JP6642230B2

JP6642230B2 - DC bias detection method for transformer core and DC bias detection system for transformer core

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Publication number: JP6642230B2
Application number: JP2016083051A
Authority: JP
Inventors: 雅人溝上
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2016-04-18
Filing date: 2016-04-18
Publication date: 2020-02-05
Anticipated expiration: 2036-04-18
Also published as: JP2017194290A

Description

本発明は、変圧器鉄心の直流偏磁検出方法および変圧器鉄心の直流偏磁検出システムに関し、特に、変圧器の鉄心に発生する直流偏磁を検出するために用いて好適なものである。 The present invention relates to a method for detecting a DC bias of a transformer core and a system for detecting a DC bias of a transformer core, and is particularly suitable for detecting DC bias generated in a core of a transformer.

電力系統においては、直流電力を交流電力に変換するインバータや電力変換装置など、スイッチング半導体素子によって構成される回路に、変圧器を接続する場合がある。変圧器には交流電力が入力されるが、前記回路が交流波形を生成する時、半導体素子のスイッチングのタイミングのずれなどの誤差によって、本来、正側と負側とで対称となるべき交流の電圧波形や電流波形が非対称となり、この現象が複数の周期に渡って連続して発生することがある。この様な場合、変圧器の１次電圧または２次電圧の積分波形となる、変圧器の鉄心の磁束の時間変化を示す波形は、一方の極性側に偏位していく、いわゆる偏磁が発生する。 In a power system, a transformer may be connected to a circuit including a switching semiconductor element, such as an inverter or a power converter that converts DC power into AC power. AC power is input to the transformer, but when the circuit generates an AC waveform, due to an error such as a shift in the switching timing of the semiconductor element, the AC power that should be symmetrical between the positive side and the negative side due to errors. The voltage waveform and the current waveform become asymmetric, and this phenomenon may occur continuously over a plurality of cycles. In such a case, the waveform showing the temporal change of the magnetic flux of the iron core of the transformer, which is an integral waveform of the primary voltage or the secondary voltage of the transformer, is displaced to one polarity side, so-called demagnetization. appear.

前記偏磁は時間とともに増加し続けるが、電磁鋼板を始めとする磁性材料の磁化は飽和特性を持っているため、前記偏磁は一定の位置に至ると停止し、定常状態となる。この状態を、鉄心が直流偏磁された状態と呼ぶ。この状態では鉄心における最大磁化は、励磁の一周期の一方の半周期と、他方の半周期とで異なる値になり、一周期の一方の半周期での最大磁化が、他方の半周期での最大磁化よりも大きくなる。 Although the magnetization continues to increase with time, the magnetization of the magnetic material such as the electromagnetic steel sheet has a saturation characteristic, so that the magnetization stops when it reaches a certain position and becomes a steady state. This state is referred to as a state in which the iron core is DC-polarized. In this state, the maximum magnetization in the iron core is different between one half cycle of the excitation and the other half cycle, and the maximum magnetization in one half cycle of the one cycle is different in the other half cycle. It becomes larger than the maximum magnetization.

変圧器の鉄心ではしばしば、その鉄損、励磁電流、騒音が問題となるが、これらはいずれも磁化に対する特性が非線形で上反りの曲線となる。そのため、直流偏磁で最大磁化が上昇した半周期では、過大な鉄損、励磁電流、騒音が発生することとなり、一周期でそれらを平均しても高くなるため問題化する。 Transformer iron cores often have problems with iron loss, exciting current, and noise, all of which have a non-linear characteristic with respect to magnetization and have curved curves. Therefore, in a half cycle in which the maximum magnetization is increased due to the DC bias, excessive iron loss, exciting current, and noise are generated, and even if these are averaged in one cycle, the problem is raised.

この直流偏磁を強制的に抑制する技術は特許文献１〜３で提案されているが、そのためには、直流偏磁を検出する必要がある。つまり、直流偏磁の抑制を行うには、抑制に使用するパラメータの制御を定量的に行う必要があるため、まずは偏磁量を定量的に精度良く測定する技術が必要となる。更に変圧器は高電圧を扱うことがあるため、このような場合には、直流偏磁の測定に使用するセンサーへの放電事故を避ける、すなわち安全性が確保できる測定とすることも必要である。 Techniques for forcibly suppressing the DC bias are proposed in Patent Documents 1 to 3, but for that purpose, it is necessary to detect the DC bias. That is, in order to suppress the DC bias, it is necessary to quantitatively control the parameters used for the suppression. Therefore, a technique for quantitatively and accurately measuring the amount of the bias is first required. Furthermore, since the transformer may handle high voltage, in such a case, it is necessary to avoid a discharge accident to the sensor used for the measurement of the DC bias, that is, to perform the measurement to ensure safety. .

特開昭５９−１３３１３号公報JP-A-59-13313 特開平１−１５７２２０号公報JP-A-1-157220 特開２０１２−１２０２５１号公報JP 2012-120251 A

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、変圧器の励磁電流を変流器で測定する。負荷電流の大きさに比べて励磁電流の大きさは小さく、励磁電流が負荷電流に埋もれてしまうため、変圧器に負荷が接続されている状態では、励磁電流を正確に測定することが容易ではない。また、特許文献２に記載の技術では、鉄心のほぼ中央にサーチコイルを配置し、サーチコイルで磁束を検出する。変圧器内にサーチコイルを配置するため、そのスペースを確保する必要があり、変圧器が大きくなる虞がある。また、そのようなスペースがない場合には、直流偏磁を検出することができない。さらに、前述した安全性を十分に確保することが容易ではない。また、特許文献３に記載の技術では、変圧器の鉄心の温度を測定する。この場合、直流偏磁が発生してから鉄心の温度が上昇するまでの間に時間遅れが生じる。また、油入変圧器の絶縁油の温度など、変圧器の周囲の温度が高い場合には、直流偏磁による鉄心の温度の上昇分を正確に測定することが容易ではない。
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、変圧器の鉄心に生じている直流偏磁を、精度良く且つ安全に検出できるようにすることを目的とする。 However, in the technique described in Patent Literature 1, the exciting current of the transformer is measured by the current transformer. Since the magnitude of the exciting current is smaller than the magnitude of the load current, and the exciting current is buried in the load current, it is not easy to measure the exciting current accurately while the load is connected to the transformer. Absent. Further, in the technique described in Patent Document 2, a search coil is arranged substantially at the center of an iron core, and magnetic flux is detected by the search coil. Since the search coil is arranged in the transformer, it is necessary to secure a space for the search coil, and the transformer may be large. If there is no such space, DC bias can not be detected. Further, it is not easy to sufficiently secure the above-mentioned safety. In the technique described in Patent Document 3, the temperature of the core of the transformer is measured. In this case, a time delay occurs between the occurrence of the DC bias and the rise of the temperature of the iron core. Also, when the temperature around the transformer is high, such as the temperature of the insulating oil of the oil-immersed transformer, it is not easy to accurately measure the increase in the temperature of the iron core due to the DC bias.
The present invention has been made in view of the above-described problems, and has as its object to accurately and safely detect a DC bias generated in an iron core of a transformer.

