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地磁感应电流作用下三相五柱变压器无功功率定量分析

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华北电力大学学报（自然科学版） 2024年第3期51卷 1-9,19页

作者：王泽忠李宇妍华北电力大学电气与电子工程学院北京102206

无功功率作为电力系统运行重要指标,其波动影响电力设备的安全稳定运行以及整个系统的电压稳定。为分析三相五柱变压器在地磁感应电流作用下的无功功率分布,根据变压器的实际参数,通过串联电阻及电压补偿的办法,建立三相五柱变压器磁场... 详细信息

无功功率作为电力系统运行重要指标,其波动影响电力设备的安全稳定运行以及整个系统的电压稳定。为分析三相五柱变压器在地磁感应电流作用下的无功功率分布,根据变压器的实际参数,通过串联电阻及电压补偿的办法,建立三相五柱变压器磁场-电路耦合有限元计算模型,对不同大小地磁感应电流下的变压器无功功率进行定量分析。通过计算三相五柱空载及额定负载下无功功率的分布以及单相自耦变压器无功功率,发现随着地磁感应电流的增大,三相五柱空载及负载无功功率特性曲线均大体呈线性增加,且单相自耦变压器相较于三相五柱变压器无功曲线对于地磁感应电流更为敏感。并结合不同芯柱结构变压器的磁路特点,分析了无功差异变化的原因。研究结果可为地磁感应电流作用下三相五柱变压器稳定运行提供参考依据。

关键词：三相五柱变压器地磁感应电流场路耦合模型无功功率定量计算

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地磁感应电流对系统电压影响研究

高压电器 2020年第5期56卷 114-120页

作者：万毅翁汉琍刘雷杨国稳林湘宁李昊威三峡电能有限公司湖北宜昌443002 三峡大学梯级水电站运行与控制湖北省重点实验室湖北宜昌443002 国网湖北检修公司鄂中运维分部武汉430050 浙江温岭市供电有限公司浙江温岭317500

针对地磁风暴发生时系统电压降低的现象,研究了地磁感应电流引起的直流偏磁对电力系统电压的影响。基于PSCAD/EMTDC平台搭建了地磁感应电流—直流偏磁的仿真模型,并用低频正弦交流电模拟地磁感应电流,记录了变压器无功功率的需求变化和... 详细信息

针对地磁风暴发生时系统电压降低的现象,研究了地磁感应电流引起的直流偏磁对电力系统电压的影响。基于PSCAD/EMTDC平台搭建了地磁感应电流—直流偏磁的仿真模型,并用低频正弦交流电模拟地磁感应电流,记录了变压器无功功率的需求变化和系统的电压,另外研究了地磁感应电流对发电机出力的影响,同时与单极运行直流电流对电压的影响进行对比研究。结果表明,磁感应电流会导致变压器无功需求周期性增多,系统电压周期性降低,最大下降约为10%,同时地磁感应电流会导致发电机有功出力减小、无功出力增大。而直流电流与系统电压成比例关系,最大下降为13%左右,因无功补偿装置系统电压会逐渐恢复但达不到额定电压。

关键词：地磁感应电流变压器无功功率电压周期性降低发电机有功出力

地磁感应电流在三相电力变压器绕组中的流通路径分析

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电力自动化设备 2017年第2期37卷 104-112页

作者：郑涛高小芊杨国生华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室北京102206 中国电力科学研究院北京100085

通过构建计及地磁感应电流(GIC)影响的交流系统仿真模型,研究了在不同运行条件下,GIC在Yg-Y接线与Yg-△接线变压器中GIC流通路径的特征。研究结果表明,在变压器三相绕组不对称饱和情况下,GIC在变压器三相绕组中非均匀分布,同时由于GIC... 详细信息

通过构建计及地磁感应电流(GIC)影响的交流系统仿真模型,研究了在不同运行条件下,GIC在Yg-Y接线与Yg-△接线变压器中GIC流通路径的特征。研究结果表明,在变压器三相绕组不对称饱和情况下,GIC在变压器三相绕组中非均匀分布,同时由于GIC的低频变化特征,GIC可能传变至变压器Y(△)侧,对继电保护系统的可靠运行产生影响。

