ПРОЦЕНА НА ВЛИЈАНИЕ НА ТС 400/110 kv СКОПЈЕ 5 ВРЗ ЧОВЕКОВАТА ОКОЛИНА

Transcription

1 ЧЕТВРТО СОВЕТУВАЊЕ Охрид, септември 4 Вонр. проф. д-р Велимир Филипоски Проф. д-р Леонид Грчев Пом. асистент Соња Филипоска Електротехнички факултет, Универзитет Св. Кирил и Методиј, Скопје Руменова Евица, дипл. ел. инж. Хиконс, Скопје ПРОЦЕНА НА ВЛИЈАНИЕ НА ТС 4/11 kv СКОПЈЕ ВРЗ ЧОВЕКОВАТА ОКОЛИНА КУСА СОДРЖИНА На влијанието на електроенергетските објекти врз човековата околина во последно време се почесто му се посветува потребното внимание. Во Р. Македонија, се поприсутна е состојбата високо напонските - 11kV-ните трафостаници да се најдат длабоко во урбаната средина било како резултат на проширувањето на урбаната средина, или како одраз на желбата да се намалат преносните загуби. Во овој труд, се презентирани искуствата на авторите врзани со пресметките на електричното и магнетното поле во доменот на разводната постројка на ТС Скопје 4/11kV. Резултатите од пресметките се прикажани во 3D и 2D геометрија што овозможува лесна анализа на влијанието на постројката. За одбележување е значајното зголемување на јачината на електричното поле во доменот, каде од технички причини се непосредно паралелно поставени две истоимени фази. Клучни зборови: електрично поле, магнетно поле, трафостаница, пресметки ABSTRACT The HV substations influence on the human inhabitant environment has lately been given the necessary attention. In R. Macedonia, the situation when high voltage 11 kv substations are found deeply into urban surroundings is ever more present as a result of the urban settings expansion, or because of the necessity to reduce the transmission losses. In this paper, the author's experiences related to the calculations of the electrical and magnetic fields in the surroundings of "Skopje " 4/11 kv substation are presented. The results of the calculations are shown in 2D and 3D, which gives an easy insight of the substation's influence. The increasing of the electrical field intensity is significant in the proximity of the substation, where, from technical reasons, two equivalent phases are placed parallel one next to the other. Keywords: electrical field, magnetic field, substation, calculations 1 ВОВЕД Електроенергетските објекти и надземните водови, заради можната несиметрија и големините на струите што течат низ нив можат да бидат извори на јако магнетно поле. Од друга страна, јачината на електричното поле зависи од напонското ниво. Некои од практично познатите негативни ефекти на електромагнетните полиња во електроенергетските постројки и вдолж трасите на високо напонските надземни водови се следни: Влијание на луѓето при создавање на услови на празнење на ел.поле од не заземјените метални делови на трасата на водот, што може да предизвика шок без услови за трајни последици. C3-2 1/8

2 C3-2 2/8 Негативно влијание на работата на некои типови на пејсмејкери. Искуството покажало дека ова е можно кај многу високи напони (> 4 kv) и подолготрајно задржување под водот. Со лабораториски испитувања забележано е дека многу јако електромагнетно поле предизвикува одредени ефекти на биолошките системи воопшто. Иако нема јасни сознанија за големината на ризикот по здравјето на луѓето поради изложеноста на електрични и магнетни полиња со ниски фреквенции (/6 Hz) донесени се меѓународни препораки кои ги определуваат дозволените границите на изложеност. За нас се меродавни Препораките на Собранието на Европската унија од 1999 год. [7] и Препораките за ограничување на изложеност на временски променливо електрично, магнетно и електромагнетно поле (до 3 GHz) издадени од Интернационалната Комисија за заштита од нејонизирачка радијација (ИЦНИРП) во 1998 год. [1], кои се меѓусебно ускладени. Прашањето за можното негативно влијание на електромагнетните полиња врз здравјето на луѓето е редовна тема за дискусија на сите досегашни советувања на Сигре уште од 1972 год. Во Македонија оваа проблематика е во повој и сеуште нема донесено законска регулатива за електромагнетните зрачења во околината на електроенергетски објекти. Во недостаток на наша користиме светска регулатива. Така, на пример, хрватскиот ЗЕП 1986 г. во соработка со РО Далекувод - Загреб, има издадено препораки Типизација на 11 kv далекуводи во Р. Хрватска, каде што е поместено и поглавјето Влијание на далекуводите на околината во кое може да се најдат основни насоки и препораки за оваа област. Електромагнетното влијание на вдолж трасата на водот се препорачува да се снима и прикаже подолжен и попречен профил на јачината на полето над површината на тлото на висина од 1 m до 1,8 m. Нивното искуство покажува дека јачината на електричното поле на траса на 11 kv вод на најнеповолно место (во средина на распонот под фазните проводници) не поминува вредност од 2 kv/m, додека јачината на максималната магнетна индукција се движи под 1 mt. Во дел од светската регулатива овие вредности се движат во следниве граници: Во СССР -197 год донесени се законски одредби за максимално дозволени вредности за електричното поле и тие се следните: 1 kv/m за раскрсници и места со зголемена фреквенција на присуство на луѓе 1 kv/m за ненаселени, но лесно пристапни места kv/m за тешко пристапни места За подолг престој во електроенергетски објект (трафостаница) прифатена е вредност од kv/m, вообичаена за 4 kv трафостаници. Во Јапонија, максимално дозволени вредности за електричното поле ограничена е на 3 kv/m за места достапни на луѓе. Во САД и Канада нема донесени законски одредби за максимално дозволени вредности за електричното поле, но одделни држави имаат своја регулатива и тие се движат во граници од 1 kv/m до 1 kv/m во ROW (дозволен правец) или правец со дозволена широчина по кој треба да поминуваат водовите и надземните инсталации, за што, од еколошки причини, е донесена законска одредба во овие држави. Во случајот на магнетно поле законските одредби сеуште не се докрај дефинирани или се во тек на донесување. Во САД само Флорида има донесено закон со кој се дефинирани дозволените вредности на магнетното поле и тие се движат во граници од: mt за kv вод на краиштата на ROW 2 mt за двојни kv водови на краиштата на ROW 1 mt за 23 kv и помали водови на краиштата на ROW

