⚡ 電気担当

負荷計算¶

30秒まとめ¶

変圧器容量算定は「設備容量合計 × 需要率 × 不等率」で最大需要電力を求め、力率・効率を考慮して kVA 換算する。将来負荷は 15〜20% の余裕を見込む。需要率の見込み違いが変圧器の過負荷・容量不足の主因。

定義と関係式¶

用語	定義	単位
設備容量	機器の定格出力（銘板値）の総和	kW または kVA
需要率	最大需要電力 / 設備容量	無次元（0〜1）
需要電力（最大需要電力）	ある期間中の最大電力 = 設備容量 × 需要率	kW
負荷率	平均電力 / 最大需要電力	無次元（0〜1）
不等率	各設備の個別最大需要電力の合計 / 合成最大需要電力	≥ 1.0

合成最大需要電力 = 設備容量合計 × 需要率 ÷ 不等率
変圧器必要容量 [kVA] = 合成最大需要電力 [kW] ÷ 力率

変圧器容量算定の手順（計算例付き）¶

前提条件¶

負荷種別	設備容量（出力）	需要率	力率	効率
電動機（動力）	150kW	0.65	0.85	0.90
照明	10kW	0.90	0.95	―（換算不要）
計装電源	5kW	0.85	0.90	―（換算不要）
空調	20kW	0.75	0.85	―（換算不要）

計算¶

Step 1: 各負荷の最大需要電力を計算
        電動機は「入力 = 出力 ÷ 効率」で電源側入力に換算してから需要率を掛ける
  動力:   (150 ÷ 0.90) × 0.65 = 167 × 0.65 = 108.3 kW
  照明:    10 × 0.90 =  9.0 kW
  計装:     5 × 0.85 =  4.25 kW
  空調:    20 × 0.75 = 15.0 kW
  合計:                136.55 kW

Step 2: 不等率を考慮（工場動力の不等率 = 1.1 が目安）
  合成最大需要電力 = 136.55 ÷ 1.1 = 124.1 kW

Step 3: kVA 換算（総合力率 = 0.85 と仮定）
  必要変圧器容量 = 124.1 ÷ 0.85 = 146.0 kVA

Step 4: 将来余裕 20% を確保
  選定容量 = 146.0 × 1.20 = 175.2 kVA → 200kVA を選定

電動機の効率換算について

銘板の定格出力（kW）は軸出力のため、電源側から見た入力電力は「出力 ÷ 効率」で割り増す（本ページ「動力・電灯・計装負荷の集計方法」参照）。照明・計装・空調は消費電力（入力）で表記されるのが一般的なため、ここでは効率換算不要としています。

動力・電灯・計装負荷の集計方法¶

集計シートの構成¶

| 設備 TAG | 設備名 | 定格出力 [kW] | 効率 | 力率 | 需要率 | 最大需要電力 [kW] | 備考 |

集計ポイント：

電動機は「定格出力 [kW]」ではなく「電源側からの入力電力 [kW]」で計算（入力 = 出力 ÷ 効率）
インバータ付き電動機は可変速による実効需要率を設定（定速より低い需要率）
将来増設予定設備は「将来負荷」として別欄に記載

需要率の目安¶

負荷種別	需要率の目安
連続運転ポンプ・コンプレッサー	0.85〜1.0
間欠運転ポンプ（バックアップ含む）	0.50〜0.70
ファン・換気	0.70〜0.85
照明（全灯時）	0.90〜1.0
計装・制御電源	0.80〜0.90
空調	0.65〜0.80
工事用・点検用電源	0.30〜0.50

将来負荷の見込み（15〜20% の余裕）¶

状況	余裕の取り方
新設プラント	現時点の最大需要電力に 20% 加算して変圧器選定
既設プラント改造	既設変圧器の余裕容量を確認し、追加負荷が収まるか確認
長期（10 年先）	さらに 10〜15% を追加余裕として見込む

変圧器の過負荷は寿命を縮める

変圧器を 110% 超で長時間使用すると絶縁が劣化し寿命が著しく短くなる。増設・改造時は変圧器容量の空き確認を必ず行う。

根拠と適用上の注意¶

計算例の算術（2026-09-19 再計算）: 本ページの計算例 6 ステップをすべて再計算し、掲載値と一致することを確認しました（動力 (150 ÷ 0.90) × 0.65 = 108.33／合計 136.55／÷1.1 = 124.17／÷0.85 = 146.08／×1.20 = 175.29）。表示は各段で丸めた値を次段に渡す連鎖になっており、丸めずに通すと合計が 136.58 kW・最終 175.3 kVA になります。選定容量（200 kVA）は変わりません。
計算ツール集の変圧器容量の例とは条件が違います。 向こうは効率換算なし・空調なしで 142.1 kVA、本ページは効率換算あり・空調ありで 175.2 kVA です。式（設備容量 × 需要率 ÷ 不等率 ÷ 力率）は同じで、需要率・不等率・将来余裕の正典は本ページです。
定義式（需要率・負荷率・不等率）：電験・配電設計で標準化された教科書定義であり、法令・JIS の規定値ではありません。需要率 = 最大需要電力 ÷ 設備容量、負荷率 = 平均電力 ÷ 最大需要電力、不等率 = 個別最大需要電力の合計 ÷ 合成最大需要電力（常に 1 以上）。定義の相互整合とページ内計算例の算術は 2026-07-30 に再確認済みです（需要率の分子は瞬時値と紛らわしい旧表記を改め「最大需要電力」に統一）。
需要率の目安表・不等率 1.1・将来余裕 15〜20%：すべて設計慣行値であり、法令・規格による裏付けはありません。負荷種別・運転形態で大きく変わるため、実プラントでは類似設備の実績デマンド（30 分デマンド値）から決めるのが最も確実です。契約電力・デマンドの制度面はデマンド管理を参照してください。
変圧器の過負荷と寿命：「110% 超の長時間使用で寿命が縮む」は油入変圧器の一般的傾向の説明であり、定量的な許容過負荷は変圧器の種類・冷却方式・負荷サイクル・周囲温度で決まります（負荷指針類の規格番号は原本未照合のため記載しません。適用時はメーカーおよび該当規格の負荷指針を参照）。
効率換算：電動機の銘板出力は軸出力で表記される慣行のため、「入力 = 出力 ÷ 効率」の換算は本ページの計算前提です。照明・空調等を入力表記とみなす扱いも機器仕様により異なるため、集計時は各機器の銘板・データシートで表記の別を確認してください。