お問い合わせやWEBでよく閲覧されている解析事例を定期的に紹介しています。
[JAC206] 磁界と熱流体連携による油入変圧器の温度解析
概要
電力用の大型変圧器は発電所で発電された高圧の電力を送電用に変圧するためなどに用いられます。変圧器の構造として、冷却と絶縁のために変圧器本体を納めたタンク内を絶縁油で満たした油入変圧器が多く用いられています。油入変圧器の絶縁油はポンプで強制循環させる場合と自然対流させる場合とがあります。
油入変圧器の巻線や鉄心の温度を見積もるためには絶縁油による熱伝達を見積もる必要があります。タンク内には変圧器の鉄心、巻線以外にも鉄心を支持する為のクランプ、漏洩磁界を防止するためのシールド等、様々な構造物があり、強制循環にせよ自然対流にせよ、絶縁油の流路は複雑で熱伝達を見積もるのは容易ではありません。
ここでは、強制循環タイプの油入変圧器の発熱分布を磁界解析で求め、熱流体解析モデルへマッピングし、熱流体解析で絶縁油を流体として扱って温度を求める手順と事例を紹介します。
損失密度分布
磁界解析で得られる変圧器のコアで生じる鉄損密度分布を図1に、コア以外で生じる銅損および漂遊負荷損の分布(ジュール損失密度分布)を図2に示します。損失量として主となる成分はコアの鉄損と巻線の銅損ですが、損失密度で見るとコネクタでも高くなっていることが分かります。
流速分布(流線)、温度分布など事例の詳細はWEBページをご覧ください。
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