3 C3-2 3/8 2 ЕЛЕКТРОМАГНЕТНО ПОЛЕ ВО ЗОНАТА НА ТС СКОПЈЕ ТС Скопје е изградена во кругот на постојната ТС 2/11/3kV Скопје 1 на делот од резервните полиња на 2 kv постројка. По завршување на целокупната изградба, ТС Скопје 4/11 kv постројката ќе се состои од седум полиња и мерно-напонски трансформатори приклучени директно на собирниците. Таа ќе има два главни системи на собирници, два енергетски трансформатори и приклучок на постојната 11kV постројка во ТС Скопје 1. ТС Скопје 4/11kV трансформаторската постројка географски е лоцирана во северните делови на Скопје, во рамките на постојниот електроенергетски објект Скопје 1. Просторот околу локацијата на постројката и во нејзина непосредна близина моментално е слабо населен. Постројката се наоѓа во близина на обработливо земјиште, каде што претежно се садат градинарски култури. 2.1 Пресметки За реализација на пресметките на јачините на електрично и магнетно поле во просторот на разводната постројка на ТС Скопје, изработена е специјална програма. Најнапред, разводната постројка е исцртана во 3D геометрија со помош на AutoCAD. Од овој цртеж направена е влезна датотека во која е опишана геометријата на проводниците со сите параметри и координати на крајни и точки на прекршување. Исто така, направена е влезна датотека во која се опишува поврзаноста на крајните точки на вака дефинираните проводници со можност за избор на различна вклопна состојба, јачина и фазен став на струјата. На Слика 1, во 3D геометрија се прикажани сите проводници во разводната постројка што можат да се најдат на потенцијал (соодветен фазен напон) од 4kV. На распределбата на електричното поле посебно влијаат и столбовите и заштитните јажиња прикажани на Слика 2. На Слика 3, во 3D геометрија е прикажана целината на активните и пасивните проводници - елементи во делот на разводната постројка што се анализираат при пресметките на електричното поле. Во пресметките за определување на јачината на електричното поле претпоставено е дека сите проводници се приклучени на соодветен фазен напон што е и најнеповолната можна состојба. 'Фаза ' 'Фаза 4' 'Фаза 8' Слика 1. Преглед на положба на водови по фази во разводното поле

4 C3-2 4/8 Пасиви Слика 2. Преглед на положба на пасивни елементи (столбови и заштитни јажиња) Фаза Фаза 4 Фаза 8 Пасиви Слика 3. Преглед на положбата на водовите и пасивните структури

5 C3-2 /8 Јачина на електрично поле kv/m kv/m 1 kv/m kv/m Слика 4. Јачина на електричното поле во просторот на разводната постројка На слика 4 прикажана е јачината на електричното поле во просторот на разводната постројка во рамнина паралелна на тлото и поставена на 1m над тлото, со претпоставка дека сите проводници се приклучени на соодветна фаза како најнеповолен случај. На слика (во 2D геометрија) во рамнина паралелна на тлото и поставена на 1 m над тлото, прикажани се линиите со еднаква јачина на електричното поле и тоа за јачини на електричното поле од kv/m, 1 kv/m и 1 kv/m. На слика 6 прикажана е распределбата на јачината на електричното поле со нормален поглед од страната на трансформаторот, во рамнина нормална на тлото. Од сликите 4 до 6 забележливо е дека максималната јачина на електричното поле е во просторот каде, едно до друго се поставени проводниците на две истоимени фази. Може да се забележи дека најголема јачина на електричното поле се добива во пределот под прекинувачите и разделувачите, како делови од електричното коло што се на најмало растојание од земјата. Пресметките на магнетното поле изведени се за четири карактеристични одбрани состојби на конфигурација на развод со претпоставена максимална струја од 19 А. 1 kv/m 1 kv/m kv/m Слика. Јачина на електричното поле во просторот на разводната постројка на висина 1 m над тлото

