なぜ高圧コンデンサー容量は三相トランスの1/3なのか？

なぜ高圧コンデンサー容量は三相トランスの1/3なのか？

― 現場で必ず出てくる“素朴だけど本質的な疑問”に答えます ―

はじめに：よく聞かれるけれど、意外と正しく説明できない疑問

キュービクル設備の打合せや更新工事の場で、
次のような質問を受けたことはないでしょうか。

• 「高圧コンデンサーの容量って、なぜトランス容量の1/3なの？」

• 「単相トランスが入っているのに、なぜ計算に含めないの？」

• 「1/3って決まり？それとも目安？」

この疑問は、高圧受電設備を扱うすべての人が一度はつまずくポイントです。
本コラムでは、電力会社・設計・施工・保守の視点を交えながら、
この疑問に“理屈で”答えていきます。

Q1：そもそも高圧コンデンサーは何のために入れるの？

A：目的は「力率改善」、つまり“無駄な電気の流れ”を減らすためです。

高圧コンデンサー（進相コンデンサー）の役割は、
遅れがちな力率を改善し、無効電力を補償することです。

三相誘導電動機や変圧器などの負荷は、

• 有効電力（仕事をする電気）

• 無効電力（磁界を作るために行き来する電気）

の両方を消費します。

このうち、無効電力が多いと、電流だけが増えて設備に負担がかかるため、
電力会社は力率が悪い需要家に対して割増料金を課します。

そこで登場するのが高圧コンデンサーです。

Q2：なぜ「三相トランス容量の1/3」が目安と言われるの？

A：三相負荷の無効電力特性から導かれた“実務上の近似値”だからです。

ここが今回の核心です。

結論から言うと、
「三相トランス容量の1/3」は法令でも絶対値でもありません。
しかし、長年の実務経験から導き出された、非常に合理的な目安なのです。

なぜ1/3なのか？

一般的な三相負荷（電動機中心）の力率は、

• 改善前：0.7～0.8

• 改善後目標：0.95以上

とされます。

この差を無効電力（kvar）換算すると、

• トランス容量（kVA） × 約30～35％

を補償すれば、ほぼ適正な力率になるケースが多いのです。

そのため、

三相トランス容量 × 1/3 ≒ 必要なコンデンサー容量

という考え方が定着しました。

Q3：では「1/3」は必ず守らないといけないの？

A：いいえ。負荷内容によっては過不足が生じます。

例えば、

• 電動機がほとんど稼働しない設備

• インバータ負荷が多い設備

• 夜間停止が多い工場

このような場合、
単純に1/3を入れると 進みすぎ（過補償） になることもあります。

過補償になると、

• 電圧上昇

• 機器誤動作

• 電力会社からの指摘

といった別の問題が発生します。

つまり、
1/3はあくまで「スタートライン」であり、万能解ではありません。

Q4：ではなぜ「単相トランス容量」は計算に含めないの？

A：単相負荷は、力率改善の対象になりにくいからです。

これも非常によくある疑問です。

単相トランスの主な用途は？

• 照明

• コンセント

• 制御電源

• 小容量機器

これらの多くは、

• 力率が比較的良い

• 無効電力が小さい

• コンデンサーで補償しても効果が薄い

という特徴を持っています。

そのため、
高圧コンデンサーで補償すべき無効電力の主成分は、三相負荷側
と考えるのが実務的なのです。

Q5：単相トランスが大容量の場合はどうする？

A：その場合は「例外」として再検討が必要です。

例えば、

• 単相電炉

• 大容量単相ヒーター

• 特殊設備

このようなケースでは、
単相側でも無効電力が無視できない場合があります。

その場合は、

• 低圧側での力率測定

• 高圧・低圧分離補償

• 自動力率調整装置の導入

など、設計段階での個別検討が必須になります。

Q6：実際の設計ではどう判断すればいいの？

A：以下の3点を押さえると失敗しません。

1. 三相トランス容量を基準に考える

2. 1/3は目安として使い、絶対視しない

3. 将来負荷（増設・更新）を見据える

特に重要なのは、
「今ちょうどいい」ではなく「数年後も困らない」容量設定です。

Q7：自動進相と固定進相、どちらが良い？

A：現在は自動進相が基本です。

負荷変動のある設備では、

• 固定進相 → 過補償リスク大

• 自動進相 → 常に適正力率を維持

となるため、
段切替式の自動進相装置が主流です。

まとめ：1/3という数字に振り回されないために

最後に、今回の疑問を整理します。

• 高圧コンデンサー容量＝三相トランス容量の1/3
  　→ 経験則として有効だが絶対ではない

• 単相トランス容量を含めない理由
  　→ 無効電力への寄与が小さいため

• 本当に大切なのは
  　→ 設備の負荷実態を理解すること

キュービクル設計は、
「数字を当てはめる作業」ではなく
**“電気の流れを想像する仕事”**です。

この疑問を正しく理解することで、
より安全で、無駄のない設備設計につながるはずです。