高調波の設計｜高調波流出電流計算［等価容量の計算方法］について詳しく解説

等価容量は、高調波発生機器の容量を「三相ブリッジ6パルス変換装置の容量」に換算して足し合わせた値です。計算そのものは掛け算と足し算だけですが、換算係数 Ki の読み違いと定格「入力」容量の取り違えで結果が大きく変わります。この記事では、式の意味から機器表の作り方、0.9倍の条件、限度値との比較、そして等価容量を下げる打ち手までを、計算例つきで整理します。

等価容量とは何を表す量か

等価容量は、高調波発生機器ごとの容量を、三相ブリッジ6パルス変換装置（6相整流器）の回路構成容量に換算したものの総和と定義されています。言いかえると「6パルス変換装置に直すと、何kVA分に相当するか」という値です。

なぜ換算するかというと、同じ容量でも回路によって出す高調波の量が違うからです。容量をそのまま足しても、高調波の多さは比べられません。そこで、いちばん高調波の多い「6パルス・リアクトルなし」を基準のものさしにして、そこへ揃えます。

ペン太

容量をそのまま足すのではだめなんですか？

ハリタ

だめです。リアクトル付きの100kVAと、なしの100kVAでは出る高調波がまるで違いますから。

式の読み方 ― P0 ＝ Σ（Ki × Pi）

式そのものは単純です。機器ごとに「換算係数 × 定格入力容量」を出して、全部足すだけです。

換算係数 Ki は、どこを見て決まるか

換算係数は機器の名前では決まりません。「エレベータだから」「空調だから」ではなく、その機器に入っている整流回路のつくりで決まります。

ペン太

仕様書に回路種別番号が書いてあることはありますか？

ハリタ

まれにあります。なければ「高調波抑制リアクトル付」などの記載から回路種別を絞り込んで、最後はメーカーに確認します。

機器表の作り方

集計は表で進めます。列は左半分が図面から書ける項目、右半分がメーカー仕様が要る項目に分かれます。この切れ目を意識しておくと、どこでメーカー照会が必要になるかが先に見えます。

0.9倍と、限度値との比較

合計が出たら、条件によっては0.9を掛けられます。そのうえで受電電圧ごとの限度値と比べます。

出典：高圧又は特別高圧で受電する需要家の高調波抑制対策ガイドライン、JEAG 9702 高調波抑制対策技術指針（2023年版）、JIS C 61000-3-2、日本電気技術者協会「高調波抑制対策要否の判断と流出電流の計算」。数値は指針の版によって変わることがあります。

等価容量を下げるには

限度値のぎりぎりで超えているとき、設計の側で等価容量を下げられる余地があります。効き方の大きい順に3つあります。

ペン太

あとから機器を変えるのは難しくないですか？

ハリタ

だから設計の早い段階で決めます。機器が発注されたあとでは、受電側のフィルタしか手が残りません。

まとめ ― 取り違えやすいところと手順

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