本発明の変圧器鉄心の直流偏磁検出方法の第１の例は、変圧器の鉄心に生じている振動を、前記変圧器の外表面に取り付けられた振動センサーまたは前記変圧器に連結されている構造物に取り付けられた振動センサーを用いて測定する測定工程と、前記測定工程により測定された前記振動による前記鉄心の変位の時間変化に基づいて、前記鉄心に生じている直流偏磁を検出する直流偏磁検出工程と、前記測定工程により測定された前記振動による前記鉄心の変位の時間変化を表す波形である振動変位波形から、所定の周波数成分の波形である偏磁検出用波形を抽出する抽出工程と、を有し、前記直流偏磁検出工程は、前記抽出工程により抽出された前記偏磁検出用波形の大きさに基づいて、前記鉄心に生じている直流偏磁の偏磁量を検出することを特徴とする。
本発明の変圧器鉄心の直流偏磁検出方法の第２の例は、変圧器の鉄心に生じている振動を、前記変圧器の外表面に取り付けられた振動センサーまたは前記変圧器に連結されている構造物に取り付けられた振動センサーを用いて測定する測定工程と、前記測定工程により測定された前記振動による前記鉄心の変位の時間変化に基づいて、前記鉄心に生じている直流偏磁を検出する直流偏磁検出工程と、前記測定工程により測定された前記振動による前記鉄心の変位の時間変化を表す波形である振動変位波形から、所定の周波数成分の波形である偏磁検出用波形を抽出する抽出工程と、前記鉄心に直流偏磁が生じていないときの前記振動変位波形の極性であって、前記鉄心に直流偏磁が生じていないときの前記鉄心の磁化と時間との関係を示す磁化波形において前記鉄心の磁化の絶対値が最大になるタイミングにおける当該振動変位波形の極性を予め記憶する記憶工程と、前記変圧器の巻線電圧に基づいて前記鉄心の磁化と時間との関係を示す磁化波形を導出する磁化導出工程と、を有し、前記直流偏磁検出工程は、前記抽出工程により抽出された前記偏磁検出用波形に基づいて、前記鉄心に生じている直流偏磁を検出し、前記直流偏磁検出工程は、前記抽出工程により抽出された前記偏磁検出用波形におけるタイミングであって、前記記憶工程により記憶された極性の側で絶対値が最大となるタイミングにおける前記鉄心の磁化の極性を、前記磁化導出工程により導出された前記磁化波形から導出し、当該導出した極性を前記鉄心に生じている直流偏磁の極性とすることを特徴とする。 A first example of the method for detecting DC bias of a transformer core according to the present invention is a method in which vibration generated in a core of a transformer is connected to a vibration sensor attached to an outer surface of the transformer or the transformer. Detecting a DC bias generated in the iron core based on a measurement step of measuring using a vibration sensor attached to a structure that is mounted and a time change of the displacement of the iron core due to the vibration measured in the measurement step. A DC bias detection step, and a bias detection waveform that is a waveform of a predetermined frequency component is extracted from a vibration displacement waveform that is a waveform representing a time change of the displacement of the iron core due to the vibration measured in the measurement step. an extraction step of, have a, the DC polarization磁検out process, based on the size of the extracted by the extracting step the polarized磁検out waveform, polarized磁量DC magnetic deviation that occurs in said core to detect And wherein the door.
A second example of the method for detecting DC bias of a transformer core according to the present invention is a method of connecting a vibration generated in a core of a transformer to a vibration sensor attached to an outer surface of the transformer or the transformer. Detecting a DC bias generated in the iron core based on a measurement step of measuring using a vibration sensor attached to a structure that is mounted and a time change of the displacement of the iron core due to the vibration measured in the measurement step. A DC bias detection step, and a bias detection waveform that is a waveform of a predetermined frequency component is extracted from a vibration displacement waveform that is a waveform representing a time change of the displacement of the iron core due to the vibration measured in the measurement step. And the polarity of the vibration displacement waveform when no DC bias occurs in the iron core, and indicates the relationship between the magnetization and time of the iron core when no DC bias occurs in the iron core. Magnetic In the waveform, the storage step of storing in advance the polarity of the vibration displacement waveform at the timing when the absolute value of the magnetization of the core becomes the maximum, and the relationship between the magnetization of the core and time based on the winding voltage of the transformer. A magnetization deriving step of deriving a magnetization waveform, wherein the DC bias detection step detects a DC bias occurring in the iron core based on the bias detection waveform extracted in the extraction step. The DC bias detection step is a timing in the bias detection waveform extracted in the extraction step, and the iron core at a timing at which the absolute value is maximum on the side of the polarity stored in the storage step. Is derived from the magnetization waveform derived in the magnetization deriving step, and the derived polarity is the polarity of the DC bias generated in the iron core.

本発明の変圧器鉄心の直流偏磁検出システムの第１の例は、変圧器の鉄心に生じている振動を、前記変圧器の外表面に取り付けられた振動センサーまたは前記変圧器に連結されている構造物に取り付けられた振動センサーを用いて測定する測定手段と、前記測定手段により測定された前記振動による前記鉄心の変位の時間変化に基づいて、前記鉄心に生じている直流偏磁を検出する直流偏磁検出手段と、前記測定手段により測定された前記振動による前記鉄心の変位の時間変化を表す波形である振動変位波形から、所定の周波数成分の波形である偏磁検出用波形を抽出する抽出手段と、を有し、前記直流偏磁検出手段は、前記抽出手段により抽出された前記偏磁検出用波形の大きさに基づいて、前記鉄心に生じている直流偏磁の偏磁量を検出することを特徴とする。
本発明の変圧器鉄心の直流偏磁検出システムの第２の例は、変圧器の鉄心に生じている振動を、前記変圧器の外表面に取り付けられた振動センサーまたは前記変圧器に連結されている構造物に取り付けられた振動センサーを用いて測定する測定手段と、前記測定手段により測定された前記振動による前記鉄心の変位の時間変化に基づいて、前記鉄心に生じている直流偏磁を検出する直流偏磁検出手段と、前記測定手段により測定された前記振動による前記鉄心の変位の時間変化を表す波形である振動変位波形から、所定の周波数成分の波形である偏磁検出用波形を抽出する抽出手段と、前記鉄心に直流偏磁が生じていないときの前記振動変位波形の極性であって、前記鉄心に直流偏磁が生じていないときの前記鉄心の磁化と時間との関係を示す磁化波形において前記鉄心の磁化の絶対値が最大になるタイミングにおける当該振動変位波形の極性を予め記憶する記憶手段と、前記変圧器の巻線電圧に基づいて前記鉄心の磁化と時間との関係を示す磁化波形を導出する磁化導出手段と、を有し、前記直流偏磁検出手段は、前記抽出手段により抽出された前記偏磁検出用波形に基づいて、前記鉄心に生じている直流偏磁を検出し、前記直流偏磁検出手段は、前記抽出手段により抽出された前記偏磁検出用波形におけるタイミングであって、前記記憶手段により記憶された極性の側で絶対値が最大となるタイミングにおける前記鉄心の磁化の極性を、前記磁化導出手段により導出された前記磁化波形から導出し、当該導出した極性を前記鉄心に生じている直流偏磁の極性とすることを特徴とする。 A first example of the DC bias detection system for a transformer core according to the present invention is configured such that a vibration generated in a core of the transformer is connected to a vibration sensor attached to an outer surface of the transformer or the transformer. Measuring means for measuring using a vibration sensor attached to a structure, and detecting a DC bias generated in the iron core based on a time change of displacement of the iron core due to the vibration measured by the measuring means. DC bias detection means, and a bias detection waveform which is a waveform of a predetermined frequency component is extracted from a vibration displacement waveform which is a waveform representing a time change of displacement of the iron core due to the vibration measured by the measurement means. extracting means for, have a, the DC polarization磁検detecting means, based on the size of the extracted by the extracting means and the polarization磁検out waveform, polarized磁量DC magnetic deviation that occurs in said core the detection And wherein the Rukoto.
A second example of the DC magnetic field detection system for a transformer core according to the present invention is configured such that vibration generated in the core of the transformer is connected to a vibration sensor attached to the outer surface of the transformer or the transformer. Measuring means for measuring using a vibration sensor attached to a structure, and detecting a DC bias generated in the iron core based on a time change of displacement of the iron core due to the vibration measured by the measuring means. DC bias detection means, and a bias detection waveform which is a waveform of a predetermined frequency component is extracted from a vibration displacement waveform which is a waveform representing a time change of displacement of the iron core due to the vibration measured by the measurement means. Extraction means, and the polarity of the vibration displacement waveform when no DC bias occurs in the iron core, and shows the relationship between the magnetization of the iron core and time when the DC bias does not occur in the iron core. A storage unit that stores in advance the polarity of the vibration displacement waveform at the timing when the absolute value of the magnetization of the core in the magnetization waveform becomes maximum, and a relationship between the magnetization of the core and time based on the winding voltage of the transformer. Magnetization deriving means for deriving a magnetization waveform shown, wherein the DC bias detection means detects a DC bias generated in the iron core based on the bias detection waveform extracted by the extraction means. The DC bias detection means detects the timing in the bias detection waveform extracted by the extraction means, wherein the absolute value is the maximum on the side of the polarity stored by the storage means. The polarity of the magnetization of the core is derived from the magnetization waveform derived by the magnetization deriving means, and the derived polarity is the polarity of the DC bias generated in the core. That.

本発明によれば、変圧器の鉄心に生じている直流偏磁を、精度良く且つ安全に検出することができる。 According to the present invention, it is possible to accurately and safely detect DC bias generated in an iron core of a transformer.

変圧器鉄心の直流偏磁検出システムの構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the DC bias detection system of a transformer core. 直流偏磁の偏磁量と方向を導出する方法の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of a method of deriving the amount and direction of magnetization of direct current magnetization. 変圧器鉄心の直流偏磁検出システムの処理の一例を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining an example of a process of the DC bias detection system of the transformer core. 実施例における変圧器鉄心の直流偏磁検出システムを示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a DC bias detection system for a transformer core in the embodiment. 鉄心に与えた直流偏磁の直流磁界の大きさと、偏磁検出用波形の振幅との関係の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a relationship between the magnitude of a DC magnetic field of DC bias applied to an iron core and the amplitude of a bias detection waveform.

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。尚、各図では、説明の都合上、説明に必要な部分のみを必要に応じて簡略化して示す。
図１は、変圧器鉄心の直流偏磁検出システムの構成の一例を示す図である。
図１では、直流偏磁の検出対象の変圧器が油入変圧器である場合を例に挙げて示す。また、変圧器１０については、変圧器１０の重心の位置を通るように鉄心１１の積層方向（ｙ軸方向）に対して垂直な方向に切断した断面（即ち、ｘ−ｚ断面）を示す。
変圧器１０は、鉄心１１と、１次巻線１２と、２次巻線１３と、絶縁油１４と、タンク１５とを有する。 Hereinafter, embodiments for implementing the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each figure, for convenience of explanation, only parts necessary for the explanation are simplified and shown as necessary.
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a DC bias detection system for a transformer core.
FIG. 1 shows an example in which the transformer to be subjected to DC bias detection is an oil-immersed transformer. Further, the transformer 10 shows a cross section (that is, an xz cross section) cut in a direction perpendicular to the stacking direction (y-axis direction) of the iron core 11 so as to pass through the position of the center of gravity of the transformer 10.
The transformer 10 has an iron core 11, a primary winding 12, a secondary winding 13, an insulating oil 14, and a tank 15.

