変圧器選定ガイド：容量・KVA定格・選定

クイック回答：KVA = (V × I) / 1000（単相）。三相：KVA = (V × I × √3) / 1000。200Vから100Vへの変圧器、二次側100A = 10 KVA（100 × 100 / 1000）。連続負荷では変圧器を銘板容量の80%で選定してください。

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変圧器の仕組み

変圧器は電磁誘導により回路間で電力を伝達します。電圧比は巻数比に等しいです：

V₁ / V₂ = N₁ / N₂

ここで 1 = 一次側、2 = 二次側、N = 巻数です。一次巻数480巻、二次巻数12巻の変圧器は40:1の比で、200V入力が5V出力になります。

重要な関係：

電力保存：V₁ × I₁ = V₂ × I₂（損失を除く）
電流比：I₁ / I₂ = N₂ / N₁（逆比例）
KVA：V × I / 1000（単相）、V × I × √3 / 1000（三相）

一般的な変圧器容量

KVA	200V一次側	100V二次側	一般的な用途
0.5	2.5A	5.0A	制御回路、インターホン
1.0	5.0A	10.0A	照明、小型負荷
1.5	7.5A	15.0A	空調制御、サーモスタット
2.0	10.0A	20.0A	小規模商業照明
3.0	15.0A	30.0A	中規模商業
5.0	25.0A	50.0A	小規模ビル配電
10	50.0A	100A	小規模商業電源
15	75.0A	150A	中規模商業
25	125A	250A	小規模産業
45	225A	450A	商業ビル

昇圧と降圧

種類	一次側	二次側	用途
降圧	200V	100V	住宅・商業ビル配電
降圧	200V三相	200V/100V	三相商業パネル
降圧	200V	100V	住宅（柱上変圧器）
昇圧	100V	200V	長距離送電
絶縁	100V	100V	機器絶縁、ノイズ低減
昇降圧	180V	200V	電圧補正（±10～20%）

電気設備技術基準の変圧器要件

一次側過電流保護：電気設備技術基準第19条——一次側のみ保護する変圧器は一次電流の125%で整定
二次側過電流保護：150V以下、二次側9A超の変圧器に必要（電気設備技術基準第19条）
操作空間：電気設備技術基準施行規則第158条——変圧器前面の最小空間900mm
通風：変圧器は熱を発生します。密閉空間の乾式変圧器には通風またはファンが必要です
接地：電気設備技術基準第18条——分離給電系統は規定に従って接地が必要です

計算例

シナリオ：小規模商業ビルの変圧器を選定。負荷200A、200V三相電源。

ステップ1：KVA = 200 × 200 × √3 / 1000 = 200 × 200 × 1.732 / 1000 = 69.3 KVA

ステップ2：連続負荷（80%ルール）：69.3 / 0.80 = 86.6 KVA

ステップ3：次の標準容量を選択：100 KVA変圧器

ステップ4：200V一次電流：100,000 / (200 × 1.732) = 289A

変圧器のよくある間違い

高調波による定格低減を怠る：非直線負荷（パソコン、LEDドライバ、インバータ）が生成する三次高調波が中性線に加算されます。Kファクター変圧器は50～70%の低減が必要です。
突入電流を無視する：変圧器は通電時に定格電流の6～12倍を約0.1秒間消費します。一次側ヒューズは遅延型（スローブロー）を使用してください。
電圧接続の間違い：一次電圧が電源と一致することを確認してください。200V変圧器に100V電源を接続すると、二次電圧が半分になります。

標準参考

電気設備技術基準 — 変圧器に関する規定
電気設備技術基準第18条・第19条 — 接地・過電流保護
JIS C 4304 — 配電用変圧器
JEM 1018 — 低圧変圧器

よくある質問

変圧器の容量はどうやって選定しますか？

KVA = V × I / 1000（単相）、KVA = V × I × √3 / 1000（三相）で計算します。連続負荷の場合は0.80で割ります（80%ルール）。次の標準KVA容量を選択してください。例：100V × 100A = 10 KVA。連続使用：10 / 0.80 = 12.5 KVA。

一般家庭に必要なKVA変圧器は？

日本の一般的な住宅は単相100V/200V、分電盤は30A～60Aです。KVA = 200 × 60 / 1000 = 12 KVA。電力会社の変圧器は通常10～50 KVAで数世帯に供給します。個人宅の変圧器選定は電力会社が行います。

変圧器を逆に使えますか？

可能ですが注意が必要です。降圧変圧器（200V→100V）を逆に使うと昇圧変圧器（100V→200V）になります。一次側に設計されたインピーダンス損失により、二次電圧が5～10%低くなる場合があります。また、絶縁定格が高電圧に対応していることを確認してください。

変圧器のKファクターとは？

Kファクターは、非直線負荷から発生する高調波電流への耐性を評価します。K-1が標準（直線負荷）。K-4、K-13、K-20と高調波耐性が向上します。パソコンやLED照明を含む現代の商業ビルにはK-13を使用してください。

変圧器の温度はどれくらいですか？

乾式変圧器は温度クラスで定格されます：150°C（AAクラス）、180°C（Aクラス）、220°C（Bクラス）。75 KVA変圧器の満負荷時の内部温度は150～180°Cに達します。周囲温度 + 温度上昇 = 全温度です。適切な換気で定格範囲内に保ちます。

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免責事項：このガイドは教育および予備設計目的のみです。最終的な機器選定は、地域の規格と専門的な工学要件に基づいて確認してください。