高調波の設計｜高調波ってなに？発生原因と対策内容について詳しく解説

高調波の発生原因ってなに？

対策方法はあるの？

• 高調波という単語と聞いた方
• 高調波の何がいけないのか気になった方
• 結局何をしないといけないのかわからない方など

””ひずみ波交流の中に含まれている、基本波の整数倍の周波数をもつ正弦波””

• 周波数成分をもつ波を基準としたとき、その整数倍の波を「高調波」といいます
• 基本波周波数を50Hz（東日本）とした場合、第３次調波は150Hzとなります
• 150Hz等より流れる電流を高調波電流という

電源系統というのは発電所から複数の需要家に送電しています。高調波対策を行っていない場合、各需要家に接続されている機器から配電系統へ高調波電流が流入（川が下流に行くにつれて少しずつ汚れていくイメージ）し他の需要家への影響を及ぼすため、高調波抑制対策技術指針（JEAG9702-2013）が設けられています

1. インバータ機器類（空調機、ポンプ、エレベータ、エスカレータなど）
2. 医療機器（ＭＲＩ、ＣＴ、Ｘ線装置など）
3. クレーン・巻上機
4. 調光機器（調光盤があるもの）
5. 工場用生産機器など

電力系統に接続される機器を保護するため、高圧又は特別高圧で受電する

需要家からの高調波電流流出を抑制する。

1. 表現が分かりにくい箇所の改善　
2. ビル設備の需要家対象に、条件付で規制緩和
   （高圧受電、進相コンデンサがL付、換算係数Ki=1.8を超える負荷がない事が条件）
3. 高調波発生機器の製造業者は、それが高調波発生機器である事を明示する事が義務化
4. 負荷の回路分類にあらたな分類を追加
5. ビル設備の標準的稼働率の設定、及び補正係数適用範囲の見直し自家用発電機を有する需要家向けに、契約電力相当値を採用
6. 直列リアクトル付進相コンデンサを設置する場合の、高調波低減効果に関する規定追加

高調波流出電流計算が必要な場合、計算のフローは、下記図（高調波抑制対策技術指針JEAG9702-2018）より制定されており、手順にそって計算を行い可否の判定を行います。

（１）高調波発生機器の抽出及び換算係数等の確認

• 高調波発生機器の抽出
• 機器毎の回路種別と換算係数の確認

1. 高圧受電
2. ビル
3. 進相コンデンサが全て直列リアクトル付
4. 換算係数Ki=１．８を超過する機器なし

• 建物の条件および電気設備の仕様等が上記４項目を満足していれば、高調波流出計算の検討終了となります。
• 高圧受電、ビル、コンデンサがリアクトル付の確認は図面にて確認が可能ですが、換算係数については機器のメーカー仕様を確認する必要があります。

• 高調波発生機器は電源回路種別に応じて”換算係数”が決まっています
• この換算係数が大きいほど高調波の流出量が多いということになります
• この換算係数　Kⅰ＝１．８【６パルス変換装置リアクトルあり】以下の場合条件に応じ計算しなくてもよいという判断が可能です。
• 機器の換算係数は製造メーカーに確認する必要があります

検討要否の４項目を確認しすべてに該当すれば、検討終了とすることができます。

1. 高圧受電
2. ビル
3. 進相コンデンサが全て直列リアクトル付
4. 換算係数Ki=１．８を超過する機器なし

検討結果の判定

（判定内容により検討終了もしくは、次の検討に移ります）

高調波とは。

• 周波数成分をもつ波を基準としたとき、その整数倍の波を「高調波」といいます
• 基本波周波数を50Hz（東日本）とした場合、第３次調波は150Hzとなります
• 150Hz等より流れる電流を高調波電流という

主な発生機器

1. インバータ機器類（空調機、ポンプ、エレベータ、エスカレータなど）
2. 医療機器（ＭＲＩ、ＣＴ、Ｘ線装置など）
3. クレーン・巻上機
4. 調光機器（調光盤があるもの）
5. 工場用生産機器など

高調波抑制対策技術指針（JEAG9702-2013）の主な改訂内容

1. 表現が分かりにくい箇所の改善　
2. ビル設備の需要家対象に、条件付で規制緩和
   （高圧受電、進相コンデンサがL付、換算係数Ki=1.8を超える負荷がない事が条件）
3. 高調波発生機器の製造業者は、それが高調波発生機器である事を明示する事が義務化
4. 負荷の回路分類にあらたな分類を追加
5. ビル設備の標準的稼働率の設定、及び補正係数適用範囲の見直し自家用発電機を有する需要家向けに、契約電力相当値を採用
6. 直列リアクトル付進相コンデンサを設置する場合の、高調波低減効果に関する規定追加