关键词：电力变压器直流偏磁地磁感应电流流通路径

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地磁感应电流多学科交叉研究进展

吉林大学学报（地球科学版） 2024年第1期54卷 54-67页

作者：余年张学健孔文新韦昌重庆大学电气工程学院重庆400044 重庆大学资源与安全学院重庆400044

地磁感应电流(geomagnetically induced currents,GIC)是指地球变化磁场在地球表面导体中产生的感应电流,可对电网、油气管道、高铁等人造基础设施造成严重破坏,包括电力系统失效、通信干扰和电子设备损坏等,影响其稳定运行和功能。研究... 详细信息

地磁感应电流(geomagnetically induced currents,GIC)是指地球变化磁场在地球表面导体中产生的感应电流,可对电网、油气管道、高铁等人造基础设施造成严重破坏,包括电力系统失效、通信干扰和电子设备损坏等,影响其稳定运行和功能。研究GIC的意义在于深入理解其产生机理及影响因素,为制定相应的预防和应对策略提供科学依据。论文在深入总结GIC研究进展的基础上,详细阐述了GIC的产生机理及影响因素,包括宇宙空间、地球环境和电力系统对GIC的影响;概述了GIC的研究现状,分别从空间物理、地球物理和电气工程领域对GIC进行了综合评述;进而详细介绍了GIC估算的步骤,包括地磁场数据与建模、地电场和导体中GIC的计算;并重点分析了不同地球物理参数对GIC估算结果的影响以及互相之间的差异;最后,对GIC研究面临的挑战、地球物理在相关问题解决中的潜在贡献以及研究未来进行展望。

关键词：地磁感应电流地球磁场大地电磁地磁灾害

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地磁感应电流研究综述

地球与行星物理论评 2022年第1期53卷 53-65页

作者：步宛烨张慧茜黄清华北京大学地球与空间科学学院地球物理学系北京100871 河北红山地球物理国家野外科学观测研究站北京大学北京100871

因太阳活动而引起的地磁扰动,会在地球表面感生出地电场,从而在地表附近的导体系统中产生地磁感应电流(GICs).太阳表面的异常活动而引起的磁暴会导致强烈的GICs,严重威胁电信设备、电网、油气管道和铁路运输网络等基础设施系统的安全运... 详细信息

因太阳活动而引起的地磁扰动,会在地球表面感生出地电场,从而在地表附近的导体系统中产生地磁感应电流(GICs).太阳表面的异常活动而引起的磁暴会导致强烈的GICs,严重威胁电信设备、电网、油气管道和铁路运输网络等基础设施系统的安全运行,已经成为最严重的空间天气灾害之一.因此,对GICs进行深入研究以建立对其做出迅速预测的能力,在科学和应用方面都有重要意义.本文综述了GICs的研究进展,从引入空间天气的概念开始,将GICs作为从太阳活动到太阳风再到地球扰动的空间天气链的最终环节;重点阐述了GICs的计算中所涉及的三个步骤:地球表面地磁场重建、感应地电场的计算,以及地面导体系统中GICs计算;对每一步骤中主要方法的相关原理和应用做了简要介绍与评估;最后总结了当前GICs的研究现状,并对未来GICs的研究方向与挑战进行了展望.

关键词：地磁扰动地电场地磁感应电流空间天气灾害

地磁感应电流对电流互感器传变特性及差动保护的影响

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电力系统自动化 2013年第22期37卷 84-89页

作者：郑涛陈佩璐刘连光毛安澜新能源电力系统国家重点实验室华北电力大学北京市102206 中国电力科学研究院(武汉) 湖北省武汉市430074

直流偏磁可能影响电流互感器(TA)的暂态传变特性,威胁差动保护的正确动作和电力系统的安全运行。与高压直流输电(HVDC)引起的直流偏磁相比,地磁感应电流(GIC)产生的偏置磁通对TA暂态传变特性的影响情况更为复杂,GIC本身的随机性和时变... 详细信息

直流偏磁可能影响电流互感器(TA)的暂态传变特性,威胁差动保护的正确动作和电力系统的安全运行。与高压直流输电(HVDC)引起的直流偏磁相比,地磁感应电流(GIC)产生的偏置磁通对TA暂态传变特性的影响情况更为复杂,GIC本身的随机性和时变性决定其不能与纯直流引起的偏磁视为等同,而应加以区分。文中研究了由GIC及由HVDC引发的直流偏磁对TA影响的异同。结合TA等值电路,对GIC引起TA饱和的机理进行分析,并在PSCAD/EMTDC中构建仿真模型,根据GIC的特征用低频余弦量对其进行模拟。仿真分析了由GIC引起的TA暂态饱和及局部暂态饱和现象,研究了其对变压器差动保护的影响。研究表明,GIC可能通过影响TA的暂态传变特性从而对变压器差动保护产生影响,GIC对电网安全稳定运行的威胁需引起重视。

