地磁暴对电力系统可能造成哪些威胁？例如电网稳定性、附加电流等问题如何发生？

问题描述

精选答案

地磁暴通过干扰地球磁场引发电网异常电流，可能直接威胁输电设备安全与区域供电稳定。以下是具体影响及成因：

一、对电网稳定性的影响

机制	表现	案例
地磁场快速变化诱发感应电流	变压器饱和、局部电压波动	1989年加拿大魁北克省大停电
电网频率异常	区域性供电中断或设备跳闸	2003年瑞典南部电网瘫痪事件

地磁暴期间，地表磁场剧烈变化会在地面长距离导体（如输电线、管道）中产生感应电流（GIC）。这些低频电流叠加在交流电网中，导致变压器铁芯磁饱和，引发过热、谐波畸变，甚至烧毁设备。

二、附加电流（GIC）的产生与危害

1. 形成路径
   • 地磁场变化→地表电势差→通过变压器接地点形成闭合回路。
   • 直流成分的GIC与交流电网叠加，引发设备异常。
2. 主要危害
   • 变压器损坏：铁芯饱和导致绕组过热、绝缘老化。
   • 继电保护误动作：电流异常触发保护装置，扩大停电范围。
   • 无功功率损耗：电网需额外补偿无功功率，增加运行压力。

三、关键防护措施

• 实时监测地磁活动：通过卫星数据预警，调整电网运行方式。
• 加装GIC阻断装置：在变压器中性点串联电容或电阻，限制感应电流。
• 优化电网结构：减少长距离输电回路，降低GIC影响范围。

地磁暴对电力系统的威胁具有突发性与广域性，需通过技术升级与协同防控降低风险。