受変電の設計｜変圧器の設備不平衡率を30％以下にできないときの対策について詳しく解説
ペン太
ハリタこの3つ、すぐ答えられますか
- 設備不平衡率の制限を受けないのは、どんな条件を満たすときか
- 30％以下にできないとき、まず検討する対策は何か
- 設備不平衡率は、どんな式で求めるか
❓ そもそも「設備不平衡率」とは？
変圧器にかかる電力負荷が、三相の各線間で極端に偏らないようにするための規定です。
不平衡な状態が続くと…
✔️ 電圧が不安定になる
✔️ 機器が異常加熱する
✔️ 系統全体に悪影響！
- 設備不平衡率は、変圧器の負荷が三相の各線間で極端に偏らないようにするための規定
- 偏った状態が続くと電圧が不安定になる
- 機器が異常加熱し、系統全体にも悪影響が及ぶ
設備不平衡率の求め方
三相3線式の設備不平衡率は、次の式で求めます。三相3線式では30％以下にするのが原則です。
総負荷設備容量には、三相負荷と単相負荷の両方を含めます。
| 項目 | 値 |
|---|---|
| 単相負荷（AB・BC・CA） | 300kVA・100kVA・200kVA |
| 三相負荷 | 600kVA |
| 最大と最小の差 | 300−100＝200kVA |
| 総負荷設備容量×1/3 | （600＋600）×1/3＝400kVA |
| 設備不平衡率 | 200÷400×100＝50％ → 30％を超えるので対策が必要 |
この例では、差が200kVAで100kVAを超えるため、制限を受けない条件にも当てはまりません。
✅ 制限を受けない条件（以下のいずれか）
-
単相変圧器容量が 100kVA以下
-
各線間の最大－最小の容量差が 100kVA以下
| 判定する項目 | 制限を受けない条件 |
|---|---|
| 単相変圧器の容量 | 100kVA以下 |
| 各線間の容量差 | 最大－最小が100kVA以下 |
| 判定のしかた | いずれか一方を満たせばよい |
- 単相変圧器容量が100kVA以下なら制限を受けない
- 各線間の最大－最小の容量差が100kVA以下でも制限を受けない
- どちらか一方を満たせばよい
🔧 解決方法は？
方法①：容量の小さい変圧器を複数設置
-
各相にできるだけ均等に分けて負荷を接続
-
バランスを保ちやすい！
方法②：スコット結線 or 逆V結線の採用
変圧器容量をバランスよく分散できない場合は…
| 方法 | 特徴 |
|---|---|
| 🔷 スコット結線 | 単相負荷を三相にバランス良く変換できる |
| 🔶 逆V結線 | 変圧器2台で三相供給を実現できる |
💡スコット結線や逆V結線を使うことで、設備不平衡率30%以下に抑えることが可能になる！
ペン太ハリタ- 方法①は、容量の小さい変圧器を複数設置し、各相にできるだけ均等に負荷を接続する
- 方法②は、スコット結線または逆V結線の採用
- スコット結線は単相負荷を三相にバランスよく変換できる
- 逆V結線は変圧器2台で三相供給を実現できる
⚠️ ただし注意！
-
逆V結線変圧器1台だけを使った場合は… → 負荷が一部の線間に偏り、不平衡が大きくなってしまう！ → NG！必ず2台1組で使う必要あり！
🧱 スペースが足りないなど、対策が困難な場合は？
-
不平衡状態が続くと、電力会社（一般送配電事業者）の配電系統全体に影響！
-
他のユーザーにも悪影響を与えるおそれあり！
👉 そのため、
電力会社と事前に協議・確認する必要があります。
※逆Vは必ず2台1組
| 取り違えやすいところ | 正しくは |
|---|---|
| 逆V結線なら変圧器1台で三相供給できてお得 | 1台だけでは負荷が一部の線間に偏り、不平衡が大きくなる。必ず2台1組で使う |
| 不平衡率は自分の設備の中だけの問題 | 電力会社の配電系統全体に影響し、他のユーザーにも及ぶ |
| 30％を超えたら設備を組み直すしかない | 小容量分散や結線方式の工夫で収められることが多い |
| 対策できないなら、そのまま設置して構わない | 電力会社と事前に協議・確認する必要がある |
| 制限を受けない条件は両方満たす必要がある | いずれか一方を満たせばよい |
- 不平衡状態が続くと、電力会社（一般送配電事業者）の配電系統全体に影響する
- 他のユーザーにも悪影響を与えるおそれがある
- スペース不足などで対策が難しい場合は、電力会社と事前に協議・確認する
よくある質問（FAQ）
Q. 設備不平衡率とは何ですか？
A. 変圧器にかかる電力負荷が三相の各線間で極端に偏らないようにするための規定です。偏りが続くと電圧が不安定になり、機器の異常加熱や系統全体への悪影響が生じます。
Q. 制限を受けない条件は？
A. 単相変圧器容量が100kVA以下、または各線間の最大－最小の容量差が100kVA以下のいずれかを満たす場合です。
Q. 30％以下にできない場合の対策は？
A. 小容量の変圧器を複数台に分けて各相へ均等に接続する、スコット結線や逆V結線を採用するなどの方法があります。
Q. 逆V結線で注意すべき点は？
A. 逆V結線変圧器を1台だけで使うと負荷が一部の線間に偏り、不平衡が大きくなるため、必ず2台1組で使用する必要があります。
Q. 対策が困難な場合はどうすればよいですか？
A. 電力会社（一般送配電事業者）と事前に協議・確認する必要があります。
✅ まとめ：30％以下にするには？
| 方法 | 内容 |
|---|---|
| 小容量変圧器を複数台 | 各相に均等接続しやすく、不平衡を避けられる |
| 結線方式を工夫 | スコット・逆V結線なども選択肢 |
| 電力会社と協議 | 設置が困難な場合は事前相談を |
ペン太
ハリタ設備不平衡率30％以下は、単相負荷をどれだけ三相に散らせるかという話です。変圧器の台数で散らすか、結線方式で散らすか。この2つで足りなければ、電力会社との協議に進みます。
| 確認する順番 | 見るところ | 判断 |
|---|---|---|
| Step1 | 単相変圧器の容量 | 100kVA以下なら制限を受けない |
| Step2 | 各線間の容量差 | 最大－最小が100kVA以下なら制限を受けない |
| Step3 | 変圧器の台数と配分 | 小容量を複数台にして各相へ均等に接続できるか |
| Step4 | 結線方式 | スコット結線、または逆V結線（必ず2台1組） |
| Step5 | それでも困難な場合 | 電力会社と事前に協議・確認する |
単相負荷が大きい施設では、変圧器の選定より先に「どの相にどれだけ載るか」を並べてみると、必要な対策が見えてきます。スペースの制約で台数を増やせないときほど、結線方式の選択肢が効いてきます。
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