受電用トランスの容量計算について

解決済

質問者：kinsyachi
質問日時：2005/02/18 14:05
回答数：1件

受電用トランスの容量アップをしたいのですが算出方法がわからず困っています。建物は老健施設です。
照明とコンセントに接続されている機器の総容量は７９ＫＷ（コンセントに常時接続されている機器の全容量に５０％をかけています）に常時は何も接続されていないコンセント回路を１回路２ＫＷ（２０ＡＴのＮＦＢで分岐されているので）とし予測利用状況から１００％～１５％を掛け算した予測負荷の総合計が６６ＫＷです。
高圧受電で単相３線式電灯コンセント回路になっています。（動力のトランスは別に設けられています）。
ちなみに今は７５ＫＶＡのトランスで問題はおこっていませんが負荷の増設を計画しています。

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回答 (1件)

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No.1ベストアンサー

回答者： momotiti821
回答日時：2005/03/12 18:35

電灯コンセント用変圧器の容量算出は、

変圧器容量（ｋＶＡ）≧総負荷容量(kVA)×需要率(%)×余裕率(%)であらわします。
需要率は＝最大需要電力(kVA)／総設備容量(kVA)
電灯コンセント関係も力率が関係するのですがおおむね１００％とすると総容量79kW／100％＝79KVA
予測負荷66kWそのものが利用状況を掛けておられるので
現状の負荷の需要率を60%ないし50%としますと
79×50%＋66＝106kVAとなり、単相三線式ですと負荷を案分していると仮定して先ほど106kVAの50%となり、53kVAが変圧器容量となります。現状の変圧器でも問題はないと思いますが、予測負荷の状態等が不明ですので一概には申せません。高圧で受電されているのでしたら電気主任技術者がおられると思いますので一度ご相談されては以下かでしょうか

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この回答へのお礼

いやー待ちに待った（約３週間）甲斐がありました。一時期諦めかけたのですが、おかげで大変助かります。
有難うございました。

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お礼日時：2005/03/14 10:07

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東京電力管内で高圧需要家として回答します。

まず、契約電力を算出する方法は２通りの計算が必要です。

１っ目は、契約負荷設備容量（ｋｗ）を１．２５倍します。（入力換算と言います）
　　　
次に台数圧縮と言う計算をします。

大きい順に１００％（１番・２番）９５％（３番・４番）９０％（その他全て）の合計を算出します。

（一般的には、照明負荷を１番にします）

次に台数圧縮後の合計値に係数を掛けます。

最初の６ｋｗにつき１００％、次の１４ｋｗにつき９０％、次の３０ｋｗにつき８０％、次の１００ｋｗ

につき７０％、次の１５０ｋｗにつき６０％、次の２００ｋｗにつき５０％、（ここまでで５００ｋｗに

なります）５００ｋｗをこえる部分につき３０％

この係数で出た値を合計したものが契約設備電力です。

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最初の５０ＫＶＡにつき８０％、次の５０ＫＶＡにつき７０％、次ぎの２００ＫＶＡにつき６０％、次ぎ

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この場合で言う二次側電流とは、各相の電流の合算値（８．５５Ａ）で計算すべきでしょうか？　それとも最大値（４．８Ａ）で計算すべきでしょうか？
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Aベストアンサー

こんにちわ！
いつも質問ばかりしていては、皆さんに申し訳ないので、微力ながら知っている範囲でお答えします。
ご参考にして頂ければ幸いです。

定格電流は、その遮断器に連続的に電流が流れ続けた時の動作の限界値を表していると思います。
限界値である定格電流値になった場合の動作は、日本の規格(ＪＩＳなど)では、不動作の状態を維持する最大値を表しています。
しかし、諸外国では、動作する値を表す場合も多いようです。(例えば、アメリカ製など)
具体的に言うと、日本製の225AF/225ATの遮断器に225Aの電流を流したとしても遮断器はOFF動作しません。
しかし、アメリカ製の250AF/225AT(フレームという概念についての説明は、割愛します)の遮断器に225Aの電流を流すと遮断器はOFF動作を起こします。
これは、規格の考え方の違いでどちらが正しいとかという問題ではありません。しかし、一つの電気設備で、複数の規格を採用しなければならない場合などは、保護協調上注意を要する点であります。
この定格電流値以下で遮断器を利用している限り、遮断器の開閉操作を行ったとしてもメーカーが保証する回数まで(一般に数千回～数十万回)は、操作が可能である値という意味もあります。

