ABSTRACT

This paper proposes a set of mathematical models presenting electric and magnetic fields caused by operations of a high voltage transmission line under normal loading conditions. The mathematical models are expressed in second-order partial differential equations derived by analyzing magnetic field distribution around a 500kV AC power transmission lines. Finite element methods (FEM) for solving wave equations have been exploited. The computer simulation based on the use of the FEM has been developed in MATLAB programming environment. The problem of study is intentionally two-dimensional due to the property of long line field distribution. From all test cases, the calculation line of 1.0m above the ground level is set to investigate the electromagnetic fields acting on a human in comparative with ICNIRP (International Commission for Non-Ionising Radiation Protection) standard.

Keywords: Electromagnetic Field (EMF), Finite Element Method (FEM), Transmission Line, Matlab programming

Title: Calculation and Simulation of Electromagnetic Field Distribution for 500kV Power Transmission Systems Using Finite Element Method

TóM TắT

Bài viết này trình bày mô hình toán học của điện trường và từ trường gây ra bởi đường dây truyền tải điện cao áp dưới điều kiện phụ tải điện bình thường. Mô hình toán học được thể hiện bằng phương trình vi phân từng phần cấp hai có nguồn gốc bằng cách phân tích sự phân bố của điện trường và từ trường xung quanh đường dây truyền tải điện 500kV AC. Sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) để giải phương trình sóng.  Các mô phỏng bằng máy tính dựa trên việc sử dụng FEM và được lập trình bằng MATLAB. Nghiên cứu này xây dựng bài toán trong môi trường không gian hai chiều của điện trường và từ trường dọc theo đường dây truyền tải điện. Từ tất cả các trường hợp thử nghiệm ở độ cao 1,0 m phía dưới đường dây so với mặt đất được áp dụng để tính điện từ trường tác động lên cơ thể người theo tiêu chuẩn của ủy ban quốc tế Bảo vệ bức xạ không ion hóa.

Từ khóa: Trường điện từ (EMF), Phương pháp phần tử hữu hạn (FEM), Đường dây truyền tải, Lập trình Matlab