.4, pp. 56-61. (Rus). doi: 10.20998/2074-272X.2015.4.11. 6. Kovrigin L.A. The longitudinal currents in the screens of the single-core cables. Kabel-nеws, 2009, no.3, pp. 56-58. (Rus). 7. Rozov V.Yu., Tkachenko O.O., Erisov A.V. and Grin- chenko V.S. Analytical calculation of magnetic field of three- phase cable lines with two-point bonded shields. Tekhnichna Elektrodynamika, 2017, no.2, pp. 13-18 (Rus). 8. Demirchyan K., Neiman L., Korovkin N. and Chechurin V. Teoreticheskie osnovy elektrotekhniki: V 3 t.[Theoretical Basis of Electrical Engineering: in 3 vols.]. Saint Petersburg: Piter, vol.3, 2003, 377 p. (Rus). 9. Podoltsev A., Kucheryavaya I. Multifizicheskoe modeliro- vanie v elektrotehnike. Monografiya [Multi-physical modeling in electrical engineering. Monograph]. Kyiv: Inst. of Electrody- namics of NAS of Ukraine, 2015, 305 p. (Rus). 10. https://www.comsol.com/models/acdc-module 11. Grinchenko V.S., Tkachenko O.O. and Chunikhin K.V. Calculation of shield currents in three-phase cable lines with a trefoil arrangement of phases. Anotatsії dopovіdei 24 Mіzhn. nauk.-prakt. konf. "Іnformatsіinі tekhnologії: nauka, tekhnіka, tekhnologіia, osvіta, zdorov'ia" [Abstracts of 24th Int. Sci.- Pract. Conf. "Information technology: science, engineering, technology, education and health"]. Kharkiv, Ukraine, 2016, 18- 20 May, 324 p. (Rus). 12. del-Pino-López J.C., Cruz-Romero P., Serrano-Iribarnegaray L. and Martínez-Román J. Magnetic field shielding optimization in underground power cable duct banks. Electric Power Systems Research, 2014, vol. 114, pp. 21-27. doi: 10.1016/j.epsr.2014.04.001. 13. Grinchenko V.S., Tkachenko O.O. and Grinchenko N.V. Improving calculation accuracy of currents in cable shields at double-sided grounding of three-phase cable line. Electrical engineering & electromechanics, 2017, no.2, pp. 39-42. doi: 10.20998/2074-272X.2017.2.06. Поступила (received) 31.03.2017 Ткаченко Александр Олегович, аспирант, Государственное учреждение «Институт технических проблем магнетизма Национальной Академии Наук Украины», 61106, Харьков, ул. Индустриальная, 19, тел/phone +380 572 992162, е-mail: oleksandr.tk7@gmail.com O.O. Tkachenko State Institution «Institute of Technical Problems of Magnetism of the NAS of Ukraine», 19, Industrialna Str., Kharkiv, 61106, Ukraine. Determination of analytical calculation error of magnetic field of high-voltage cable lines with two-point bonded cable shields caused by non-uniform current distribution in the shields. This paper deals with the determination of analytical calcula- tion error of magnetic field of high-voltage cable lines in two- point bonded cable shields caused by non-uniformity of the cur- rent distribution in the shields. The relative error is determined by comparing numerical calculation of magnetic field obtained in the COMSOL Multiphysics software with the analytical one. It is shown that the maximum value of relative error does not exceed 8 %. The obtained error values are verified by testing the numerical calculation and confirmed by results of experi- ment. In paper proves the correctness of the analytical calcula- tion of magnetic field of cable lines at the points of its normali- zation, which is carried out without taking into account the non- uniform current distribution in the cable shields. References 13, tables 2, figures 4. Key words: cable line, cable shield, bonded shields, magnetic field, calculation error.

Репозитарії

Схожі ресурси