鉄心１１は、例えば、方向性電磁鋼板を積層させることにより形成される。ただし、鉄心１１は、必ずしも方向性電磁鋼板を用いて形成する必要はない。例えば、無方向性電磁鋼板を積層させることにより形成してもよい。また、鉄心１１の形状も図１に示す形状に限定されない。また、図１では、鉄心１１にギャップ１６が設けられている場合を例に挙げて示す。ギャップ１６を設けることにより、鉄心１１の磁気抵抗が増加し、直流偏磁の過度の進行を抑制することができる。ギャップ１６は、空隙であっても、当該空隙に非磁性体等を配置することにより形成してもよい。尚、ギャップ１６を空隙にした場合、油入変圧器では、ギャップ１６に絶縁油１４が存在することになる。また、必ずしもギャップ１６を形成する必要はない。鉄心１１は、台座１７の上に載せられてタンク１５に固定される。 The iron core 11 is formed, for example, by laminating grain-oriented electrical steel sheets. However, the iron core 11 does not necessarily need to be formed using a grain-oriented electrical steel sheet. For example, it may be formed by laminating non-oriented electrical steel sheets. Further, the shape of the iron core 11 is not limited to the shape shown in FIG. FIG. 1 shows an example in which a gap 16 is provided in the iron core 11. By providing the gap 16, the magnetic resistance of the iron core 11 increases, and excessive progress of DC bias can be suppressed. The gap 16 may be a gap or may be formed by disposing a non-magnetic material or the like in the gap. When the gap 16 is a gap, the insulating oil 14 exists in the gap 16 in the oil-filled transformer. Further, it is not always necessary to form the gap 16. The iron core 11 is mounted on a pedestal 17 and fixed to the tank 15.

１次巻線１２は、鉄心１１に対して巻き回され、交流電力を入力する。２次巻線１３は、鉄心１１に対して巻き回され、１次巻線１２に入力された交流電圧を、１次巻線１２と２次巻線１３との巻数比に応じて昇圧または降圧する。 Primary winding 12 is wound around iron core 11 and inputs AC power. The secondary winding 13 is wound around the iron core 11, and boosts or decreases the AC voltage input to the primary winding 12 according to the turns ratio between the primary winding 12 and the secondary winding 13. I do.

１次巻線１２の両端には入力端子１８が設けられ、２次巻線１３の両端には出力端子１９が設けられる。入力端子１８（１次巻線１２）および出力端子１９（２次巻線１３）は、タンク１５と絶縁された状態でタンク１５に取り付けられる。２次巻線１３の電圧が高電圧になる場合には、例えば、絶縁ブッシングを用いて、出力端子（２次巻線１３）をタンク１５と絶縁することができる。尚、図１では、変圧器１０が単相変圧器である場合を例に挙げて示すが、変圧器は、例えば、三相変圧器であってもよい。三相変圧器の場合、入力端子および出力端子の数は、例えば、それぞれ３つになる。 Input terminals 18 are provided at both ends of the primary winding 12, and output terminals 19 are provided at both ends of the secondary winding 13. The input terminal 18 (primary winding 12) and the output terminal 19 (secondary winding 13) are attached to the tank 15 while being insulated from the tank 15. When the voltage of the secondary winding 13 becomes high, the output terminal (secondary winding 13) can be insulated from the tank 15 by using, for example, an insulating bushing. Although FIG. 1 shows an example in which the transformer 10 is a single-phase transformer, the transformer may be, for example, a three-phase transformer. In the case of a three-phase transformer, the number of input terminals and the number of output terminals are, for example, three each.

絶縁油１４は、タンク１５の内部に、鉄心１１、１次巻線１２、および２次巻線１３と共に収容され、鉄心１１、１次巻線１２、および２次巻線１３の温度上昇の抑制および絶縁の確保等を実現する。鉄心１１、１次巻線１２、および２次巻線１３は、絶縁油１４に（完全に）浸される。 The insulating oil 14 is housed inside the tank 15 together with the iron core 11, the primary winding 12, and the secondary winding 13, and suppresses a temperature rise of the iron core 11, the primary winding 12, and the secondary winding 13. And to secure insulation and the like. The core 11, the primary winding 12, and the secondary winding 13 are (fully) immersed in the insulating oil 14.

尚、直流偏磁の検出対象の変圧器は、図１に示すような油入変圧器に限定されず、乾式変圧器やモールド変圧器であってもよい。また、変圧器１０は、図１に示した構成要素以外に、公知の変圧器が有する構成要素を有する。例えば、変圧器１０は、１次巻線１２と２次巻線１３とを絶縁する絶縁物等を有する。 The transformer for detecting the DC bias is not limited to the oil-immersed transformer as shown in FIG. 1, but may be a dry transformer or a molded transformer. The transformer 10 includes components included in a known transformer, in addition to the components illustrated in FIG. 1. For example, the transformer 10 has an insulator or the like that insulates the primary winding 12 and the secondary winding 13.

図１において、変圧器鉄心の直流偏磁検出システムは、変圧器１０の鉄心１１に生じる直流偏磁を検出するためのものであり、振動センサー２０と、直流偏磁検出装置３０とを有する。まず、振動センサー２０の一例について、図１を用いて説明する。 In FIG. 1, a DC bias detection system for a transformer core detects a DC bias generated in an iron core 11 of a transformer 10, and includes a vibration sensor 20 and a DC bias detection device 30. First, an example of the vibration sensor 20 will be described with reference to FIG.

鉄心１１に使用される磁性材料のほとんどは、磁歪現象を有する。磁歪現象は、磁性材料の磁化の変化に伴って、磁性材料の寸法が変化する現象であり、交流磁化の場合には鉄心１１の振動となって現れる。また、図１に示すように、鉄心１１の一部にギャップ１６が設けられる場合には、鉄心１１の磁化に比例した引力がギャップ１６の両側の鉄心１１に発生し、交流磁化の場合にはそれが鉄心１１に振動を発生させる。 Most of the magnetic materials used for the iron core 11 have a magnetostriction phenomenon. The magnetostriction phenomenon is a phenomenon in which the dimensions of a magnetic material change with the change in the magnetization of the magnetic material. In the case of AC magnetization, the magnetostriction phenomenon appears as vibration of the iron core 11. As shown in FIG. 1, when a gap 16 is provided in a part of the iron core 11, an attractive force proportional to the magnetization of the iron core 11 is generated in the iron cores 11 on both sides of the gap 16. This causes the core 11 to vibrate.

以上の磁歪現象による鉄心１１の振動や、ギャップ１６を設けたことにより生じる鉄心１１の振動は、鉄心１１の磁化によく対応するため、本実施形態では、このことを利用して、以下のようにして鉄心１１の振動による変位を測定することにより、鉄心１１の直流偏磁を検出する。 Since the vibration of the iron core 11 due to the above-described magnetostriction phenomenon and the vibration of the iron core 11 caused by providing the gap 16 well correspond to the magnetization of the iron core 11, in the present embodiment, this fact is utilized as follows. By measuring the displacement due to the vibration of the iron core 11, the DC bias of the iron core 11 is detected.

振動センサー２０は、鉄心１１の振動を測定するためのものである。鉄心１１の振動は、変圧器１０の外部構造に伝搬するため、その測定は、変圧器１０の外部で行うことができる。そこで、本実施形態では、振動センサー２０を、変圧器１０の外表面（タンク１５の外表面）に設置する。このようにすれば、変圧器１０の内部にセンサーを設置する必要がなくなり、振動センサー２０を変圧器１０の内部に設置することによる放電事故（振動センサー２０の破損や、変圧器１０の絶縁性能の劣化等）を抑制することができる。 The vibration sensor 20 is for measuring the vibration of the iron core 11. Since the vibration of the iron core 11 propagates to the external structure of the transformer 10, the measurement can be performed outside the transformer 10. Therefore, in the present embodiment, the vibration sensor 20 is installed on the outer surface of the transformer 10 (the outer surface of the tank 15). By doing so, it is not necessary to install a sensor inside the transformer 10, and a discharge accident (damage of the vibration sensor 20 and insulation performance of the transformer 10) caused by installing the vibration sensor 20 inside the transformer 10 is eliminated. Degradation etc.) can be suppressed.

また、鉄心１１の振動を測定する観点から、図１に示すように、タンク１５の外表面に振動センサー２０を設置する場合には、振動センサー２０の設置位置は、変圧器１０の本体（鉄心１１、１次巻線１２、および２次巻線１３）とタンク１５との連結部分に極力近い方が望ましい。 In addition, from the viewpoint of measuring the vibration of the iron core 11, when the vibration sensor 20 is installed on the outer surface of the tank 15, as shown in FIG. It is desirable that the connection between the tank 11 and the primary winding 12 and the secondary winding 13) is as close as possible.

また、前述した鉄心１１の磁歪現象による振動の方向は、主として、鉄心１１の平面（積厚方向に垂直な方向の面、ｘ−ｚ平面）における直線状の部分の長手方向である。図１に示す例では、鉄心１１の平面に、ｚ軸方向に延設される直線状の部分が３つ、ｘ軸方向に延設される直線状の部分が２つあり、ｚ軸方向に延設される直線状の部分では、ｚ軸方向が長手方向になり、ｘ軸方向に延設される直線状の部分では、ｘ軸方向が長手方向になる。従って、これらの何れかの方向の振動を検出するように、振動センサー２０を設置するのが望ましい。 The direction of vibration of the core 11 due to the magnetostriction phenomenon is mainly the longitudinal direction of a linear portion in a plane (a plane perpendicular to the stacking direction, xz plane) of the core 11. In the example shown in FIG. 1, there are three linear portions extending in the z-axis direction and two linear portions extending in the x-axis direction on the plane of the iron core 11. In the linear portion extending, the z-axis direction is the longitudinal direction, and in the linear portion extending in the x-axis direction, the x-axis direction is the longitudinal direction. Therefore, it is desirable to install the vibration sensor 20 so as to detect vibration in any of these directions.

