力率改善コンデンサの計算
力率改善コンデンサの計算で、必要な容量を求められます。有効電力と、現在と目標の力率を入力します。例えば30 kWで力率を0.70から0.95に上げるには約20.7 kvarが必要で、400 Vの三相デルタなら1台あたり138 µFが3台です。
計算例：有効電力P 30 kW · 改善前の力率 0.7 · 改善後の力率（目標） 0.95 · 電圧（線間） 400 V · 周波数 50 Hz · コンデンサの結線: 三相・デルタ結線 → 結果：必要なコンデンサ容量Qc＝20.75 kvar、静電容量：デルタ結線で3台 × 137.6 µF。出典：Wikipedia – Blindleistungskompensation。更新日：
計算方法
モーターや変圧器のような誘導性の負荷は、有効電力Pのほかに無効電力Qも必要とし、それが電力網の負担になります。コンデンサは無効電力をその場で供給し、電流を減らします。この対策を力率改善といい、力率cos φを理想的には0.95〜1まで高めます。
計算のしかた
無効電力はQ＝P·tanφです。力率をcos φ₁からcos φ₂に上げるのに必要なコンデンサ容量は、Qc＝P·(tanφ₁－tanφ₂)です。30 kWで0.70から0.95なら、tanφ₁＝1.020、tanφ₂＝0.329なので、Qc≒20.7 kvarです。静電容量は、単相ではC＝Qc／(ω·U²)、三相のデルタ結線では1台あたりC＝Qc／(3·ω·U²)、スター結線ではC＝Qc／(ω·U²)で、Uは線間電圧、ω＝2π·fです。例では、400 V・50 Hzのデルタ結線で138 µFのコンデンサ3台になります。
効果
皮相電力は42.9 kVAから31.6 kVAに、電流は61.9 Aから45.6 Aに減り、約26 %小さくなります。電線や変圧器の負担が軽くなり、無効電力に関する料金を避けられる場合もあります。
- 力率1まで改善しすぎないでください。設備が容量性（進み電流）になり、共振が起きるおそれがあります。
- デルタ結線は、スター結線に比べて1台あたりの容量が3分の1で済みます。
- 高調波がある場合は、リアクトル付きを選び、電力会社の規定に従ってください。
よくある質問
力率改善に必要なコンデンサ容量はどう計算しますか。
Qc＝P·(tanφ₁－tanφ₂)で求めます。30 kWで力率を0.70から0.95にするなら、約20.7 kvarです。
コンデンサの静電容量はどれくらい必要ですか。
単相ではC＝Qc／(ω·U²)です。三相のデルタ結線では3台それぞれC＝Qc／(3·ω·U²)、スター結線ではC＝Qc／(ω·U²)で、Uは線間電圧です。
なぜ力率を改善するのですか。
力率が低いと、同じ有効電力でも電流が増えます。電線や変圧器に負担がかかり、電力会社から力率に応じた料金の割増を受けることもあります。
出典・根拠
- Wikipedia – Blindleistungskompensation
- Wikipedia – Power factor (correction)
- Wikipedia – Leistungsfaktor
更新日： · 編集方針
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