高空核电磁脉冲E3成分会地表激发电场——诱发地磁感应电流——导致变压器直流偏磁、无功损耗增加，威胁电网电压稳定；与地磁暴相比，E3变化速度快、峰值高，但现有工程模型多采用准直流方式计算，精度不足以准确评估风险。 问题的根源在于传统方法将地磁感应电流视为稳态直流，忽视了变压器电感对快速电流变化的阻碍作用，同时采用线性经验系数计算无功损耗，未考虑大电流下的饱和特性。E3的快速脉冲特性放大了变压器的电感效应和非线性特性，使传统算法难以真实反映设备响应。 这种偏差带来两上影响：一是可能高估地磁感应电流的峰值和无功效应，导致对电网灾害风险的过度判断，影响防护资源配置的合理性；二是低估电感与饱和效应，不利于识别电压稳定的关键环节，削弱对系统性风险的精准把握。 针对这个问题，研究团队建立了基于E3作用机理的变压器动态地磁感应电流计算模型。该模型将感生电场等效为电压源，用非线性等效电感表示变压器电感，通过场路耦合仿真与解析方法明确等效电感随直流量的变化规律，构建了大电流条件下无功损耗的饱和特性曲线。这一方法有效修正了传统线性算法在E3场景下的误差，为电网仿真分析和设备评估提供了更可靠的参数。
该研究为高空核电磁脉冲风险评估提供了更贴近实际的工具，有助于完善特高压变压器的运行风险分析，为电网防护策略的制定奠定科学基础。随着电网规模扩大和系统复杂度提升，针对极端电磁事件的机理研究和模型完善将成为提升电力系统韧性的重要方向。在国家能源安全战略背景下，华北电力大学的这项研究通过揭示传统评估方法的局限性，为构建更加科学的电网安全防护体系做出了贡献，有助于提升我国电力系统应对复杂电磁环境的能力。