また、前述したギャップ１６による鉄心１１の振動の方向は、主として、ギャップ１６の厚み方向である。図１に示す例では、ギャップ１６の厚み方向は、ｚ軸方向である。従って、この方向の振動を検出するように、振動センサー２０を設置するのが望ましい。 The direction of vibration of the iron core 11 due to the gap 16 described above is mainly the thickness direction of the gap 16. In the example shown in FIG. 1, the thickness direction of the gap 16 is the z-axis direction. Therefore, it is desirable to install the vibration sensor 20 so as to detect the vibration in this direction.

また、図１では、変圧器１０の入力端子１８および出力端子１９はタンク１５の上面に設置される。タンク１５の底面は、タンク１５の外側における変圧器１０の通電部分との距離が遠く、且つ、設置スペースを容易に確保することができる場所である。 In FIG. 1, the input terminal 18 and the output terminal 19 of the transformer 10 are installed on the upper surface of the tank 15. The bottom surface of the tank 15 is a place where the distance to the energized portion of the transformer 10 outside the tank 15 is long and an installation space can be easily secured.

以上の観点から、図１では、タンク１５の底面の中心に振動センサー２０を設置する場合を例に挙げて示す。このようにすれば、鉄心１１の振動を容易に検出することができると共に振動センサー２０の位置を容易に決定することができる。ただし、振動センサー２０は、鉄心１１の振動を検出できれば、必ずしも前述した方向の振動を検出しなくてもよい。また、振動センサー２０を様々な位置に試験的に設置して、鉄心１１の振動を最も検知しやすい場所を特定し、特定した場所に振動センサー２０を設置するのがより望ましい。また、振動センサー２０を複数の位置に設置し、それら複数の振動センサー２０による測定値の平均値、中央値、または最頻値等の統計量を、振動センサーの測定値として用いてもよい。 From the above viewpoint, FIG. 1 shows a case where the vibration sensor 20 is installed at the center of the bottom surface of the tank 15 as an example. In this way, the vibration of the iron core 11 can be easily detected, and the position of the vibration sensor 20 can be easily determined. However, the vibration sensor 20 does not necessarily need to detect the vibration in the above-described direction as long as the vibration of the iron core 11 can be detected. Further, it is more desirable to experimentally install the vibration sensor 20 at various positions, specify a location where the vibration of the iron core 11 is most easily detected, and install the vibration sensor 20 at the specified location. Further, the vibration sensor 20 may be installed at a plurality of positions, and a statistic such as an average value, a median value, or a mode value of the measurement values of the plurality of vibration sensors 20 may be used as the measurement value of the vibration sensor.

また、乾式変圧器やモールド変圧器のようにタンク１５を有しない変圧器に対しては、振動センサー２０を、（変圧器の外表面である）鉄心の外表面に直接設置してもよいし、変圧器を支持するために変圧器に連結されている構造物に設置してもよい。 For a transformer having no tank 15, such as a dry transformer or a molded transformer, the vibration sensor 20 may be directly installed on the outer surface of the iron core (which is the outer surface of the transformer). , May be installed on a structure connected to the transformer to support the transformer.

図１に示す例では、振動センサー２０は、ｚ軸方向の振動を検出する。振動センサー２０は、鉄心１１に生じる振動を検出できるものであればよく、その種類は特に限定されない。ただし、鉄心１１に直流磁化が生じると、磁歪現象による鉄心１１の振動や、ギャップ１６を設けたことによる鉄心１１の振動の周波数成分に、励磁周波数（基本周波数）成分およびその奇数次の高調波成分が含まれる。従って、振動センサー２０は、これらの周波数成分の振動に十分な感度を持ち、これらの周波数成分の振動を高精度に測定することができるものであるのが望ましい。振動センサー２０として、例えば、公知の加速度ピックアップを用いることができる。尚、励磁周波数は、一般に、商用周波数（５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ）である。励磁周波数が５０Ｈｚである場合、その奇数次の高調波は、１５０Ｈｚ、２５０Ｈｚ、３５０Ｈｚ、・・・の波形になる。 In the example shown in FIG. 1, the vibration sensor 20 detects vibration in the z-axis direction. The type of the vibration sensor 20 is not particularly limited as long as it can detect vibration generated in the iron core 11. However, when DC magnetization occurs in the iron core 11, the excitation frequency (fundamental frequency) component and its odd harmonics are added to the frequency component of the vibration of the iron core 11 due to the magnetostriction phenomenon and the vibration of the iron core 11 due to the provision of the gap 16. Ingredients are included. Therefore, it is desirable that the vibration sensor 20 has sufficient sensitivity to the vibration of these frequency components and can measure the vibration of these frequency components with high accuracy. As the vibration sensor 20, for example, a known acceleration pickup can be used. The excitation frequency is generally a commercial frequency (50 Hz or 60 Hz). When the excitation frequency is 50 Hz, the odd harmonics have waveforms of 150 Hz, 250 Hz, 350 Hz,....

直流偏磁検出装置３０は、振動センサー２０から出力された電気信号を入力し、直流偏磁の偏磁量と方向（極性）を導出して出力する。
直流偏磁検出装置３０のハードウェアは、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ、および各種のインターフェースを備える情報処理装置や、専用のハードウェアを用いることにより実現される。以下に、直流偏磁検出装置３０が有する機能の一例を説明する。本実施形態では、以下の機能が、１つの装置で実現する場合を例に挙げて示すが、以下の機能を、複数の装置で分担して実現してもよい。 The DC bias detection device 30 receives the electric signal output from the vibration sensor 20, derives the amount and direction (polarity) of the DC bias and outputs it.
The hardware of the DC bias detection device 30 is realized by using, for example, an information processing device including a CPU, a ROM, a RAM, an HDD, and various interfaces, and dedicated hardware. Hereinafter, an example of a function of the DC bias detection device 30 will be described. In the present embodiment, a case in which the following functions are realized by one device will be described as an example. However, the following functions may be realized by a plurality of devices.

振動変位導出部３１は、振動計としての役割を有する。振動変位導出部３１は、振動センサー２０から、鉄心１１の振動を表す電気信号を順次取得し、取得した電気信号に基づいて、振動変位波形を導出する。振動変位波形は、前述した振動により生じる鉄心１１の変位と時間との関係を示す波形である。 The vibration displacement deriving unit 31 has a role as a vibration meter. The vibration displacement deriving unit 31 sequentially acquires electric signals representing the vibration of the iron core 11 from the vibration sensor 20, and derives a vibration displacement waveform based on the acquired electric signals. The vibration displacement waveform is a waveform indicating the relationship between the displacement of the iron core 11 caused by the above-described vibration and time.

磁化導出部３２は、変圧器１０の１次電圧（入力端子１８間の電圧）の時間積分を行い、当該時間積分値に基づいて、磁化波形を導出する。磁化波形は、鉄心１１の磁化と時間との関係を示す波形である。尚、磁化波形を導出する際に、変圧器１０の１次電圧の替わりに、変圧器１０の２次電圧（出力端子１９間の電圧）を用いてもよい。変圧器１０の１次電圧および２次電圧のうち、低い方の電圧を用いて磁化波形を導出するのが望ましい。また、磁化波形を導出するために使用する巻線電圧は、変圧器の巻線電圧であれば１次巻線または２次巻線の電圧（１次電圧または２次電圧）に限定されない。例えば、変圧器が３次巻線を有する場合には、当該３次巻線の電圧の時間積分値に基づいて、磁化波形を導出してもよい。また、磁化に替えて磁束密度を用いてもよい。 The magnetization deriving unit 32 performs time integration of a primary voltage (voltage between the input terminals 18) of the transformer 10, and derives a magnetization waveform based on the time integration value. The magnetization waveform is a waveform indicating the relationship between the magnetization of the iron core 11 and time. When deriving the magnetization waveform, the secondary voltage of the transformer 10 (the voltage between the output terminals 19) may be used instead of the primary voltage of the transformer 10. It is desirable to derive the magnetization waveform using the lower voltage of the primary voltage and the secondary voltage of the transformer 10. The winding voltage used to derive the magnetization waveform is not limited to the voltage of the primary or secondary winding (primary voltage or secondary voltage) as long as it is the winding voltage of the transformer. For example, when the transformer has a tertiary winding, the magnetization waveform may be derived based on the time integral of the voltage of the tertiary winding. Further, a magnetic flux density may be used instead of the magnetization.

偏磁量・偏磁方向導出部３３は、振動変位導出部３１により導出された振動変位波形と、磁化導出部３２により導出された磁化波形とに基づいて、鉄心１１に生じている直流偏磁の偏磁量と方向（極性）を導出する。 Based on the vibration displacement waveform derived by the vibration displacement deriving unit 31 and the magnetization waveform derived by the magnetization deriving unit 32, the DC bias generated in the iron core 11 is determined. And the direction (polarity).

