変圧器容量計算ツールとは?
このツールは、対象となる負荷に電力を供給するために変圧器が必要とする皮相電力(単位:キロボルトアンペア/kVA)を概算します。皮相電力は電圧と電流の積で表され、変圧器は電力の有効分(実際に仕事をする電力)と無効分の両方を扱うため、kVAで定格が示されます。容量を適切に選定することで、容量不足による過熱や、逆に過大な容量によるコストの無駄や効率の低下を防げます。
使い方
まずシステムが単相か三相かを選びます。次に、線間電圧(V)と負荷電流(A)を入力してください。計算結果として、必要な皮相電力がkVAとVAの両方で表示されます。実際の選定では、計算値に対して安全余裕(一般的には25%程度)を上乗せし、標準的な変圧器の定格容量に切り上げて選ぶのが通例です。
計算式の解説
単相システムの場合、皮相電力は単純に $$S = \frac{V \times I}{1000}$$ で求められます。平衡三相システムでは、線間の各量が\(\sqrt{3}\)で関係づけられるため、$$S = \frac{\sqrt{3} \times V \times I}{1000} \approx \frac{1.732 \times V \times I}{1000}$$ となります。1000で割ることで、ボルトアンペア(VA)からキロボルトアンペア(kVA)に換算しています。
計算例
たとえば、480Vで100Aの電流が流れる三相負荷を考えます。この場合、$$S = \frac{1.732 \times 480 \times 100}{1000} = 83.14 \text{ kVA}$$ となります。25%の余裕を見込むと、標準容量である100 kVAの変圧器を選定することになります。
よくある質問
なぜkWではなくkVAで表すのですか? 変圧器は負荷の力率を知ることができないため、力率に関係なく流れる電流すべてを考慮した皮相電力(kVA)で定格が示されます。
安全余裕は必ず加える必要がありますか? はい。将来の負荷増加や突入電流に備えて、計算上の需要に対して少なくとも25%の余裕を見込み、次に大きい標準定格へ切り上げて選定するのが一般的です。
三相の場合、どの電圧を入力すればよいですか? 線間電圧を入力してください。計算式の\(\sqrt{3}\)の係数によって、平衡負荷に対して正しく換算されます。