設備不平衡率についての基礎知識まとめ

設備不平衡率とは、三相交流の電気設備において、各相の負荷容量がどれだけ不均等になっているかを示す指標。具体中性線と各電圧線間に接続される単相負荷設備の容量の差と、総負荷設備容量の平均値の比率（%）で表される。

→三つの相（R相、S相、T相）にかかる負荷が均等でない状態を表す数値。
　負荷が完全に平衡していれば不平衡率は0%となり、不平衡が大きいほど数値が大きくなる。

設備不平衡率の計算方法

計算式

• 三相の場合: 設備不平衡率（%）
  （各相の負荷設備容量の最大値 [VA] – 各相の負荷設備容量の最小値 [VA]） ÷ （総負荷設備容量 [VA] ÷ 3） × 100
• 単相の場合: 設備不平衡率(%)
  （中性線と各電圧側電線間に接続される負荷設備容量の差 [VA]） ÷ （総負荷設備容量 [VA] ÷ 2） × 100

設備不平衡率の影響

• 中性線電流の増加: 負荷が不平衡になると、本来流れないはずの中性線に電流が流れ
  　　　　　　　 電圧降下や電力損失の原因となる。
• 電気機器の効率低下・寿命低下: 三相誘導電動機などの回転機に不平衡電圧が加わると
  　　　　　　　　　　　　　　 逆相電流が流れ込み、過熱や振動、効率の低下を引き起こし
  　　　　　　　　　　　　　　 寿命を縮める可能性がある。
• 変圧器の過負荷: 特定の相に負荷が集中すると、その相の変圧器が過負荷状態となり
  　　　　　　　 焼損のリスクが高まる。また、変圧器の寿命も短くなる可能性がある。
• 保護継電器の誤動作: 不平衡電流が保護継電器に影響を与え、誤動作を引き起こす可能性があります。
• 電圧変動の増大: 不平衡な負荷変動は、電圧の不安定化を招くことがある。
• フェランチ効果の発生: 軽負荷時に不平衡が大きいと、送電線の静電容量によって
  　　　　　　　　　　 電圧が上昇するフェランチ効果が顕著になることがある。

内線規程における設備不平衡率の対処方法

内線規程では、高圧受電の三相3線式において、原則として設備不平衡率を30%以下にすることが推奨されている。
ただし、100kVA以下の単相負荷の場合や、単相負荷容量の最大と最小の差が100kVA以下の場合など
例外規定もある。

設備不平衡率の改善方法

• 単相負荷の分散配置: 単相の電気機器（照明、コンセントなど）を
  　　　　　　　　　 できるだけ各相に均等に接続するように配線します。
• 三相負荷の導入: 可能であれば、単相負荷を三相負荷に変更することで、負荷のバランスを改善できる。
• バンクの組み換え: 変圧器のバンク構成を見直し、負荷の偏りを解消するように組み替える。
• 専用変圧器の設置: 大容量の単相負荷がある場合は、専用の変圧器を設置し
• 　　　　　　　　 他の三相回路に影響を与えないように分離する。
• 負荷調整装置の導入: 自動的に負荷を調整し、不平衡を解消する装置（例えば、無効電力補償装置）を
  　　　　　　　　　 導入することも有効である。