前述したように直流偏磁が生じると、振動変位波形に、励磁周波数成分およびその奇数次の高調波成分が含まれるが、本実施形態では、振動変位波形の励磁周波数成分を検出する場合を例に挙げて説明する。そこで、まず、偏磁量・偏磁方向導出部３３は、振動変位波形から励磁周波数と同一の周波数成分の波形を抽出する。その方法は、例えば、特許文献１に記載のように帯域フィルタを用いたり、特許文献２に記載のようにフーリエ級数展開を用いたりする方法で実現することができ、公知の技術で実現することができるので、その詳細な説明を省略する。 As described above, when the DC bias occurs, the vibration displacement waveform includes the excitation frequency component and its odd-order harmonic components. In the present embodiment, the case where the excitation frequency component of the vibration displacement waveform is detected is exemplified. This will be described in detail below. Therefore, first, the amount-of-magnetization / magnetization direction deriving unit 33 extracts a waveform of the same frequency component as the excitation frequency from the vibration displacement waveform. The method can be realized by, for example, a method using a bandpass filter as described in Patent Document 1, or a method using Fourier series expansion as described in Patent Document 2, and realized by a known technique. Therefore, a detailed description thereof will be omitted.

尚、特許文献１、２に記載の技術では、１次巻線に流れる電流や鉄心からの磁束を測定するので、直流偏磁が生じると、これらの電流や磁束の波形に、偶数次の高調波成分が現れる。これに対し、本実施形態では、磁歪現象による鉄心１１の振動やギャップ１６を設けたことによる鉄心１１の振動を測定するので、前述したように、直流偏磁が生じると、この振動の波形に、励磁周波数成分および奇数次の高調波成分が現れる。 In the techniques described in Patent Documents 1 and 2, the current flowing through the primary winding and the magnetic flux from the iron core are measured. Therefore, when DC bias occurs, the waveforms of these currents and the magnetic flux have even-order harmonics. Wave components appear. On the other hand, in the present embodiment, the vibration of the iron core 11 due to the magnetostriction phenomenon and the vibration of the iron core 11 due to the provision of the gap 16 are measured. , An excitation frequency component and an odd harmonic component appear.

次に、偏磁量・偏磁方向導出部３３は、振動変位波形の励磁周波数と同一の周波数成分の波形に基づいて、直流偏磁の偏磁量と方向を導出する。尚、以下の説明では、振動変位波形の励磁周波数と同一の周波数成分の波形を必要に応じて、偏磁検出用波形と称する。 Next, the amount-of-magnetization / magnetization-direction deriving unit 33 derives the amount and direction of the magnetization of the DC magnetization based on the waveform of the same frequency component as the excitation frequency of the vibration displacement waveform. In the following description, a waveform having the same frequency component as the excitation frequency of the vibration displacement waveform will be referred to as a “polarization detection waveform” as necessary.

図２は、直流偏磁の偏磁量と方向を導出する方法の一例を説明する図である。具体的に、図２（ａ）は、直流偏磁がない場合の、磁化波形２０１ａ、振動変位波形２０２ａ、および偏磁検出用波形２０３ａの一例を示す図であり、図２（ｂ）は、直流偏磁がある場合の、磁化波形２０１ｂ、振動変位波形２０２ｂ、および偏磁検出用波形２０３ｂの一例を示す図である。 FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a method for deriving the amount and direction of the DC bias. Specifically, FIG. 2A is a diagram illustrating an example of a magnetization waveform 201a, a vibration displacement waveform 202a, and a magnetization detection waveform 203a when there is no DC magnetization, and FIG. FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a magnetization waveform 201b, a vibration displacement waveform 202b, and a magnetization detection waveform 203b when there is DC bias.

まず、図２を参照しながら、直流偏磁の偏磁量を導出する方法の一例を説明する。図２（ａ）に示すように、鉄心１１に直流偏磁が生じていない場合、磁化波形２０１ａは、励磁周波数と同一の周波数の波形になり、且つ、正の半周期と負の半周期とで同一の波形になる。また、振動変位波形２０２ａは、励磁周波数の偶数次の周波数の波形になる（図２（ａ）では、励磁周波数の２倍の周波数の波形を示す）。振動変位波形２０２ａには、励磁周波数成分が含まれないので、偏磁検出用波形２０３ａは０（ゼロ）の値を示す（言い換えると、偏磁検出用波形２０３ａは検出されない）。 First, an example of a method for deriving the amount of bias of DC bias will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2A, when no DC bias occurs in the iron core 11, the magnetization waveform 201a has the same frequency as the excitation frequency, and has a positive half cycle and a negative half cycle. The same waveform. Further, the vibration displacement waveform 202a is a waveform having a frequency of an even order of the excitation frequency (in FIG. 2A, a waveform having a frequency twice the excitation frequency is shown). Since the excitation displacement component is not included in the vibration displacement waveform 202a, the polarization detection waveform 203a shows a value of 0 (in other words, the polarization detection waveform 203a is not detected).

一方、鉄心１１に直流偏磁が生じると、磁化波形２０１ｂは、直流偏磁の方向に応じて正の方向または負の方向シフトする（白抜きの矢印線を参照）。これにより、振動変位波形２０２ｂには、励磁周波数の偶数次の周波数成分に加えて、励磁周波数およびその奇数次の周波数成分が含まれる。従って、この振動変位波形２０２ｂの励磁周波数成分を抽出することにより、偏磁検出用波形２０３ｂとして、直流偏磁の偏磁量に対応する振幅を有する正弦波の波形が検出される。 On the other hand, when a DC bias occurs in the iron core 11, the magnetization waveform 201b shifts in the positive direction or the negative direction according to the direction of the DC bias (see the white arrow line). Thus, the vibration displacement waveform 202b includes the excitation frequency and its odd-order frequency components in addition to the even-order frequency components of the excitation frequency. Therefore, by extracting the excitation frequency component of the vibration displacement waveform 202b, a sine wave waveform having an amplitude corresponding to the amount of DC bias is detected as the bias detection waveform 203b.

変圧器１０について、直流偏磁の偏磁量と、偏磁検出用波形の振幅との関係を予め調査しておき、直流偏磁検出装置３０の内部または外部の記憶媒体に予め記憶しておく。偏磁量・偏磁方向導出部３３は、以上のようにして得られる偏磁検出用波形２０３ｂの振幅と、前記記憶媒体に記憶されている前記関係とに基づいて、鉄心１１に生じている直流偏磁の偏磁量を導出する。
尚、偏磁検出用波形の振幅に替えて、偏磁検出用波形の大きさを表す量として、偏磁検出用波形の実効値や、半周期における平均値や、ピークトゥピーク（peak to peak）値等を用いてもよい。 Regarding the transformer 10, the relationship between the amount of DC bias and the amplitude of the bias detection waveform is checked in advance, and the relationship is stored in advance in a storage medium inside or outside the DC bias detection device 30. . The demagnetization amount / demagnetization direction deriving unit 33 is generated in the iron core 11 based on the amplitude of the demagnetization detection waveform 203b obtained as described above and the relationship stored in the storage medium. The amount of DC bias is derived.
Note that, instead of the amplitude of the demagnetization detection waveform, an effective value of the demagnetization detection waveform, an average value in a half cycle, and a peak-to-peak ) Values may be used.

次に、図２を参照しながら、直流偏磁の方向（即ち、極性）を導出する方法の一例を説明する。まず、直流偏磁がない状態において、鉄心１１の磁化の絶対値が最大になるタイミングにおける偏磁検出用波形の極性を予め調査する。図２（ａ）に示す例では、直流偏磁の方向は、Ｄ１の方向（即ち、負の極性）になる。このときの方向（極性）の情報を、直流偏磁検出装置３０の内部または外部の記憶媒体に予め記憶しておく。
偏磁量・偏磁方向導出部３３は、偏磁検出用波形２０３ｂにおいて、記憶しておいた極性の側で振動変位の絶対値が最大になるタイミングでの鉄心１１の磁化の方向（極性）を、磁化導出部３２で導出された磁化波形２０１ｂから導出し、導出した方向（極性）を、鉄心１１に生じている直流偏磁の方向（極性）とする。 Next, an example of a method for deriving the direction (ie, polarity) of the DC bias will be described with reference to FIG. First, in the absence of DC bias, the polarity of the bias detection waveform at the timing when the absolute value of the magnetization of the iron core 11 is maximized is checked in advance. In the example shown in FIG. 2A, the direction of the DC bias is the direction of D1 (that is, the negative polarity). Information on the direction (polarity) at this time is stored in advance in a storage medium inside or outside the DC bias detection device 30.
The demagnetization amount / magnetization direction deriving unit 33 calculates the magnetization direction (polarity) of the iron core 11 at the timing when the absolute value of the vibration displacement becomes maximum on the side of the stored polarity in the demagnetization detection waveform 203b. Is derived from the magnetization waveform 201b derived by the magnetization deriving unit 32, and the derived direction (polarity) is defined as the direction (polarity) of the DC bias generated in the iron core 11.