一方、遮断容量は、その遮断器が、流れている電流を遮断できる最大の容量を表していると思います。
一般的に電気的な容量とは、電圧×電流×時間で表されます。これは、エネルギーの容量を表し、遮断容量の場合も同じです。よって、容量であるにも関わらず電流値であると捉えらえることは間違いだと思います。
しかし、現実には、遮断容量が、電流値で表されていることが多いのも事実です。
その理由は、日本の(多分全世界でそうだと思いますが？)電源事情が、定電圧送電方式となっているからです。即ち、電圧の項は、定数として扱えるため、変数となる電流値で表せば事実上問題がないのと、実用上合理的となるからだと思います。
実際の遮断器に書かれている、遮断容量の記載を見ると判るのですが、使う電圧によって遮断できる電流値が変わります。これは、遮断容量が変わるのではなく、遮断容量は同じであるため、遮断できる電流値が変わることを意味しています。
同じ型の遮断器を異なる電圧で使用する場合など勘違いし易いので、注意が必要です。また、動作時間が変更できる機能がある場合も遮断できる電流値は変わってきますので注意のほど。
電流を遮断すると言うことは、アーク電流によるエネルギー放出(一般的に、熱、音、光の形で放出される)を、遮断器構部分で絶えうる必要があります。
定格以上の容量を遮断しようとすると熱により接点が溶着したり、溶断してしまうことがあるようです。

最後に、遮断容量の大きいものの方が良いのかどうかと言う点については、必要な遮断容量が確保されていらば、最小値でかまわないと思います。
皆さんもご指摘している通り、遮断容量が大きくなると、値段、寸法、納期(受注生産品になったり)が大きく(高く、長く)なります。
必要な容量とは、その回路に流れる最大の電流値(容量を電流値で表した場合)で決まります。一般的に、最大電流値となるのは、短絡時となります。
ただし、エネルギーの供給源は、電源だけとは、限りません。例えば、三相誘導電動機が接続されていると電動機の運動エネルギーがエネルギー供給源となり数サイクルの間電源となりますので注意が必要です。
さらに、定格電流を超える電流値を、遮断した場合は、メーカーの保証動作回数までの動作が保証されるわけではありません。
短絡電流の遮断については、動作特性をよく調べて使用してください。経済性を無視すれば、一度短絡電流を遮断した遮断器は、交換すべきだという人もいます。

以上、だらだらと述べましたが、少しでも参考になればと思います。

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Q50KVAのトランスで

５０KVAの、トランスから、電気容量は、どれ位取れるのでしょうか？

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電気容量と仰っているのが
変圧器二次側から取り出せる定格電流なら式は
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50kVAでは
三相三線200Vでは
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単相3線200/100Vでは
I=50×1000/200=250(A)
単相2線100Vでは
I=50×1000/100=500(A)
です。
（この、単相2線100Vは、単相3線のときの100V回路ではなく、トランスを100Vだけ取り出すように接続した時の電流値です)

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上記の電動機ですが実際の電流計指示値は10Ａです。
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宜しくお願いします。

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出力は軸動力を表しているので、消費電力はそれを効率で割る必要があるかと思います。
概算で出してみると、定格での効率が85%程度と仮定すると、定格時の消費電力は3.7/0.85=4.4kW程度になります。
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この無効電力は励磁電流が支配的でしょうから、負荷によらず変わらないとすると、軽負荷時に線電流が10Aになったときの皮相電力は√3*200*10 で3.5kVAで、このときの有効電力は√(3.5^2-2.6^2)=2.3 kW という具合になりそうに思います。

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Q変圧器の容量選定

設備の新設で3300／220Ｖと3300／110Ｖ変圧器を設置しますが、容量の選定方法がよくわかりません。
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以上の内容で容量を求めることはできるのでしょうか？
よろしくお願いします。

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高圧側３３００Ｖとはまた珍しい設備ですね。特別高圧受電と言うことでしょうか。

もし私が変圧器容量を決めるなら、以下のように考えます。

１－１．２２０Ｖ系は３相動力と言うことでしょうから、ヒーターの力率は１００％、インバーターを使うなどの特別な条件が無ければモーターの力率は８５％（低圧コンデンサを設ける場合は補正する）として、総定格電流を算定します。

１－２．負荷の種類で需要率を想定します。例えば製造ラインなら、動き出せば全ての機械が運転するでしょうが、全ての機器が常に１００％出力で動くわけではないですし、店舗の空調なら１００％と思った方が無難です。

１－３．総定格電流に需要率を考慮して変圧器の所要２次電流を求めます。

１－４．所要２次電流の直近上の定格２次電流を持つ変圧器を選定します。この際、僅かなオーバーなら直近下位とすることも有ります。

１－５．状況、環境を考慮して補正します。（設置場所や冷却条件など）

２－１．１１０Ｖ系は単相３線の電灯コンセントでしょうから、照明については定格電流の総計を求めて、相間の配分を考え、１線の負荷電流を算定します。

２－２．コンセントについては、用途が決まっていなければ、内線規程３６０５－３表により、コンセント１箇所に付き１５０ＶＡとして、相間の配分を考えて１線の負荷電流を想定します。

２－３．照明とコンセントの負荷電流の和から、変圧器の所要２次電流を求めます。通常は需要率を考えず１００％として扱います。

２－４．所要２次電流の直近上の定格２次電流を持つ変圧器を選定します。この際、僅かなオーバーなら直近下位とすることも有ります。

２－５．状況、環境を考慮して補正します。（設置場所や冷却条件など）

以上により求めた変圧器容量は、増設の可能性や損失等色々な角度から見直し、納得できる容量に決定します。