受変電設備の設計｜単相変圧器2台をV結線変圧器にすると何kVAで使えるの？

 

🔺V結線変圧器にすると何kVAで使えるの？

ペン太

🔺V結線の変圧器って、結局何kVAで使えるの？普通に3台使うより容量下がるの？

ハリタ

その通り！V結線の三相容量は、単相1台の容量の√3倍なんだ。2台の合計に対する利用率は√3÷2（約86.6％）、3台のΔ結線と比べた出力は約57.7％になるよ。

ペン太

なるほど〜。ってことは、同じ変圧器2台だけで使うときは最初から容量に注意しないと危ないってことか！

ハリタ

そのとおり。仮設や一時的な運用では便利だけど、2台の合計容量の約86.6％（Δ結線の約57.7％）までってことはしっかり覚えておこう！

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✅ 結論から！

• 容量100kVAの単相変圧器×2台でV結線を組んだ場合、
  → 三相変圧器としての容量は約173kVAになります！

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🧠 なぜ増えるの？

V結線では、2台の単相変圧器だけで三相電力を供給できるように工夫されています。
これにより、実効的に√3倍の電力が取り出せるのがポイント！

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🔢 計算してみよう

条件：

• 単相変圧器の容量：100kVA

• 2台使用 → 計200kVA

• 線間電圧Vと相電流Iが等しいとすると…

V結線とは？

• 単相変圧器2台を図のように斜めに接続（V字状）して三相3線の電力を扱う方式。

• 通常のΔ結線（三角形に3台使う）に比べ、変圧器の数が1台少ないのが特徴。

🔹 容量の算出式：

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項目	V結線	Δ結線
変圧器の台数	単相2台	単相3台
単相100kVAでの三相容量	約173kVA（√3×100）	300kVA
利用率	約86.6％（√3÷2）	100％
使いどころ	仮設や一時的な運用、台数を抑えたい場合	常用で容量をフルに使いたい場合

📊 利用率は？

→ 2台の合計容量の約86.6％を使える（利用率）、ということです。変圧器の損失でいう「効率」とは別の数字です。

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Δ結線と比べると（利用率と出力比）

V結線の数字は、「何と比べるか」で2つあります。取り違えやすいので、並べて整理します。

比べ方	式	単相100kVAの例
三相容量	√3×単相1台の容量	√3×100≒173kVA
利用率（2台の合計に対して）	√3÷2	173÷200≒86.6％
出力比（Δ結線3台に対して）	√3÷3＝1÷√3	173÷300≒57.7％

V結線では、変圧器を流れる電流と、そこから取り出す電力の向き（位相）が30°ずれます。そのため、1台あたりの容量をすべて三相の出力に回せず、2台の合計の約86.6％にとどまります。

Δ結線で使っている単相変圧器3台のうち1台が故障したときは、残りの2台でV結線として運転を続けられます。ただし出力はΔ結線の約57.7％になるので、負荷を減らして使います。

⚠ 注意点

• 2台の変圧器は「極性（加極性 or 減極性）」を統一する必要あり

• 容量・電圧・極性の不一致があると、逆相・過電流・事故の原因に

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単相変圧器
100kVA

＋

単相変圧器
100kVA

→

三相 V結線
約173kVA
（√3×100）

利用率 約86.6%（=√3÷2）

取り違えやすいところ	正しくは
単相100kVA×2台なら三相200kVAで使える	約173kVA。√3倍であって2倍ではない
V結線でも変圧器はフルに使える	利用率は約86.6％にとどまる
容量さえ合っていれば組み合わせは自由	極性（加極性・減極性）と電圧も統一する
V結線はΔ結線の代わりにいつでも使える	容量に余裕がなくなるため、用途を踏まえて選ぶ

よくある質問（FAQ）

Q. V結線にすると使える容量はどうなりますか？
A. 単相変圧器1台の容量の√3倍で、2台の合計容量の√3÷2（約86.6％）です。単相100kVA×2台なら、三相変圧器として約173kVAで使用できます。

Q. なぜ2台で三相電力が得られるのですか？
A. 単相変圧器2台をV字状に接続することで三相3線の電力を扱えるためです。Δ結線（3台）より変圧器が1台少ないのが特徴です。

Q. V結線の利用率はどのくらいですか？
A. √3÷2で約86.6％です（三相容量約173kVA÷2台の合計200kVA）。3台のΔ結線（300kVA）と比べた出力比は約57.7％です。

Q. V結線で注意すべき点は？
A. 2台の変圧器の極性（加極性・減極性）を統一する必要があります。容量・電圧・極性の不一致は逆相・過電流・事故の原因になります。

✅ まとめ

V結線でつまずくのは「2台だから2倍」と考えてしまうときです。実際は√3倍、利用率にすると約86.6％にとどまります。台数を1台減らせる代わりに、容量の余裕も減るという交換だと捉えると分かりやすくなります。

確認する順番	見るところ	決まること
Step1	単相変圧器1台の定格容量	三相容量の計算のもとになる値
Step2	√3を掛ける	V結線としての三相容量（100kVAなら約173kVA）
Step3	必要な負荷容量と比べる	余裕があるか、過負荷にならないか
Step4	2台の極性	加極性・減極性が統一されているか
Step5	2台の容量と電圧	一致しているか

仮設や一時的な運用では、変圧器を1台減らせるV結線が有効に働きます。ただし常用で採用するときは、86.6％という利用率を最初から見込んで容量を決めておかないと、後から余裕がないことに気づくことになります。

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