変圧器容量の選定・計算方法｜需要率の取り方とkVA早見表

変圧器の容量は、負荷を全部足した数字で決めると、たいてい大きすぎになります。建物の照明もコンセントもモーターも、同じ瞬間に全部がフルで動くことはないからです。そこで使うのが補正係数（需要率）。区分ごとの合計容量に係数を掛けて「同時に使う分」だけにしてから、標準容量を選びます。この記事では、その4ステップを、食堂のたとえと動く図でひとつずつ確かめ、単相と三相の計算例まで通してやってみます。

変圧器容量の決め方 ― 拾う・分けて足す・掛ける・選ぶ

手順は4つだけです。大事なのは②で区分を分けてから③で掛けること。全部を足してから1つの係数を掛けるのではなく、照明は照明、コンセントはコンセントで合計し、それぞれの係数を掛けます。区分ごとに「同時に使う割合」がちがうからです。

この記事の係数と計算方法は、国土交通省の建築設備設計基準にある変圧器容量の算定方法にもとづいています。官庁施設の設計で使われる基準ですが、民間の建物でも考え方の目安としてよく使われます。

補正係数（需要率）とは ― 「同時に使う割合」

補正係数は、需要率と同じ考え方です。補正後の容量＝区分の合計容量×補正係数。たとえば照明が80kVAあって係数が0.76なら、同時に使う照明は約60.8kVAと見込みます。

係数には、次のような性質があります。

• 合計が大きいほど小さくなる：機器の数が多いほど、全部が同時にそろって動くことは少なくなります。社員が多い会社ほど、昼休みの時間がばらけるのと同じです。
• よく動く負荷ほど大きい：OA機器は1日じゅう動くので1.0（割り引かない）。たまにしか使わない一般のコンセントは小さめです。

単相（照明・コンセント）は5つに分ける

FCU（ファンコイルユニット）は、ビルやホテルで各部屋に置かれる空調の末端機器です。冷水や温水をもらって、送風機で部屋に風を送ります。単相100Vや200Vで動くことが多く、図面では「FCU」「FAN COIL」などと書かれています。空調なので夏や冬はずっと回り、一般のコンセントより係数が大きくなります。

係数を読んで掛ける ― 単相の計算例

係数は、区分の合計容量からグラフを読みます。コンセントとFCU用は、合計が小さいうちにぐっと下がり、40kVAくらいから先はほぼ横ばい。照明はゆるやかに下がり続けます。表のちょうど間の容量なら、前後の値のあいだを比例で読みます（計算ツールも同じように補間しています）。

では、照明80kVA・コンセント20kVA・FCU用20kVA・OA10kVAの建物で計算してみます。

動力は、まず「kW」を「kVA」に直す

動力の負荷は、銘板の定格出力（kW）ではなく、負荷容量（kVA）で拾います。建築設備設計基準には標準電動機の負荷容量の表（表2-2）があり、たとえば3.7kWのモーターは200Vで5.82kVAです。

インバーター機器やパッケージ形空調機のように、機器表に入力のkVAや電流が書いてあるものは、その値を使います。

動力の補正係数 ― 三相の計算例

動力も、区分ごとに合計して係数を掛けます。長い時間回り続ける冷凍機は係数が大きく、ほとんど割り引きません。空調関係の送風機やポンプはそこそこ。いちばん小さいのが衛生関係の0.21です。

冷凍機80kVA・空調関係100kVA・衛生関係50kVA・エレベーター20kVAの建物で計算してみます。

最後は、標準容量の「直近上位」を選ぶ

補正後の合計が出たら、変圧器の標準容量の中から、それより大きく、いちばん近い容量を選びます。ぴったりの容量がなければ1つ上です。

ただし、補正後の合計が標準容量のすぐ下にあるときは要注意です。三相の例の184.8kVAは200kVAの約92％。将来の増設や、テナントの入れ替えで負荷が増えそうな建物なら、増える分を見込んでから選び直します。どこまで見込むかは、施主と決めておく設計条件です。

受電設備全体の最大需要電力（契約電力の見込み）は、変圧器ごとの容量とは別に考えます。引込の計画での考え方は、冒頭の連載記事で扱っています。変圧器の結線や台数の決め方は、この記事の最後の連載リンクから進めます。

ここまでの計算は、セコサポの計算ツールで、負荷を入れるだけで係数の読み取りから容量の選定まで自動でできます。

本記事をもとにした計算書式は変圧器需要率計算ツールの解説、Excel版はnoteで配布しています。幹線のサイズを需要率で選ぶ方法は幹線サイズの選定手順と計算方法で扱っています。

まとめ ― 取り違えやすいところ

この記事を書いた人：ハリタ

電気設備設計の実務者。引込・高圧受変電・幹線・接地を「設計者の視点」で解説しています。プロフィール詳細