高空电磁脉冲作用下电力系统主要效应模式分析

陈宇浩; 谢彦召; 刘民周; 高冲; 李萌; 巩少岩; 周建辉

doi:10.11884/HPLPB201931.190184

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高空电磁脉冲作用下电力系统主要效应模式分析

陈宇浩, 谢彦召, 刘民周, 高冲, 李萌, 巩少岩, 周建辉

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陈宇浩, 谢彦召, 刘民周, 等. 高空电磁脉冲作用下电力系统主要效应模式分析[J]. 强激光与粒子束, 2019, 31: 070007. doi: 10.11884/HPLPB201931.190184

引用本文:

陈宇浩, 谢彦召, 刘民周, 等. 高空电磁脉冲作用下电力系统主要效应模式分析[J]. 强激光与粒子束, 2019, 31: 070007. doi: 10.11884/HPLPB201931.190184

Chen Yuhao, Xie Yanzhao, Liu Minzhou, et al. Analysis of high-altitude electromagnetic effect models on power system[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2019, 31: 070007. doi: 10.11884/HPLPB201931.190184

Citation:

Chen Yuhao, Xie Yanzhao, Liu Minzhou, et al. Analysis of high-altitude electromagnetic effect models on power system[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2019, 31: 070007. doi: 10.11884/HPLPB201931.190184

高空电磁脉冲作用下电力系统主要效应模式分析

doi: 10.11884/HPLPB201931.190184

1.
西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室, 西安 71 0049;
2.
全球能源互联网研究院有限公司, 北京 1 02200;
3.
国网江苏省电气有限公司信息通信分公司, 南京 21 0024

详细信息

通讯作者:
谢彦召

Analysis of high-altitude electromagnetic effect models on power system

1.
State Key Laboratory of Electrical Insulation and Power Equipment,Xi’an Jiaotong University,Xi’an 710049,China;
2.
Global Energy Interconnection Research Institute Co Ltd,Beijing 102200,China;
3.
Information &Telecommunication Branch of State Grid Jiangsu Electric Power Company,Nanjing 210024,China

摘要: 随着电网智能化和整体规模的提高，现代电力系统越来越容易受到高空电磁脉冲的威胁，一旦关键环节故障将有可能导致连锁反应，造成大面积停电。而针对不同的电力设备，其效应模式和威胁等级也有所不同，需要进行分类和分级研究。根据电力设备在电磁脉冲作用下的不同效应模式，将其分为SCADA系统与继电保护设备，变压器、互感器等线圈类设备，线路与设备避雷器与其他设备，并分析了其效应机理。然后考虑高空电磁脉冲威胁下电力设备存在多种效应等级，介绍了不同效应分类方法以及多等级效应评估模型。最后综合考虑易损性和重要性以及系统间的级联影响，分别梳理总结了在E1和E3作用下电力系统的故障链模式。
- 电力设备 /
- 高空电磁脉冲 /
- 效应模式 /
- 多等级分类
Abstract: With the improvement of the intellectualization and overall scale of power grid, modern power system is more and more vulnerable to the threat of high-altitude electromagnetic pulse. Once the key link fails, cascading reactions may occur, resulting in large-scale blackouts. For different electric equipments, their effect modes and threat levels are also different, thus it is necessary to carry out classification research. According to the different effect modes of electric equipments under electromagnetic pulse, this paper divides the equipments into Supervisor Control And Data Acquisition (SCADA) system and relay protection equipment, coil type equipment including transformer and so on, lightning arrestor including line type and equipment type, and other types of equipment. Their effect mechanisms are analyzed in detail. Secondly, considering that there are many kinds of effect levels under the threat of high-altitude electromagnetic pulse, different effect classification methods and multi-level effect evaluation model are introduced. Finally, considering comprehensive impact of vulnerability and importance and the cascading effects among equipment, the fail are links of power system under E1 and E3 are summarized and analyzed, respectively.
- electric equipment /
- electromagnetic pulse /
- effect model /
- multistate classification