図２（ｂ）に示す例では、偏磁検出用波形２０３ｂから、直流磁化の方向としてＤ２の方向（正の極性）とＤ３の方向（負の極性）とが得られるが、Ｄ１の方向と同一の方向は、Ｄ３の方向である。従って、偏磁検出用波形２０３ｂにおいて、Ｄ３の方向（即ち、負の極性）で振動変位の絶対値が最大になるタイミングｔでの鉄心１１の磁化の極性は、負になる。 In the example shown in FIG. 2B, a direction D2 (positive polarity) and a direction D3 (negative polarity) can be obtained as the direction of the DC magnetization from the bias detection waveform 203b. The same direction is the direction of D3. Therefore, in the bias detection waveform 203b, the polarity of the magnetization of the iron core 11 at the timing t at which the absolute value of the vibration displacement becomes maximum in the direction D3 (that is, the negative polarity) becomes negative.

尚、前述したように本実施形態では、振動変位波形の励磁周波数成分を偏磁検出用波形にする場合を例に挙げて説明したが、励磁周波数の奇数次の高調波成分を抽出する場合には、以上の説明において、励磁周波数を、その奇数次の高調波の周波数に置き換えればよいので、その詳細な説明を省略する。また、振動変位波形から、直流偏磁が生じていないときには含まれない周波数成分を抽出していれば、必ずしも、励磁周波数成分や、その奇数次の高調波成分を検出する必要はない。ただし、直流偏磁が生じているときに振動変位波形に含まれる周波数成分は、励磁周波数成分、その奇数次の高調波成分の順に大きくなるので、励磁周波数の奇数次の高調波成分を抽出するのが望ましく、励磁周波数成分を抽出するのが最も望ましい。 Note that, as described above, in the present embodiment, the case where the excitation frequency component of the vibration displacement waveform is used as the polarization detection waveform has been described as an example. In the above description, the excitation frequency may be replaced by the frequency of the odd-order harmonic, and a detailed description thereof will be omitted. In addition, if a frequency component that is not included when DC bias is not generated is extracted from the vibration displacement waveform, it is not always necessary to detect the excitation frequency component and its odd-order harmonic components. However, since the frequency component included in the vibration displacement waveform when DC bias occurs is increased in the order of the excitation frequency component and its odd harmonic component, the odd harmonic component of the excitation frequency is extracted. And it is most desirable to extract the excitation frequency component.

制御部３４は、以上のようにして偏磁量・偏磁方向導出部３３により導出された直流偏磁の偏磁量と方向（極性）に基づいて、当該直流偏磁を打ち消すための制御を行う。この制御は、例えば、特許文献１に記載されているように、鉄心１１に対して巻き回した付加巻線に、直流偏磁の偏磁量に応じた大きさを有する直流電流であって、当該直流偏磁の方向（極性）とは逆方向（逆の極性）の直流偏磁が生じる向きの直流電流を流す負帰還制御により実現することができる。尚、制御部３４は、例えば、以上の制御に替えてまたは加えて、偏磁量・偏磁方向導出部３３により導出された直流偏磁の偏磁量と方向の情報を出力してもよい。出力の形態としては、コンピュータディスプレイへの表示、直流偏磁検出装置３０の内部または外部の記憶媒体への記憶、および外部装置への送信の何れか１つを採用することができる。 The control unit 34 performs control for canceling the DC bias based on the amount and direction (polarity) of the DC bias derived by the bias amount and bias direction deriving unit 33 as described above. Do. This control is, for example, as described in Patent Literature 1, a DC current having a magnitude corresponding to the amount of DC bias in the additional winding wound around the iron core 11, This can be realized by negative feedback control in which a DC current in a direction in which a DC bias in a direction opposite to the direction (polarity) of the DC bias is generated. Note that, for example, the control unit 34 may output information on the amount of magnetization and the direction of the DC bias derived by the amount-of-magnetization / direction-of-magnetization deriving unit 33 instead of or in addition to the above control. . As a form of the output, any one of display on a computer display, storage in a storage medium inside or outside the DC bias detection device 30, and transmission to an external device can be adopted.

次に、図３のフローチャートを参照しながら、本実施形態の変圧器鉄心の直流偏磁検出方法の処理の一例を説明する。
ステップＳ３０１において、振動センサー２０は、鉄心１１の振動を測定する。
次に、ステップＳ３０２において、振動変位導出部３１は、振動センサー２０により測定された鉄心１１の振動を表す電気信号に基づいて、振動変位波形２０２ｂを導出する。 Next, an example of the process of the DC bias detection method for the transformer core according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
In step S301, the vibration sensor 20 measures the vibration of the iron core 11.
Next, in step S302, the vibration displacement deriving unit 31 derives a vibration displacement waveform 202b based on the electric signal indicating the vibration of the iron core 11 measured by the vibration sensor 20.

次に、ステップＳ３０３において、磁化導出部３２は、変圧器１０の巻線電圧の時間積分を行い、当該時間積分値に基づいて、磁化波形２０１ｂを導出する。尚、ステップＳ３０２とステップＳ３０３の処理の順番は逆であってもよい。また、図１に示す例では、巻線電圧は、１次巻線の電圧（１次電圧）または２次巻線の電圧（２次電圧）であり、それらの電圧のうち、低い方の電圧であるのが望ましい。
次に、ステップＳ３０４において、偏磁量・偏磁方向導出部３３は、ステップＳ３０２で導出された振動変位波形２０２ｂから励磁周波数成分の波形（偏磁検出用波形２０３ｂ）を抽出する。 Next, in step S303, the magnetization deriving unit 32 performs time integration of the winding voltage of the transformer 10, and derives a magnetization waveform 201b based on the time integration value. Note that the order of the processes in step S302 and step S303 may be reversed. In the example shown in FIG. 1, the winding voltage is the voltage of the primary winding (primary voltage) or the voltage of the secondary winding (secondary voltage), and the lower one of the voltages is used. It is desirable that
Next, in step S304, the amount-of-magnetization / magnetization direction deriving unit 33 extracts the waveform of the excitation frequency component (the waveform 203b for detecting the magnetization) from the vibration displacement waveform 202b derived in step S302.

次に、ステップＳ３０５において、偏磁量・偏磁方向導出部３３は、ステップＳ３０４で抽出された偏磁検出用波形２０３ｂの振幅と、予め記憶されている関係であって、偏磁検出用波形の振幅と直流偏磁の偏磁量との関係とに基づいて、偏磁検出用波形２０３ｂの振幅に対応する直流偏磁の偏磁量を導出する。 Next, in step S305, the amount-of-magnetization / magnetization direction deriving unit 33 determines the relationship between the amplitude of the magnetization detection waveform 203b extracted in step S304 and the pre-stored relationship, Of the DC bias corresponding to the amplitude of the bias detection waveform 203b is derived based on the relationship between the amplitude of the DC bias and the amount of DC bias.

次に、ステップＳ３０６において、偏磁量・偏磁方向導出部３３は、ステップＳ３０４で抽出された偏磁検出用波形２０３ｂにおいて、予め記憶されている極性の側において絶対値が最大になるタイミングｔを特定する。そして、偏磁量・偏磁方向導出部３３は、ステップＳ３０３で導出した磁化波形２０１ｂにおいて、特定したタイミングｔにおける極性を、直流偏磁の方向（極性）として導出する。 Next, in step S306, the demagnetization amount / magnetization direction deriving unit 33 determines the timing t at which the absolute value becomes maximum on the side of the polarity stored in advance in the depolarization detection waveform 203b extracted in step S304. To identify. Then, the demagnetization amount / demagnetization direction deriving unit 33 derives the polarity at the specified timing t as the direction (polarity) of the DC demagnetization in the magnetization waveform 201b derived in step S303.

最後に、ステップＳ３０７において、制御部３４は、ステップＳ３０５で導出された偏磁量に対応する大きさを有し、ステップＳ３０６で導出した方向（極性）に生じている直流偏磁を打ち消すように、変圧器１０に対する制御を行う。そして、図３のフローチャートを終了する。 Lastly, in step S307, the control unit 34 has a magnitude corresponding to the amount of demagnetization derived in step S305, and cancels the DC bias generated in the direction (polarity) derived in step S306. , The transformer 10 is controlled. Then, the flowchart of FIG. 3 ends.

以上のように本実施形態では、磁歪現象による鉄心１１の振動を振動センサー２０で測定し、測定した振動による鉄心１１の変位と時間との関係に基づいて、鉄心１１における直流偏磁の偏磁量と方向を検出する。従って、変圧器の本体の内部にセンサーを設置することなく、直流偏磁を反映する情報をリアルタイムで確実に得ることができる。よって、変圧器の鉄心に生じている直流偏磁を、定量的に精度良く且つ安全に検出することができる。また、本実施形態では、タンク１５の外表面に振動センサー２０を設置する。従って、より安全性が確保された状態で測定を行うことができる。 As described above, in the present embodiment, the vibration of the iron core 11 due to the magnetostriction phenomenon is measured by the vibration sensor 20, and based on the relationship between the displacement of the iron core 11 due to the measured vibration and the time, the magnetization of the DC bias in the iron core 11 is performed. Detect quantity and direction. Therefore, information reflecting DC bias can be reliably obtained in real time without installing a sensor inside the transformer main body. Therefore, DC bias generated in the core of the transformer can be quantitatively detected with high accuracy and safety. Further, in the present embodiment, the vibration sensor 20 is installed on the outer surface of the tank 15. Therefore, the measurement can be performed in a state where the safety is secured.

