力率と補償コンデンサの計算

使い方

1. 有効電力 P、無効電力 Q、皮相電力 S、力率 cos φのうち任意の2つを入力し、残りの2つは空欄にします。残りはツールが計算します。
2. 目標の力率（例えば0.95）を入力し、電源として単相か三相を選びます。
3. 三相の場合は、コンデンサの接続を選び、配電網の電圧（V）と周波数（Hz）を入力します。
4. 追加するコンデンサの電力（kvar）とコンデンサ1台の容量（µF）を読みます。計算の過程は計算の手順（段階ごと）にあります。

電力三角形

力率が1未満の負荷は、有効な仕事に必要な量より多くの電流を流します。その皮相電力 S は、仕事をする有効電力 P と、電源と負荷の間で毎サイクルやり取りされる無効電力 Q のベクトル和です。

S = √(P² + Q²)
cos φ = P ÷ S
Q = P × tan φ = S × sin φ

P  有効電力（kW）     Q  無効電力（kvar）     S  皮相電力（kVA）

• 誘導性（遅れ）負荷、例えば誘導電動機は、Qが正です。コンデンサがそのQを供給するので、電源が流す電流は少なくなります。
• 力率は P ÷ S です。1のときには、すべての電流が有効な仕事をします。

コンデンサの容量の求め方

力率を cos φ1から cos φ2に改善するには、コンデンサ群は Qc = P × (tan φ1 − tan φ2) を供給しなければなりません。リアクタンス X のコンデンサは Q = V² ÷ X を供給し、X = 1 ÷ (2πfC) なので、容量は無効電力から求まります。

Qc = P × (tan φ1 − tan φ2)

単相、またはVを線間電圧とするY結線：  C = Qc ÷ (2πfV²)
三相Δ結線、Vを線間電圧とする：          C = Qc ÷ (3 × 2πfV²)

C  コンデンサ1台の容量（F）   f  周波数（Hz）   V  コンデンサの両端の電圧（V）

• Δ結線では、各コンデンサは線間電圧の全体にかかります。同じ合計kvarなら、その容量はY結線のコンデンサの3分の1です。

このツールが含まない内容

• 高調波、およびコンデンサと電源の間に起こる共振。ネットワークによっては、離調したりフィルタを付けたりした群が必要です。
• 進み（容量性）負荷。その場合、Q は負の符号になります。このツールは通常の遅れ負荷を仮定しています。
• 電圧上昇、開閉、群の保護。これらは、配電事業者とコンデンサメーカーの規則で確認してください。

よくある質問