負荷設備容量の算定方法の備忘録

負荷設備調査の目的

電気設備を正しく設計するには、負荷設備調査が欠かせない。
目的としては、適切な設備容量を見極め、安全かつ効率的な電気利用環境を整えることにある。

具体的な目的

• 契約電力の推計：電気料金の基準となる契約容量を正しく割り出すこと。
• 受電方式の決定：電力会社から電気をどう引き込むか（高圧・特別高圧など）を決めること。
• 構内配電方式の決定：建物内に電気を配る効率的なルートや回路を決めること。
• 高調波（電源ノイズ）対策：精密機器の誤作動を防ぐため、電圧や電流の乱れを抑えること。
• 省エネルギー対策：無駄な電力消費を抑えるシステムを検討すること。
• 受変電設備（変圧器等）の容量決定：必要な電力に応じた変圧器のサイズを決めること。
• 変圧器バンク構成の決定：運用効率を高めるため、変圧器をどうグループ分けするか決めること。
• 特殊負荷への対応：急激な電圧変動を起こす大型機器などへ対策を行うこと。
• 予備電源の容量決定：停電時に備える非常用発電機や蓄電池の規模を決めること。

負荷設備の種別

負荷設備は建物の用途によって多種多様である。
大きく以下の7つに分類される。

• 一般電灯
  • 通常使用する照明（LEDや蛍光灯など）およびコンセント。
• 非常電灯
  • 通常は電力会社からの電気で点灯し、停電時には非常用電源（発電機・蓄電池）へ切り替わる照明。
• 一般動力
  • 給排水ポンプ、エレベーター、生産機器、コンプレッサーなど、建物の運用や作業に必要な動力的設備。
• 空調動力
  • エアコン、チラー（冷温水発生器）、付属の循環ポンプなど空調専用の設備。
• 非常動力
  • 停電時に予備電源へ切り替える消防設備（消火栓ポンプ、排煙ファン、非常用エレベーターなど）。
• 高圧負荷
  • 高圧電力で直接動かす大型モーターなど。
• その他（特殊・単独負荷）
  • 特殊な電力装置や、専用の変圧器を必要とする設備。
    停電が許されない機器用の無停電電源装置（CVCF）など。

負荷設備調査の方法

負荷設備が確定しており，内容が把握できる場合

調査の手法は、設備の確定状況によって使い分ける。

「負荷設備調査集計表」を作成し、分類ごとに容量を取りまとめること。

この集計表を1つ作成すれば、契約電力の推計や容量把握だけでなく
配電方式、高調波対策、省エネ対策、受変電設備の容量や構成の検討まで一括して行える。

負荷設備が未確定で内容が把握できない場合

左表：電気設備容量の目安　右表：テナントビルの場合の負荷容量例

過去の実績や基準値を参考に推計を行う。

• 工場の場合
  工場は業種、生産品目、生産量によって必要な電気量が大きく異なる。
  計画段階では「製品1つを作るのに必要な電気量（電力原単位）」から全体の消費電力を概算する手法もある。
  ただし、これはあくまで全体の目安となるため
  機器の詳細が確定した時点で数値を補正し、再集計を行う必要がある。
  
• 一般建築物の場合
  過去の実績データ（標準的な坪単価あたりの容量目安など）を参考に
  種別ごとの容量を想定すること。（上表参考）