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Power

三相電力計算ツール

Y 接続またはデルタ接続の 3 相実電力 (kW)、無効電力 (kVar)、皮相電力 (kVa)、および力率角を計算します。結果は無料です。

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公式

P=√3×VL×I×PF,S=√3×VL×IP = √3 × V_L × I × PF, S = √3 × V_L × I
P— リアルパワー (W)
S— 皮相電力 (VA)
Q— 無効電力 (VAR)
V_L— ライン電圧 (V)
I— ライン電流 (A)
PF— 力率

仕組み

三相電力計算機は、産業用電気システムの実電力、無効電力、皮相電力を計算します。これは、モーターのサイズ、変圧器の選択、および負荷バランシングに不可欠です。電気技師、産業用電気技師、設備設計者は、このツールを使用して機器の定格を指定し、回路容量を検証します。IEEE Std 141 (Red Book) によると、三相システムは、同じ導体サイズを使用する単相システムよりも 73% 多くの電力を供給し、瞬時電力が一定であれば、単相システムの方が単相電力よりも 73% 多く供給されます。P = √3 × VL × IL × PF という基本的な関係は、平衡三相負荷に適用されます。ここで、VL は線間電圧、IL は線間電流です。Y（Y）接続の場合、Vphase = VL/√3 およびIphase = IL。デルタ (Δ) 接続の場合、Vphase = VLおよびIphase = IL/√3. NEMA MG-1によると、標準の三相モーター電圧は208/230/460/575V（60 Hz）および380/400/415V（50 Hz）で、定格動作の電圧許容誤差は± 10% です。負荷が不均衡になると、負のシーケンス電流が発生し、モーターの加熱が増加します。IEEE Std 112によると、電圧の不均衡が 2% になると、電流のアンバランスが8％、温度が5〜10℃上昇します。

計算例

次の三相負荷のCNC機械工場向けのトランスのサイズは、50馬力のモーター (460V、0.85PF、90% の効率)、30kWの暖房負荷 (単位PF)、20 kVA VFDシステム (0.95PF) です。ステップ 1: モーターを kW に変換する — P_motor = 50 × 0.746 / 0.90 = 41.4 kW. S_motor = 41.4 / 0.85 = 48.7 kVA. Q_motor = √(48.7² - 41.4²) = 25.7 kVAR.ステップ 2: VFD パワーの計算 — P_VFD = 20 × 0.95 = 19 kW. Q_VFD = 20 × √(1 - 0.95²) = 6.2 kVAR。ステップ 3: すべての負荷を合計する — P_total = 41.4 + 30 + 19 = 90.4 kW. Q_total = 25.7 + 0 + 6.2 = 31.9 kVAR. S_total = √(90.4² + 31.9²) = 95.9 kVA。ステップ 4: 需要係数の適用 — NEC 430.26 によると、モーター需要 = 最大の 125% +その他の 100%: 52 + 30 + 19 = 101 kW 相当。ステップ 5: サイズトランス — 112.5 kVA または 150 kVA の標準サイズ (計算では 95.9 kVA の次側) を使用します。将来の成長に備えて 20% のマージンを追加してください。150 kVA を推奨します。

実践的なヒント

  • ✓NEC 220.61によると、三相4線式システムのニュートラル導体のサイズには 70% の需要率を使用します。バランス負荷では中性電流がゼロになるため、完全なニュートラル容量が必要になることはほとんどありません
  • ✓モーターを接続する前に相回転（A-B-C）を確認してください。逆回転するとポンプやコンプレッサーが損傷します。設置時には相回転計（Fluke 9062）を使用してください
  • ✓IEEE Std 112によると、位相間で負荷を 5% ～ 10% 以内に分散させる電流の不均衡により、トランス損失が 20%、モーターの加熱が 10°C 増加します。

よくある間違い

  • ✗紛らわしいライン値と位相値 — 480Vデルタシステムでは相電圧が480V、480V wyeシステムでは相電圧が277V、間違った値を使用すると電力計算で 73% の誤差が生じる
  • ✗単相式を三相に適用すると、P = V × I × PFは単相、三相にはP = √3 × VL × IL × PF (1.732の差の係数) が必要
  • ✗見かけ上の電力計算では力率を無視します。つまり、0.8PFの100kW負荷では125kVAの変圧器容量が必要で、480Vで120Aではなく150Aを消費します。

よくある質問

IEEE Std 141によると、Wye (Y): 中性点あり、V相 = VL/√3、I相 = IL。配電では共通 (480Y/277 V は 480 V 三相と 277 V 単相の両方を供給します)。デルタ (Δ): ニュートラルなし、V相 = VL、I相 = IL/√3モーター巻線 (始動トルクが高い) と高電圧トランスミッションに共通です。変換:デルタW型変圧器は接地基準と30°位相シフトを提供しますが、Wye-delta型変圧器は接地基準を提供しません。
IEEE Std 1459-2010によると、PFは有効電力（kW）と総電力（kVA）の比を決定します。PF = 0.8 の場合:100 kW の負荷には 125 kVA の容量が必要です。電流 I = S/(√3 × VL) = 125,000/ (1.732 × 480) = 150 A に対して PF 単位では 120 A です。導体のサイズ、保護、および変圧器容量はすべて、実際の電力 (kW) ではなく、皮相電力 (kVA) に基づいています。PFが低いと、 1/PF².に比例して I²R の損失が増加します。
はい — P = √3 × VL × IL × PF は、ライン値を使用する場合、どちらの構成でも機能します。違いは内部にあります。wyeは線路導体（IL = I相）に相電流を流し、デルタは√3倍の相電流（IL = √3 × I相）を流します。これは内部の巻線電流/電圧定格に影響しますが、外部電力の計算には影響しません。不平衡負荷の場合は、各相を個別に計算してください。
IEEEおよびNEMA規格による：ボルト（V）またはキロボルト（kV）単位の電圧、アンペア（A）単位の電流、ワット（W）、キロワット（kW）、またはメガワット（MW）単位の実効電力、ボルトアンペア（kVAR、MVAR）単位の無効電力（VAR、kVAR、MVAR）、見かけの電力（ボルトアンペア）キロボルトアンペア、MVA)。モーターの定格は、北米ではHP（1 HP = 746 W）、その他の地域ではkWで表されています。力率は単位なし (0 ～ 1) です。
IEEE Std 120-1989によると、計算精度は測定の不確かさによって決まります。電圧± 0.5% (校正済みメーター)、電流± 1% (CT精度)、PF ± 2% (パワーアナライザー)。電力計算では、複合不確かさは通常 ± 2 ～ 3% です。精度を低下させる現実世界の要因：負荷変動（動作中は± 5 ～ 20%）、抵抗に対する温度の影響（低温から高温まで± 5%）、負荷による力率変動（モータの場合は0.5～0.9の範囲）。正確な需要プロファイリングを行うには、ロギングメーター (Fluke 1760) を使用してください。

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