（実施例）
以下、実施例を説明する。本実施例では、直流偏磁の変位量と、偏磁検出用波形の振幅との関係に相関があることを確認した。
図４は、本実施例における変圧器鉄心の直流偏磁検出システムを示す図である。
図４に示すように、本実施例では、単相２脚積鉄心による乾式変圧器４０１を用いた。鉄心に生じる直流偏磁を模擬的に発生させるために、乾式変圧器４０１の１次巻線に、交流電源４０２と直流電源４０３とを並列に接続し、交流電流に直流電流を重畳させた電流を乾式変圧器４０１の１次巻線に流す。鉄心の振動の測定には、鉄心の底部に設置した加速度ピックアップ４０４を用いた。加速度ピックアップ４０４を、当該加速度ピックアップ４０４用に専用に設計された振動計４０５に接続し、振動計４０５で振動変位波形を得る。尚、振動計４０５は、波形の積分機能等を有する。振動計４０５で得られた振動変位波形を、ＦＦＴアナライザ４０６に入力する。ＦＦＴアナライザ４０６は、振動変位波形に対して、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）を行い、振動変位波形から励磁周波数成分を抽出し、偏磁検出用波形を得る。尚、励磁周波数は、５０［Ｈｚ］である。また、ＦＦＴアナライザ４０６は、乾式変圧器４０１の２次巻線の電圧を入力し、当該電圧の時間積分値に基づいて、磁化波形（鉄心の磁化と時間との関係）を得る。 (Example)
Hereinafter, examples will be described. In this example, it was confirmed that there was a correlation between the displacement amount of the DC bias and the amplitude of the bias detection waveform.
FIG. 4 is a diagram illustrating a DC bias detection system for a transformer core according to the present embodiment.
As shown in FIG. 4, in this embodiment, a dry-type transformer 401 using a single-phase two-legged iron core is used. An AC power supply 402 and a DC power supply 403 are connected in parallel to the primary winding of the dry-type transformer 401 to simulate the DC bias generated in the iron core, and the DC current is superimposed on the AC current. Through the primary winding of the dry transformer 401. For measuring the vibration of the iron core, an acceleration pickup 404 installed at the bottom of the iron core was used. The acceleration pickup 404 is connected to a vibration meter 405 designed exclusively for the acceleration pickup 404, and a vibration displacement waveform is obtained by the vibration meter 405. The vibrometer 405 has a waveform integration function and the like. The vibration displacement waveform obtained by the vibration meter 405 is input to the FFT analyzer 406. The FFT analyzer 406 performs FFT (Fast Fourier Transform) on the vibration displacement waveform, extracts an excitation frequency component from the vibration displacement waveform, and obtains a polarization detection waveform. Note that the excitation frequency is 50 [Hz]. Further, the FFT analyzer 406 receives the voltage of the secondary winding of the dry transformer 401 and obtains a magnetization waveform (the relationship between the magnetization of the iron core and time) based on the time integral of the voltage.

ここで、交流励磁条件として、励磁周波数５０Ｈｚとし、鉄心の磁束密度を１．５Ｔとする条件を採用した。直流偏磁条件として、直流磁界を０から１２Ａ／ｍまでの範囲で鉄心に与える条件を採用した。ＦＦＴアナライザ４０６は、直流偏磁条件のそれぞれにおいて、偏磁検出用波形を得る。そして、情報処理装置４０７により、ＦＦＴアナライザ４０６で導出された偏磁検出用波形の振幅と、当該偏磁検出用波形を得た際の直流偏磁条件（直流磁界）との関係を導出した。 Here, as the AC excitation conditions, an excitation frequency of 50 Hz and a magnetic flux density of the iron core of 1.5 T were adopted. As the DC bias condition, a condition in which a DC magnetic field was applied to the iron core in a range of 0 to 12 A / m was adopted. The FFT analyzer 406 obtains a polarization detection waveform under each of the DC polarization conditions. Then, the information processing device 407 derives the relationship between the amplitude of the depolarization detection waveform derived by the FFT analyzer 406 and the DC polarization condition (DC magnetic field) when the depolarization detection waveform was obtained.

図５は、鉄心に与えた直流偏磁の直流磁界の大きさと、偏磁検出用波形（振動変位波形の５０Ｈｚ成分の波形）の振幅との関係の一例を示す図である。図５に示すように、直流偏磁の偏磁量と、偏磁検出用波形の振幅には、良好な相関関係が見られる。前述した実施形態では、偏磁検出用波形の振幅との関係として、図５に示すような関係を、関数やテーブルとして、直流偏磁検出装置３０の内部または外部の記憶媒体に予め記憶する。尚、図５に示す結果から、直流偏磁の偏磁量と、偏磁検出用波形との関係を、１次関数で近似（線形近似）することができるが、ｎ次関数（ｎは２以上）で近似してもよい。 FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the relationship between the magnitude of the DC magnetic field of the DC bias applied to the iron core and the amplitude of the bias detection waveform (waveform of the 50 Hz component of the vibration displacement waveform). As shown in FIG. 5, there is a good correlation between the amount of DC bias and the amplitude of the bias detection waveform. In the above-described embodiment, the relationship as shown in FIG. 5 is stored in advance in a storage medium inside or outside the DC bias detection device 30 as a function or a table as a relationship with the amplitude of the bias detection waveform. From the results shown in FIG. 5, it is possible to approximate (linearly approximate) the relationship between the amount of DC bias and the waveform for detecting the bias using a linear function. Above).

尚、以上説明した本発明の実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。 It should be noted that each of the embodiments of the present invention described above is merely an example of a concrete embodiment for carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention should not be interpreted in a limited manner. Things. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the technical idea or the main features.

１０：変圧器、１２：１次巻線、１３：２次巻線、１４：絶縁油、１５：タンク、１６：ギャップ、１７：台座、１８：入力端子、１９：出力端子、２０：振動センサー、３０：直流偏磁検出装置、３１：振動変位導出部、３２：磁化導出部、３３：偏磁量・偏磁方向導出部、３４：制御部、２０１ａ〜２０１ｂ：磁化波形、２０２ａ〜２０２ｂ：振動変位波形、２０３ａ〜２０３ｂ：偏磁検出用波形 10: transformer, 12: primary winding, 13: secondary winding, 14: insulating oil, 15: tank, 16: gap, 17: pedestal, 18: input terminal, 19: output terminal, 20: vibration sensor , 30: DC polarization detection device, 31: Vibration displacement derivation unit, 32: Magnetization derivation unit, 33: Demagnetization amount / polarization direction derivation unit, 34: Control unit, 201a to 201b: Magnetization waveform, 202a to 202b: Vibration displacement waveform, 203a-203b: Deflection detection waveform

Claims

変圧器の鉄心に生じている振動を、前記変圧器の外表面に取り付けられた振動センサーまたは前記変圧器に連結されている構造物に取り付けられた振動センサーを用いて測定する測定工程と、
前記測定工程により測定された前記振動による前記鉄心の変位の時間変化に基づいて、前記鉄心に生じている直流偏磁を検出する直流偏磁検出工程と、
前記測定工程により測定された前記振動による前記鉄心の変位の時間変化を表す波形である振動変位波形から、所定の周波数成分の波形である偏磁検出用波形を抽出する抽出工程と、を有し、
前記直流偏磁検出工程は、前記抽出工程により抽出された前記偏磁検出用波形の大きさに基づいて、前記鉄心に生じている直流偏磁の偏磁量を検出することを特徴とする変圧器鉄心の直流偏磁検出方法。 A measurement step of measuring vibration generated in the core of the transformer using a vibration sensor attached to the outer surface of the transformer or a vibration sensor attached to a structure connected to the transformer,
Based on the time change of the displacement of the iron core due to the vibration measured in the measurement step, based on the DC bias detection step of detecting DC bias generated in the core,
From the vibration displacement waveform is a waveform representing the time variation of the displacement of the core the by vibration measured by the measuring step, possess an extraction step of extracting a polarized磁検output waveform is a waveform of a predetermined frequency component, a ,
The DC bias detection step detects the amount of DC bias generated in the iron core based on the magnitude of the bias detection waveform extracted in the extraction step. DC magnetism detection method for instrument core.

前記所定の周波数成分は、励磁周波数成分または励磁周波数の奇数次の高調波成分であることを特徴とする請求項１に記載の変圧器鉄心の直流偏磁検出方法。 The method according to claim 1 , wherein the predetermined frequency component is an excitation frequency component or an odd harmonic component of the excitation frequency.

前記偏磁検出用波形の大きさは、前記偏磁検出用波形の振幅であることを特徴とする請求項１または２に記載の変圧器鉄心の直流偏磁検出方法。 The magnitude of the polarization磁検output waveform is a DC polarized磁検out the method of the transformer core according to claim 1 or 2, characterized in that the amplitude of the polarization磁検out waveform.