[1]	杜子韦华, 谢彦召. 架空及埋地多导体线缆对HEMP辐照的瞬态响应 . 强激光与粒子束, 2019, 31(07): 070003-. doi: 10.11884/HPLPB201931.190142
[2]	谢彦召, 刘民周, 陈宇浩. 国家关键基础设施电磁恢复力 . 强激光与粒子束, 2019, 31(07): 070001-. doi: 10.11884/HPLPB201931.190202
[3]	董宁, 谢彦召. 考虑参数不确定性的高空电磁脉冲E1分量环境计算及分析 . 强激光与粒子束, 2019, 31(07): 070002-. doi: 10.11884/HPLPB201931.190140
[4]	秦锋, 钟少武, 崔志同, 刘清, 毛从光. 核安保典型系统电磁脉冲效应试验研究 . 强激光与粒子束, 2019, 31(11): 113201-113201. doi: 10.11884/HPLPB201931.190219
[5]	束国刚, 杜子韦华, 黄玮, 陈宇浩, 陈卫华, 周熠, 翟守阳, 何奇, 谢彦召. 核电站最小安全系统电磁脉冲效应试验研究 . 强激光与粒子束, 2018, 30(10): 103203-. doi: 10.11884/HPLPB201830.180115
[6]	王富强, 马晨, 王东红, 张建东, 刘鹏, 刘艳. 屏蔽复合材料设备舱电磁脉冲屏蔽效能 . 强激光与粒子束, 2015, 27(10): 103245-. doi: 10.11884/HPLPB201527.103245
[7]	黄忠胜, 陈宇浩, 杨明, 李科杰, 祁国成, 吕峰, 谢萍, 刘青, 谢彦召. 基于贝叶斯方法的设备级电磁脉冲效应评估 . 强激光与粒子束, 2015, 27(12): 125002-. doi: 10.11884/HPLPB201527.125002
[8]	程引会, 马良, 周辉, 吴伟, 李进玺, 李宝忠. 高空核爆电磁脉冲穿透电离层数值计算 . 强激光与粒子束, 2011, 23(02): 0- .
[9]	马良, 吴伟, 程引会, 周辉, 李宝忠, 李进玺, 朱梦. 基于原始波形测量的脉冲电场探测器 . 强激光与粒子束, 2010, 22(11): 0- .
[10]	孙蓓云, 陈向跃, 翟爱斌, 毛从光. 直流固态继电器电磁脉冲失效模式实验研究 . 强激光与粒子束, 2009, 21(12): 0- .
[11]	翟爱斌, 谢彦召, 韩军, 孙东阳, 相辉. 两种高空核爆电磁脉冲下电话机的效应异同性及概率分布 . 强激光与粒子束, 2009, 21(10): 0- .
[12]	马良, 周辉, 程引会, 吴伟, 李宝忠, 李进玺. 地面铺设缆线的高空电磁脉冲响应研究 . 强激光与粒子束, 2008, 20(03): 0- .
[13]	任合明, 周璧华, 余同彬, 王钊2. 雷电电磁脉冲对架空电力线的耦合效应 . 强激光与粒子束, 2005, 17(10): 0- .
[14]	毛从光, 郭晓强, 周辉, 谢彦召. 高空核电磁脉冲模拟波形的双指数函数拟合法 . 强激光与粒子束, 2004, 16(03): 0- .
[15]	周启明, 罗学金, 许献国, 邓建红, 曹占峰, 王自元, 李小伟, 杨蓉. 近地九芯电缆高空电磁脉冲耦合模拟试验 . 强激光与粒子束, 2004, 16(01): 0- .
[16]	谢彦召, 王赞基, 王群书, 周辉, 孙蓓云. 高空核爆电磁脉冲波形标准及特征分析 . 强激光与粒子束, 2003, 15(08): 0- .
[17]	谢彦召, , 孙蓓云, 周辉, 王赞基, 王群书. 地面附近的高空核爆电磁脉冲环境 . 强激光与粒子束, 2003, 15(07): 0- .
[18]	余同彬, 周璧华. 近地长电缆对高空电磁脉冲晚期部分的响应 . 强激光与粒子束, 2003, 15(12): 0- .
[19]	黄聪顺, 周启明. 高空电磁脉冲作用下地面电缆屏蔽层感应电流的数值模拟 . 强激光与粒子束, 2003, 15(09): 0- .
[20]	孙蓓云, 周辉, 谢彦召. 两种高空核爆电磁脉冲电缆耦合效应的比较 . 强激光与粒子束, 2002, 14(06): 0- .

