日冕物质拋射（coronal mass ejection, CME）是指等离子体和磁场突然从日冕中大量喷发。如果喷发的方向朝向地球，大量的高能带电粒子与地磁场作用就造成地球磁暴现象。带电粒子形成的电喷在变化的地球磁场作用下，在地球表面可诱发每公里几十伏，持续时间从几分钟到几小时的地表面电势（earth surface potential, ESP）。

当这一电势作用于电力系统时，会在系统长距离输电线路中产生地磁感应电流（geomagnetically induced current, GIC），其峰值可达数百安，这个电流变化频率远低于1Hz，呈准直流状态。研究发现，当GIC流入中性点接地的大型电力变压器时，就会造成变压器铁心在工作频率的每个半周期出现严重的磁饱和现象，这将对变压器产生严重的有害影响，进一步还会危及电力系统的安全运行。

GIC对变压器影响的研究一直受到电网运营商、设备制造商及学术界的重视。常规有限元分析考虑材料属性为线性，激励和响应皆为正弦信号。对于地磁感应电流问题，需要考虑铁心的半周期饱和及非对称磁化电流引起的饱和，常规有限元分析难以满足工程应用。

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传统解析方法难以模拟地磁感应电流直流偏磁引起的变压器饱和特性变化。沈阳工程学院电力学院、辽沈工业集团的研究人员，着重研究了如何从工程应用角度，找出在GIC影响条件下变压器磁化电流、损耗及温升可行性计算方法，为GIC影响地区的电力变压器提供设计参考。

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研究者通过有限元与PSCAD迭代联合计算，研究地磁感应电流影响的电力变压器运行特性的变化，首先基于有限元研究变压器铁心饱和运行条件下励磁特性计算方法，基于变压器铁心饱和特性曲线搭建PSCAD的地磁感应电流影响下磁化电流仿真模型，最终基于PSCAD与三维涡流场耦合分析，提出地磁感应电流影响下的变压器损耗及温升计算方法。并得到以下结论。

• 1）提出GIC影响下变压器磁化电流分析模型，通过有限元分析得出变压器励磁特性曲线，基于PSCAD得到不同直流偏磁下的励磁电流。
• 2）基于励磁电流分析，提出三维涡流场分析模型损耗修正计算方法，采用适合工程应用变压器在GIC影响下的损耗及温升计算方法进行分析，其结果初步满足工程应用及时性和准确性的要求。

以上研究成果已发表在2020年第1期《电气技术》杂志，论文标题为“大地直流偏磁影响下电力变压器损耗及温升计算研究”，作者为邢军强、王菲、韩刚、邱巍、于力。