電力用変圧器の内部共振現象の解析を目的とした数値電磁界解析手法の基礎検討

カテゴリ: 部門大会

論文No: 387

グループ名: 【B】平成28年電気学会電力・エネルギー部門大会

発行日: 2016/09/05

タイトル(英語): Fundamental Investigation of Numerical Electromagnetic Analysis Method Aimed at Analysis of Internal Resonance Phenomenon of Power Transformer

著者名: 倉石 隆志(電力中央研究所),宮嵜 悟(電力中央研究所)

著者名(英語): Takashi Kuraishi|Satoru Miyazaki

キーワード: 電力用変圧器|数値電磁界解析|有限差分周波数領域法有限差分周波数領域法,Power Transformer,Numerical Electromagnetic Analysis,Finite Difference Frequency Domain Method

要約(日本語): 電力用変圧器のインピーダンスは，商用周波数ではインダクタンスの特性を示すが，巻線の対地静電容量やターン間の静電容量等により，数k～数MHzの周波数において，共振現象が生じる。この共振について解析することは，雷サージ電圧が侵入した際の過電圧解析や，周波数応答解析における巻線異常診断において，ニーズが高い。変圧器巻線の共振の解析では，回路モデルがしばしば用いられるが，インダクタンスやキャパシタンスを正確に求めることが難しく，巻線の共振現象を精度よく把握することは難しい。一方，変圧器の立体配置を与えてマクスウェルの方程式を直接解く数値電磁界解析を適用すれば，変圧器を回路定数に置き換えることなく共振周波数を直接精度よく解析できる可能性がある。一般に，数値電磁界解析手法は低周波では解析時間の過多や解析精度低下が問題となる。これらを解決する方法として，FDFD（Finite difference frequency domain）法の適用が考えられる。同手法は，マクスウェルの微分方程式を差分化し，周波数領域で解く手法であり，低周波では解析時間が短く済むこと，誘電体，磁性体，平面導体，厚みのある導体の取り扱いが容易である等の利点がある。しかしながら，変圧器の内部共振現象の解析に対してFDFD法の適用可能性の検討は成されていない。このため，FDFD法の同解析への適用可能性を，変圧器の一次近似を想定した簡易空芯コイルモデルを用いて検討したので報告する。

PDFファイルサイズ: 410 Kバイト