6 C3-2 6/8 Јачина на електричното поле во kv/m Слика 6. Јачина на електричното поле во рамнина нормална на тлото (поглед од трансформаторот) во просторот на разводната постројка Резултатите од пресметките на магнетното поле при соодветна конфигурација на струјното коло се прикажани на слика 7 до Фаза Фаза 4 Фаза e- 6e- e- 4e- 3e- 2e- 1e Слика 7. Конфигурација на струјното коло и соодветна распределба на магнетното поле во T Јачина на магнетната индукција во Т 8e- 7e- 6e- e- 4e- 3e- 2e- 1e Слика 8. Конфигурација на струјното коло и соодветна распределба на магнетното поле

7 C3-2 7/ Јачина на магнетната индукција во Т 7e- 6e- e- 4e- 3e- 2e- 1e Слика 9. Конфигурација на струјното коло и соодветна распределба на магнетното поле Јачина на магнетната индукција во Т 8e- 7e- 6e- e- 4e- 3e- 2e- 1e Слика 1. Конфигурација на струјното коло и соодветна распределба на магнетното поле При тоа, може да се забележи дека максималните вредности за електричното и магнетното поле во разгледуваната област се: максимално ел.поле - 1 (kv/m) максимално магнетно поле -.8 (mt). Од друга страна, реалните вредности, добиени со мерење во ТС Скопје 4-4kV постројка, за трафо и далекуводно поле се: максимално ел.поле - 6. (kv/m) максимално магнетно поле - 2 (mt). Најголемата јачина на електричното поле се смета во пределот под прекинувачите и разделувачите, како делови од електричното коло кои се на најмало растојание од земјата. Може да се заклучи дека за 4kV постројка максимално дозволените вредности за електрично и магнетно поле, се поголеми од очекуваните, но, бидејќи ова е сеуште недоволно истражена област, без прецизни препораки останува да се биде претпазлив. 3. ЗАКЛУЧОК Анализите на електричното и магнетното поле во доменот на разводната постројка на ТС Скопје 4/11kV покажуваат дека при вака високо напонско ниво се јавува и значајна вредност на електричното поле сметано во рамнина на тлото на 1m височина и до 1kV/m. Јачината на електричното поле многу зависи од конфигурацијата на разводната постројка. Особено е видливо дека доколку нема симетрично повторлива распределба на фазите во полето, во просторот меѓу два соседни проводници приклучени на иста фаза, јачината на електричното поле е максимална.

8 C3-2 8/8 Магнетното поле не бележи значајни вредности и при вака голема инсталирана моќност согласно со јачината на струјата што се намалува при ваквото високо напонско ниво. 4. ЛИТЕРАТУРА [1] ICNIRP (International Commission on Non-Ioniziring Radiation Protection), Guidelines for Limiting Exposure to Time-varying Electric, Magnetic and Electromagnetic Fields (Up to 3 GHz), Health Physics, vol. 74 No 4, 1998, pp [2] B. J. Maddock, CIGRÉ Joint Working Group 36.1/6, "A summary of Standards for Human Exposure to Electric and Magnetic Fields and Magnetic Fields at Power Frequencies", Électra, No. 179, August 1998, pp [3] R. G. Olsen, P. S. Wong, "Characteristics of Low Frequency Electric and Magnetic Fields in the Vicinity of Electric Power Lines", IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 7, No. 4, October 1992, pp [4] R. G. Olsen, S. L. Backus, R. D. Stearns, "Development and Validation of Software for Predicting ELF Magnetic Fields Near Power Lines", IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 1, No. 3, July 199, pp [] Електротехнички Факултет - Скопје, Студија за влијанието на електричното и магнетното поле врз луѓето во околина на DV 4 kv Дуброво Штип и DV 4 kv Штип Бугарска граница, 1. [6] Joe D. Hoffman. Numerical Methods for Engineers and Scientists, Second Edition, Marcel Dekker, Inc. New York. Basel 1 [7] Council of the European Union, Council Recommendation of 12 July 1999 on the Limitation of Exposure of the General Public to Electromagnetic Fields (up to 3 GHz), Official Journal of the EC, L 199 on 3 July 1999, pp.9-7.