Розрахунок магнітного поля низьковольтного струмопроводу вбудованої трансформаторної підстанції

Abstract

Вбудовані трансформаторні підстанції є джерелом небезпечного для здоров’я населення магнітного поля промислової частоти у наближених до них житлових приміщеннях, що потребує його зменшення до діючих санітарних норм. 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.

Built-in transformer substations are a source of dangerous to public health of industrial frequency magnetic field at those closest to them a residential premises, this requires its reduction to current sanitary standards. The purpose of the work is to develop an analytical method for calculating the magnetic field near a low-voltage busbars of a 6(10)/0.4 kV transformer substation built into a residential building of an old building, which has no restrictions on the distance to the calculation zone. Using the Bio-Savar’s law and the principle of superposition, a mathematical model of the magnetic field of individual straight sections of the busbars has been constructed and an analytical method for calculating the magnetic field of a low-voltage busbars of a transformer substation has been developed, determining the induction of its magnetic field as a whole. The developed method for calculating the magnetic field has been verified, by means of experimental studies on the magnetic measuring stand of the institute of a full-scale laboratory model of a low-voltage busbars of a transformer substation with a power of 100 kVA, that confirmed the coincidence of the calculation results and the experiment with a spread of no more than 5 %. The character of the distribution of the magnetic field over three-phase low-voltage busbars was determined, which is close to a dipole, which determines the possibility of its effective reduction by simpler active shielding systems with one compensation winding.