前記鉄心に直流偏磁が生じていないときの前記振動変位波形の極性であって、前記鉄心に直流偏磁が生じていないときの前記鉄心の磁化と時間との関係を示す磁化波形において前記鉄心の磁化の絶対値が最大になるタイミングにおける当該振動変位波形の極性を予め記憶する記憶工程と、
前記変圧器の巻線電圧に基づいて前記鉄心の磁化と時間との関係を示す磁化波形を導出する磁化導出工程と、を更に有し、
前記直流偏磁検出工程は、前記抽出工程により抽出された前記偏磁検出用波形におけるタイミングであって、前記記憶工程により記憶された極性の側で絶対値が最大となるタイミングにおける前記鉄心の磁化の極性を、前記磁化導出工程により導出された前記磁化波形から導出し、当該導出した極性を前記鉄心に生じている直流偏磁の極性とすることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の変圧器鉄心の直流偏磁検出方法。 The magnetism waveform is a polarity of the vibration displacement waveform when no DC bias is generated in the iron core, and indicates the relationship between the magnetization of the iron core and time when the DC bias is not generated in the iron core. A storage step of storing in advance the polarity of the vibration displacement waveform at the timing when the absolute value of the magnetization of
A magnetization deriving step of deriving a magnetization waveform indicating a relationship between magnetization of the iron core and time based on the winding voltage of the transformer,
The DC bias detection step is a timing in the bias detection waveform extracted in the extraction step, and the magnetization of the iron core at a timing when the absolute value is maximum on the side of the polarity stored in the storage step. the polarity of the derived from the magnetization waveform derived by magnetizing deriving step, any one of claims 1 to 3, the polarity was the derivation is characterized in that the polarity of the DC magnetic deviation that occurs in said core 2. The method for detecting DC bias of a transformer core according to claim 1.

前記鉄心の磁化に替えて前記鉄心の磁束密度を用いることを特徴とする請求項４に記載の変圧器鉄心の直流偏磁検出方法。 5. The method according to claim 4 , wherein the magnetic flux density of the core is used instead of the magnetization of the core.

変圧器の鉄心に生じている振動を、前記変圧器の外表面に取り付けられた振動センサーまたは前記変圧器に連結されている構造物に取り付けられた振動センサーを用いて測定する測定工程と、A measurement step of measuring vibration generated in the core of the transformer using a vibration sensor attached to the outer surface of the transformer or a vibration sensor attached to a structure connected to the transformer,
前記測定工程により測定された前記振動による前記鉄心の変位の時間変化に基づいて、前記鉄心に生じている直流偏磁を検出する直流偏磁検出工程と、Based on the time change of the displacement of the iron core due to the vibration measured in the measurement step, based on the DC bias detection step of detecting DC bias generated in the core,
前記測定工程により測定された前記振動による前記鉄心の変位の時間変化を表す波形である振動変位波形から、所定の周波数成分の波形である偏磁検出用波形を抽出する抽出工程と、An extraction step of extracting a bias detection waveform that is a waveform of a predetermined frequency component from a vibration displacement waveform that is a waveform representing a time change of the displacement of the iron core due to the vibration measured in the measurement step,
前記鉄心に直流偏磁が生じていないときの前記振動変位波形の極性であって、前記鉄心に直流偏磁が生じていないときの前記鉄心の磁化と時間との関係を示す磁化波形において前記鉄心の磁化の絶対値が最大になるタイミングにおける当該振動変位波形の極性を予め記憶する記憶工程と、The magnetism waveform is a polarity of the vibration displacement waveform when no DC bias is generated in the iron core, and indicates the relationship between the magnetization of the iron core and time when the DC bias is not generated in the iron core. A storage step of storing in advance the polarity of the vibration displacement waveform at the timing when the absolute value of the magnetization of
前記変圧器の巻線電圧に基づいて前記鉄心の磁化と時間との関係を示す磁化波形を導出する磁化導出工程と、を有し、A magnetization deriving step of deriving a magnetization waveform indicating a relationship between the magnetization of the iron core and time based on the winding voltage of the transformer,
前記直流偏磁検出工程は、前記抽出工程により抽出された前記偏磁検出用波形に基づいて、前記鉄心に生じている直流偏磁を検出し、The DC bias detection step detects a DC bias occurring in the iron core based on the bias detection waveform extracted in the extraction step,
前記直流偏磁検出工程は、前記抽出工程により抽出された前記偏磁検出用波形におけるタイミングであって、前記記憶工程により記憶された極性の側で絶対値が最大となるタイミングにおける前記鉄心の磁化の極性を、前記磁化導出工程により導出された前記磁化波形から導出し、当該導出した極性を前記鉄心に生じている直流偏磁の極性とすることを特徴とする変圧器鉄心の直流偏磁検出方法。The DC bias detection step is a timing in the bias detection waveform extracted in the extraction step, and the magnetization of the iron core at a timing when the absolute value is maximum on the side of the polarity stored in the storage step. Wherein the derived polarity is derived from the magnetization waveform derived in the magnetization deriving step, and the derived polarity is used as the polarity of DC bias generated in the core. Method.

前記所定の周波数成分は、励磁周波数成分または励磁周波数の奇数次の高調波成分であることを特徴とする請求項６に記載の変圧器鉄心の直流偏磁検出方法。The method according to claim 6, wherein the predetermined frequency component is an excitation frequency component or an odd harmonic component of the excitation frequency.

前記鉄心の磁化に替えて前記鉄心の磁束密度を用いることを特徴とする請求項６または７に記載の変圧器鉄心の直流偏磁検出方法。The method according to claim 6 or 7, wherein the magnetic flux density of the iron core is used in place of the magnetization of the iron core.

変圧器の鉄心に生じている振動を、前記変圧器の外表面に取り付けられた振動センサーまたは前記変圧器に連結されている構造物に取り付けられた振動センサーを用いて測定する測定手段と、
前記測定手段により測定された前記振動による前記鉄心の変位の時間変化に基づいて、前記鉄心に生じている直流偏磁を検出する直流偏磁検出手段と、
前記測定手段により測定された前記振動による前記鉄心の変位の時間変化を表す波形である振動変位波形から、所定の周波数成分の波形である偏磁検出用波形を抽出する抽出手段と、を有し、
前記直流偏磁検出手段は、前記抽出手段により抽出された前記偏磁検出用波形の大きさに基づいて、前記鉄心に生じている直流偏磁の偏磁量を検出することを特徴とする変圧器鉄心の直流偏磁検出システム。 Measuring means for measuring vibration occurring in the core of the transformer using a vibration sensor attached to the outer surface of the transformer or a vibration sensor attached to a structure connected to the transformer,
Based on a time change of the displacement of the iron core due to the vibration measured by the measurement means, DC bias detection means for detecting DC bias generated in the core,
From the vibration displacement waveform is a waveform representing the time variation of the displacement of the core the by vibration measured by the measuring means, possess extracting means for extracting the polarization磁検output waveform is a waveform of a predetermined frequency component, a ,
The DC bias detecting unit detects a bias amount of DC bias generated in the iron core based on a magnitude of the bias detecting waveform extracted by the extracting unit. DC magnetism detection system for instrument core.

変圧器の鉄心に生じている振動を、前記変圧器の外表面に取り付けられた振動センサーまたは前記変圧器に連結されている構造物に取り付けられた振動センサーを用いて測定する測定手段と、Measuring means for measuring vibration occurring in the core of the transformer using a vibration sensor attached to the outer surface of the transformer or a vibration sensor attached to a structure connected to the transformer,
前記測定手段により測定された前記振動による前記鉄心の変位の時間変化に基づいて、前記鉄心に生じている直流偏磁を検出する直流偏磁検出手段と、Based on a time change of the displacement of the iron core due to the vibration measured by the measurement means, DC bias detection means for detecting DC bias generated in the core,
前記測定手段により測定された前記振動による前記鉄心の変位の時間変化を表す波形である振動変位波形から、所定の周波数成分の波形である偏磁検出用波形を抽出する抽出手段と、Extraction means for extracting, from a vibration displacement waveform which is a waveform representing a time change of displacement of the iron core due to the vibration measured by the measurement means, a depolarization detection waveform which is a waveform of a predetermined frequency component,
前記鉄心に直流偏磁が生じていないときの前記振動変位波形の極性であって、前記鉄心に直流偏磁が生じていないときの前記鉄心の磁化と時間との関係を示す磁化波形において前記鉄心の磁化の絶対値が最大になるタイミングにおける当該振動変位波形の極性を予め記憶する記憶手段と、The magnetism waveform is a polarity of the vibration displacement waveform when no DC bias is generated in the iron core, and indicates the relationship between the magnetization of the iron core and time when the DC bias is not generated in the iron core. Storage means for storing in advance the polarity of the vibration displacement waveform at the timing when the absolute value of the magnetization of the maximum becomes,
前記変圧器の巻線電圧に基づいて前記鉄心の磁化と時間との関係を示す磁化波形を導出する磁化導出手段と、を有し、A magnetization deriving unit that derives a magnetization waveform indicating a relationship between magnetization of the iron core and time based on a winding voltage of the transformer,
前記直流偏磁検出手段は、前記抽出手段により抽出された前記偏磁検出用波形に基づいて、前記鉄心に生じている直流偏磁を検出し、The DC bias detection unit detects a DC bias occurring in the iron core based on the bias detection waveform extracted by the extraction unit,
前記直流偏磁検出手段は、前記抽出手段により抽出された前記偏磁検出用波形におけるタイミングであって、前記記憶手段により記憶された極性の側で絶対値が最大となるタイミングにおける前記鉄心の磁化の極性を、前記磁化導出手段により導出された前記磁化波形から導出し、当該導出した極性を前記鉄心に生じている直流偏磁の極性とすることを特徴とする変圧器鉄心の直流偏磁検出システム。The DC bias detection means is a timing in the bias detection waveform extracted by the extraction means, the magnetization of the iron core at a timing when the absolute value is maximum on the side of the polarity stored by the storage means. Wherein the derived polarity is derived from the magnetization waveform derived by the magnetization deriving means, and the derived polarity is used as the polarity of the DC bias generated in the iron core. system.