Czasopismo | PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY | Rocznik 2024 - zeszyt 5

Study and measurement of magnetic emission generated by underground 400kV power cables

Badanie i pomiar emisji magnetycznej generowanej przez podziemne kable elektroenergetyczne 400kV

10.15199/48.2024.05.27

nr katalogowy: 148612
10.15199/48.2024.05.27

Streszczenie

Over the past few years, the use of very high-voltage underground electrical cables has gradually increased for the transmission of electricity in densely populated areas. This article presents a two-dimensional simulation based on the magnetostatic formulation to assess the magnetic field generated by a 400 kV underground high-voltage cable using the finite element method. An experimental study is conducted to evaluate magnetic pollution according to position and 2D coordinates for a variable load. The novelty lies in conducting this study in two scenarios: underground in the duct and the second case at the tunnel exit or aerial. In general, both the numerical simulation results and experimental findings are compared to demonstrate the efficiency of our model. The comparison of the two results shows a strong resemblance; they are very close with minimal errors, which ensures the validity of the adopted method.

Abstract

W ciągu ostatnich kilku lat stopniowo wzrosło wykorzystanie podziemnych kabli elektrycznych bardzo wysokiego napięcia do przesyłu energii elektrycznej na obszarach gęsto zaludnionych. W artykule przedstawiono dwuwymiarową symulację opartą na sformułowaniu magnetostatycznym, mającą na celu ocenę pola magnetycznego generowanego przez podziemny kabel wysokiego napięcia 400 kV metodą elementów skończonych. Przeprowadzono badanie eksperymentalne w celu oceny zanieczyszczenia magnetycznego na podstawie położenia i współrzędnych 2D dla zmiennego obciążenia. Nowością jest przeprowadzenie badań w dwóch scenariuszach: pod ziemią w kanale oraz w drugim przypadku na wyjściu z tunelu lub w powietrzu. Ogólnie rzecz biorąc, porównuje się zarówno wyniki symulacji numerycznych, jak i ustalenia eksperymentalne, aby wykazać skuteczność naszego modelu. Porównanie obu wyników wykazuje duże podobieństwo; są one bardzo zbliżone przy minimalnych błędach, co gwarantuje słuszność przyjętej metody.

Słowa kluczowe

Keywords

Bibliografia

[1] Rabah, D., Bentouati, B., El-Sehiemy, R.A. et al. Analysis of the Optimized Compensating Loops Effect on the Magnetic Induction Due to Very-High-Voltage Underground Cable Using Grey Wolf Optimizer. Arab J Sci Eng (2023). https://doi.org/10.1007/s13369-023-07656-5
[2] A.N.E. I. Ayad, W. Krika, H. Boudjella, A. Horch, "Simulation of the electromagnetic field in the vicinity of the overhead power transmission line," European Journal of Electrical Engineering, vol. 21, no. 1, pp. 49-53, 2019, doi: 10.18280/ejee.210108.
[3] H. Boudjella, A.N.E.I. Ayad, T. Rouibah, et al., "Magnetic field evaluation around 400 KV underground power cable under harmonics effects," Diagnostyka, 2022:2022209, doi: 10.29354/diag/150068.
[4] W. Krika, A.N.E.I. Ayad, Abdelghani Ayad, "Magnetic field simulation of three-core submarine power cable," in Acta Technica Napocensis - Series: Applied Mathematics, Mechanics, and Engineering, vol. 65, no. 2, pp. 135-146, 2022.
[5] Broere, W.: Urban underground space: solving the problems of today’s cities. Tunnel. Undergr. Space Technol. 55, 245–248 (2016). https://doi.org/10.1016/j.tust.2015.11.012
[6] J.C. del-Pino-López, P. Cruz-Romero, J.C. Bravo-Rodríguez, "Evaluation of the power frequency magnetic field generated by three-core armored cables through 3D finite element simulations," Electric Power Systems Research, vol. 213, 2022, https://doi.org/10.1016/j.epsr.2022.108701.
[7] A.Z.E. Dein, O.E. Gouda, M. Lehtonen, and M. M. F. Darwish, "Mitigation of the Electric and Magnetic Fields of 500-kV Overhead Transmission Lines," IEEE Access, vol. 10, pp. 33900-33908, 2022, doi: 10.1109/ACCESS.2022.3161932.
[8] A. Mohamed, H.G. Zaini, O.E. Gouda, S.S.M. Ghoneim, "Mitigation of Magnetic Flux Density of Underground Power Cable and its Conductor Temperature Based on FEM," IEEE Access, 2021; 9: 146592–146602, https://doi.org/10.1109/ACCESS.2021.3121175.
[9] R. Djekidel, D. Mahi, "Calculation and analysis of inductive coupling effects for HV transmission lines on aerial pipelines," Przegląd Elektrotechniczny, vol. 90, no. 9, pp. 151-156, 2014.
[10] Djekidel,R.; Mahi,D.; Hadjadj, A.:Assessment of magnetic induction emission generated by an underground HV cable. UPB Sci. Bull. Ser. C- Electr. Eng. Août 78(3), 179–194 (2016)
[11] CIGRE.: Electric and magnetic fields produced by transmission systems, Description of phenomena practical guide for calculation, Interference and fields of study,Working Group 01- Committee 36, Paris (1980)
[12] ICNIRP: International commission on non-ionizing radiation protection, guidelines for limiting exposure to time-varying electric andmagnetic fields (1 Hz to 100 kHz).Health Phys. 99(6), 818–836 (2010)
[13] IEEE Standards Coordinating Committee 28, on Non-Ionizing Radiation Hazards. IEEE Standard for Safety Levels with Respect to Human Exposure to Electromagnetic Fields, 0-3 KHz: C95. 6. IEEE (2002)
[14] Extra high voltage cable "http://www.iljinelectric.com/eng/product/prd_info.jsp?cd=1012
[15] LEONI Studer AG «Câbles d'énergie et Accessoires» cahier technique Décembre 2008.
[16] Technical Catalogue, "Maintenance Instruction and Installation Help of Underground Cable 220 kV XLPE," Electric Gas Power Plant of Sonelgaz Society at Hassi Messaoud, Ouargla, West of Algeria, The Real Geometrical Configuration.
[17] Theory for the Magnetic Fields, (2012), "No Currents Interface User's Guide, Magnetostatic Equation AC/DC Module," May, Multiphysics Software COMSOL 4.3, 2012, www.comsol.com/support/releasenotes/4.2/acdc.
[18] G. Meunier, The Finite Element Method: Theory, Implementation, and Applications, Book 2013, 395th edition, hardcover, Wiley.
[19] E. Karl Lonngren, V. Sava Savov, J. Randy Jost, “Fundamentals of Electromagnetics with MATLAB (Electromagnetic Waves)’’, eBook, 1st and 2nd Edition, Scitech Publishing; 2nd edition (October 31, 2007), ISBN-13: 978-1613530009.

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-publikacja (pdf) z zeszytu 2024-5 , nr katalogowy 148612 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	10.00 zł

Zeszyt


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-zeszyt (pdf) 2024-5 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	85.00 zł

Prenumerata

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

762.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	1002.00 zł brutto 927.78 zł netto 74.22 zł VAT (stawka VAT 8%)

1002.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna	960.00 zł brutto 888.89 zł netto 71.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

1002.00 zł

Zeszyt

2024-5

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma