受変電設備の設計｜６％・１３％の意味って何？リアクトルの根拠と選定方法について詳しく解説
進相コンデンサに付く直列リアクトルの「6％・13％」という値。なんとなく選んでいないでしょうか。この数値は回路を誘導性に保ち、高調波の増幅や共振を防ぐために決められた、れっきとした根拠のある値です。
本記事では、L＝〇％の意味と6％・13％の使い分け、そしてなぜ6％・13％なのかという計算根拠を、数式とあわせて分かりやすく解説します。
地域の波を乗りこなせ
- 第５次高調波対策の場合 ６％
- 第３次高調波対策の場合 １３％
を採用します。
クイックトピックス
パーセントの選定方法について
L＝〇％とは？リアクトルのリアクタンス値の意味
🔧「L＝〇％」とは、リアクトルのリアクタンス（交流の抵抗成分）を表した値です。
この数値は、進相コンデンサと直列に接続するリアクトル回路を“誘導性”に保つために設定されています。
たとえば「L＝6％」や「L＝13％」という表記は、それぞれリアクタンスがコンデンサ容量に対して6％または13％であることを意味します。
💡 なぜ“誘導性”に保つ必要があるの？
🔸 目的は「高調波対策」
リアクトルの設置目的の一つが、高調波電流の抑制です。
負荷機器（インバータなど）から発生する高調波に対し、リアクトルを通してバイパス（分流）させることで、上流側（電源系統）への影響を防ぎます。
🔸 インピーダンスが「誘導性」であることが条件
高調波を安全に分流させるには、回路のインピーダンスが“誘導性”であることが重要です。
このために、コンデンサに対するリアクタンスの比率（＝L％）を調整して、回路全体を誘導性に保つよう設計します。
⚠ 容量性になると逆効果？
もし回路のインピーダンスが**容量性（インピーダンスがマイナス）**になると、以下のような問題が起きます。
-
回路内で並列共振が発生しやすくなり
-
発生した高調波が逆に増幅されてしまう危険性があります
✅ このような事態を避けるために、「L＝〇％」というリアクトルの比率設計が非常に重要なのです。
✅ L＝〇％の意味
| 項目 | 説明 |
|---|---|
| L＝〇％ | コンデンサ容量に対するリアクトルのリアクタンス比率 |
| 主な目的 | 回路を誘導性に保ち、高調波の増幅や共振を防止 |
| よく使われる値 | L＝6％（一般地域の第5次調波対策）、L＝13％（第3次調波対策地域向け） |
🔹 高調波と直列リアクトルの使い分け
直列リアクトルには一般的に6％タイプと13％タイプがあり、どちらを選定するかは主に対象とする高調波の種類によって決まります。
| 調波 | 発生しやすい地域 | 周波数 | 推奨リアクタンス値 |
|---|---|---|---|
| 第5次調波 | 一般地域 | 基本波の5倍 | L = 6％ |
| 第3次調波 | 特殊地域（高歪率地域） | 基本波の3倍 | L = 13％ |
🔧 選定の考え方
リアクトルは、高調波によって回路の特性が乱れるのを抑えるために設置されます。
6％と13％の使い分けは、**「どの調波に対して回路を誘導性に保つか」**という目的によるものです。
🏙 地域による採用の違い
-
一般的な高圧受電設備では、高調波電圧の総合歪率が5％以内に抑制されているため、通常はリアクタンス6％品が選定されます。
-
ただし、第3次高調波の影響が強い地域（例：首都圏・関西圏）や、高調波歪みの大きい環境では、より強力に対策できる13％品が採用されることがあります。
✅ ポイント
-
L＝6％：第5次調波対応、一般地域向け（標準）
-
L＝13％：第3次調波対応、高歪率地域向け（特別）
設計時には高調波環境と地域特性を踏まえて、リアクトルの仕様を選定することが重要です。
第3次高調波の特徴とL＝13％リアクトルの採用ケース
🔍 第3次高調波の特徴
-
三相インバータ機器からは通常、第3次高調波は発生しません。
-
また、トランスがΔ（デルタ）結線を含む構成の場合、第3次高調波はΔ結線内を循環するため、一次側（高圧側）には影響を及ぼさないとされています。
そのため、一般的な受変電設備や三相機器中心の構成では、第3次高調波の対策が必要になるケースは多くありません。
⚠ 13％リアクトルが必要になるケースとは？
以下のような条件では、第3次高調波の影響が無視できなくなり、L＝13％の直列リアクトルの採用が支持されることがあります。
✅ 13％品採用の代表的なケース：
-
単相インバータ機器の使用比率が高い設備構成
-
高調波歪率が大きくなりやすいエリア（例：首都圏・関西圏の一部地域）
-
特定の系統で第3次高調波が一次側へ流出する可能性がある場合
✍ 設計上の留意点
-
L＝13％は通常よりも大きなリアクタンスを持ち、第3次高調波の抑制に有効ですが、機器の始動電圧降下やコスト増加に注意が必要です。
-
導入に際しては、高調波解析の実施や電力会社の指導を受けたうえで、採用可否を慎重に検討しましょう。
パーセントの求め方【Ｌ＝〇％】
リアクタンス値の計算例｜６％の場合
リアクタンス値の計算例｜１３％の場合
高調波対策の計算結果
よくある質問（FAQ）
Q. 直列リアクトルのL＝〇％とは何ですか？
A. コンデンサ容量に対するリアクトルのリアクタンス（交流の抵抗成分）の比率です。回路を誘導性に保ち、高調波の増幅や共振を防止する目的があります。
Q. 6％と13％はどう使い分けますか？
A. 対象とする高調波で決まります。第5次調波対策（一般地域）はL＝6％、第3次調波対策（高歪率の特殊地域）はL＝13％を選定します。通常は6％品が一般的です。
Q. なぜ6％・13％という値なのですか？
A. 回路を誘導性に保つ条件 nωL－1/(nωC)＞0 から導かれます。第5次（n=5）ではωL＞0.04となり余裕をみて0.06＝6％、第3次（n=3）ではωL＞0.11となり余裕をみて0.13＝13％です。
Q. 13％品が必要になるのはどんな場合ですか？
A. 単相インバータ機器の使用比率が高い設備、高調波歪率が大きいエリア（首都圏・関西圏の一部など）、第3次高調波が一次側へ流出する系統などです。
まとめ
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