关键词：直流偏磁电流互感器地磁感应电流局部暂态饱和

基于视电阻率数据的电网地磁感应电流计算方法

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电力自动化设备 2021年第3期41卷 151-156页

作者：王泽忠司远刘连光张彩友姚辉陈水耀华北电力大学高电压与电磁兼容北京重点实验室北京102206 华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室北京102206 国网浙江省电力有限公司检修分公司浙江杭州310000

快速准确地计算地磁感应电流是利用电网调度预防地磁扰动(GMD)灾害的基础。基于大地电性结构模型利用有限元计算GMD地电场的方法,具有工作量大、耗时长的缺点,不能满足调度防灾的需求。提出对输电线路进行微元化处理,利用变异函数和滑... 详细信息

快速准确地计算地磁感应电流是利用电网调度预防地磁扰动(GMD)灾害的基础。基于大地电性结构模型利用有限元计算GMD地电场的方法,具有工作量大、耗时长的缺点,不能满足调度防灾的需求。提出对输电线路进行微元化处理,利用变异函数和滑动加权平均进行视电阻率估计,结合地磁台地磁场实测数据直接计算微元GMD地电场。仿真实验结果表明,与建立大范围大地电导率模型并采用有限元计算的方法相比,利用视电阻率计算GMD地电场的方法省略了复杂的大地建模过程,提高了计算精度,缩短了运算时间,可为电网调度防治GMD灾害提供基础算法。

关键词：视电阻率 GMD 地电场变异函数地磁感应电流

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地磁感应电流对电网安全稳定运行的影响

电网技术 2010年第11期34卷 24-30页

作者：文俊刘连光项颂马雪玲李伟霞华北电力大学电气与电子工程学院北京市昌平区102206

太阳黑子异常活动而导致的具有准直流特性的地磁感应电流(geomagnetic induced current,GIC)的峰值远远高于变压器允许承受的直流量,已引起国内外多个电网相继发生电气设备受损和电网崩溃的事故。分析了GIC产生的机制,以及GIC致使变压... 详细信息

太阳黑子异常活动而导致的具有准直流特性的地磁感应电流(geomagnetic induced current,GIC)的峰值远远高于变压器允许承受的直流量,已引起国内外多个电网相继发生电气设备受损和电网崩溃的事故。分析了GIC产生的机制,以及GIC致使变压器出现直流偏磁的原因。文中指出通过变压器的直流偏磁,GIC可能对交流电网的设备和电网的安全稳定运行构成威胁。详细分析了不同类型高压直流输电GIC存在的可能性,指出长距离高压直流输电只有在2种运行方式下,直流线路中才会出现GIC;正常运行时,该直流GIC不会危及直流输电的运行。最后提出了开展GIC对交直流系统安全稳定运行研究工作的建议。

关键词：地磁感应电流地面电势地磁暴直流偏磁:准直流高压直流输电换流变压器

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地磁感应电流对变压器振动、噪声的影响

高电压技术 2009年第4期35卷 900-904页

作者：张冰刘连光肖湘宁华北电力大学电气与电子工程学院北京102206

为研究太阳活动引起的地磁暴在电网中产生地磁感应电流对电网运行的不利影响,通过对岭澳核电站和上河变电站主变压器中性点电流实测数据与相关地磁台磁暴数据相关性的比较分析,说明了我国电网已经受到地磁暴的侵袭;通过分析比较正常运... 详细信息

为研究太阳活动引起的地磁暴在电网中产生地磁感应电流对电网运行的不利影响,通过对岭澳核电站和上河变电站主变压器中性点电流实测数据与相关地磁台磁暴数据相关性的比较分析,说明了我国电网已经受到地磁暴的侵袭;通过分析比较正常运行变压器的振动噪声特性和地磁感应电流作用下变压器的振动噪声特性,认为地磁暴会引起变压器振动噪声的增大,江苏、浙江、广东等电网发现了大量变压器振动噪声异常的事件为地磁暴在输电线路中产生的地磁感应电流所致。目前,1000kV特高压工程已开工建设,与500kV电网相比,特高压线路的单位电阻更小,并且线路更长、建设规模更大,更易受到地磁暴的影响,因此磁暴影响问题迫切需要研究。

关键词：地磁暴地磁感应电流变压器直流偏磁振动噪声