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乾式変圧器に適したkVA定格の選び方
プロジェクトにおける 乾式トランスフォーマー kVA（キロボルトアンペア）定格の適切な選定は、トランスのサイズ決定において最も重要なステップです。小さすぎる定格を選択すると過負荷や早期故障を引き起こし、大きすぎる定格では不要な費用と効率の低下が生じます。この実用ガイドでは、ニーズに合った適切なkVA定格を正確に決定する手順を丁寧に解説します。
KVA定格とは何ですか？
変圧器のkVA定格はその「見かけ上の電力」容量を示します。これは、変圧器が過熱することなく連続的に扱える最大電力量を示しており、システムの有効電力（kW）と無効電力（kVAR）の両方を含む電気負荷の指標です。このほかの主要パラメータの詳細については、当社の 仕様に関する完全技術ガイド .
適切なkVA選定が極めて重要な理由
- 容量不足のリスク： KVA定格が低すぎる変圧器は常に高温で運転され、絶縁体の劣化、寿命の短縮、さらには重大な故障につながる可能性があります。また、電圧降下を引き起こし、接続された機器の性能に影響を与えることになります。
- 過剰サイズによるコスト： 負荷に対して大きすぎる変圧器は非効率に動作し、無負荷損失が増大することでエネルギーを浪費します。また、初期投資として不必要に大きな資本支出が必要になります。
必要なkVAを計算するステップバイステップガイド
ステップ1：すべての電気負荷をリストアップする
変圧器が給電するすべての機器について、包括的なリストを作成することから始めます。これには照明、機械、HVACシステム、モーター、コンピュータ、その他の電気機器が含まれます。各機器について、定格プレートに記載されている消費電力（ワット[W]、キロワット[kW]、ボルト[V]、アンペア[A]）を確認します。
ステップ2：各負荷の皮相電力（VA）を計算する
各機器の消費電力をVA（ボルトアンペア）に換算する必要があります。
- 抵抗負荷（ヒーターや白熱灯など）の場合： 力率は1であるため、ワット（W）＝VAとなります。
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モータ負荷（誘導性負荷）の場合： モータの力率は1未満です（通常0.8～0.95）。定格プレートに直接VAまたはkVAの値が記載されている場合があります。もしアンペア（A）とボルト（V）しか記載されていない場合は、以下の計算を行います。
- 単相VA = ボルト × アンペア
- 三相VA = ボルト × アンペア × 1.732
ステップ3：合計kVAを算出
すべての機器のVA定格を合計して、VA単位の総負荷容量を求めます。この数値を1,000で割ることで、合計kVAが得られます。
合計kVA = 合計VA / 1000
ステップ4：需要率の適用（該当する場合）
すべての負荷が同時に最大容量で運転されるわけではありません。需要率とは、現実的なピーク負荷を示す百分率です。たとえばオフィスビルでは、すべての照明、コンピュータ、HVAC装置が同時に100％の出力で動作する可能性は低いです。需要率（例：80％または0.8）を適用することで、より現実的な負荷値を得ることができます。ただし、重要なシステムや小規模な配電盤の場合、需要率を100％と見なすのが一般的に安全です。
ステップ5：将来の増設を見越した設計（バッファ規定）
これは頻繁に見過ごされがちな非常に重要なステップです。将来的に電力需要は増加する可能性があります。後で変圧器を交換しなくて済むように、計算された負荷に対して余裕（バッファ）を持たせることが標準的な取り決めです。
推奨将来成長余裕率：20%～25%
最終kVA = 総合計kVA × 1.25
ステップ6：次に大きい標準kVAサイズの選定
変圧器は、標準的なkVAサイズ（例：30、45、75、112.5、150、225、300、500 kVAなど）で製造されています。最終的なkVA需要量を計算した後は、それ以上の次の標準サイズを選択する必要があります。たとえば、計算結果が85 kVAの場合、112.5 kVAなどの次の標準サイズを選ぶことになります。
例による計算
ある小規模な作業場向けに三相変圧器の容量選定を行う場合を想定します。
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負荷：
- 照明：5,000 VA
- 機械（モーター負荷）：480V三相で40A
- コンセント：10,000 VA
- モーターのVAを計算： 480V x 40A x 1.732 = 33,254 VA
- 合計VA： 5,000 VA（照明）+ 33,254 VA（機械）+ 10,000 VA（コンセント）= 48,254 VA
- 合計kVA： 48,254 ／ 1000 = 48.25 kVA
- 将来の増加分を加算（25％）： 48.25 kVA x 1.25 = 60.3 kVA
- 標準サイズを選択： 60.3 kVAを超える次の標準サイズは 75 kVA .
したがって、75 kVAの変圧器が適切な選択となります。
結論：正しいサイズを一度で選びましょう
KVA定格を正確に決定することは、電気システムの安全性と長寿命化への重要な投資です。負荷を丁寧にリストアップし、総消費電力を計算して、将来の増設も見越すことで、数十年にわたり確実にニーズに対応できる 乾式トランスフォーマー 変圧器を自信を持って選定できます。
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