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高空电磁脉冲作用下电力系统主要效应模式分析

doi: 10.11884/HPLPB201931.190184

1. 西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室, 西安 71 0049;

2. 全球能源互联网研究院有限公司, 北京 1 02200;

3. 国网江苏省电气有限公司信息通信分公司, 南京 21 0024

通讯作者: 谢彦召

收稿日期: 2019-05-24
修回日期: 2019-06-15
刊出日期: 2019-07-15

关键词:

摘要: 随着电网智能化和整体规模的提高，现代电力系统越来越容易受到高空电磁脉冲的威胁，一旦关键环节故障将有可能导致连锁反应，造成大面积停电。而针对不同的电力设备，其效应模式和威胁等级也有所不同，需要进行分类和分级研究。根据电力设备在电磁脉冲作用下的不同效应模式，将其分为SCADA系统与继电保护设备，变压器、互感器等线圈类设备，线路与设备避雷器与其他设备，并分析了其效应机理。然后考虑高空电磁脉冲威胁下电力设备存在多种效应等级，介绍了不同效应分类方法以及多等级效应评估模型。最后综合考虑易损性和重要性以及系统间的级联影响，分别梳理总结了在E1和E3作用下电力系统的故障链模式。

English Abstract

Analysis of high-altitude electromagnetic effect models on power system

1. State Key Laboratory of Electrical Insulation and Power Equipment,Xi’an Jiaotong University,Xi’an 710049,China;

2. Global Energy Interconnection Research Institute Co Ltd,Beijing 102200,China;

3. Information &Telecommunication Branch of State Grid Jiangsu Electric Power Company,Nanjing 210024,China

Received Date: 2019-05-24
Rev Recd Date: 2019-06-15
Publish Date: 2019-07-15

Keywords:

Abstract: With the improvement of the intellectualization and overall scale of power grid, modern power system is more and more vulnerable to the threat of high-altitude electromagnetic pulse. Once the key link fails, cascading reactions may occur, resulting in large-scale blackouts. For different electric equipments, their effect modes and threat levels are also different, thus it is necessary to carry out classification research. According to the different effect modes of electric equipments under electromagnetic pulse, this paper divides the equipments into Supervisor Control And Data Acquisition (SCADA) system and relay protection equipment, coil type equipment including transformer and so on, lightning arrestor including line type and equipment type, and other types of equipment. Their effect mechanisms are analyzed in detail. Secondly, considering that there are many kinds of effect levels under the threat of high-altitude electromagnetic pulse, different effect classification methods and multi-level effect evaluation model are introduced. Finally, considering comprehensive impact of vulnerability and importance and the cascading effects among equipment, the fail are links of power system under E1 and E3 are summarized and analyzed, respectively.

陈宇浩, 谢彦召, 刘民周, 等. 高空电磁脉冲作用下电力系统主要效应模式分析[J]. 强激光与粒子束, 2019, 31: 070007. doi: 10.11884/HPLPB201931.190184

引用本文:

陈宇浩, 谢彦召, 刘民周, 等. 高空电磁脉冲作用下电力系统主要效应模式分析[J]. 强激光与粒子束, 2019, 31: 070007. doi: 10.11884/HPLPB201931.190184

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doi: 10.11884/HPLPB201931.190184

通讯作者: 谢彦召

Analysis of high-altitude electromagnetic effect models on power system

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高空电磁脉冲作用下电力系统主要效应模式分析

doi: 10.11884/HPLPB201931.190184

1. 西安交通大学 电力设备电气绝缘国家重点实验室, 西安 71 0049; 2. 全球能源互联网研究院有限公司, 北京 1 02200; 3. 国网江苏省电气有限公司信息通信分公司, 南京 21 0024

通讯作者: 谢彦召

English Abstract

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通讯作者:
谢彦召

1. 西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室, 西安 71 0049;

2. 全球能源互联网研究院有限公司, 北京 1 02200;

3. 国网江苏省电气有限公司信息通信分公司, 南京 21 0024