技術情報「電力測定の基礎（基本的知識と測定事例）〜三相電源編〜」　

◆　電力測定の基礎（基本的知識と測定事例）〜三相電源編〜

　電気機器には、単相電源で動くものと三相電源で動くものの２種類があります。工場で使う製造機械やコンプレッサーなどの大きな電力が必要な設備は、三相電源を使います。本号では、三相電源で動作する機器の電力測定方法とその事例について紹介します。

■三相電源の電力供給方式

　三相電源の電力供給方式には、三相３線式（図１）と三相４線式（図２）があります。三相３線式ではR相、S相及びT相の３線、三相４線式ではＲ相、Ｓ相、Ｔ相及びN相の４線で電力を供給します（図１、２）。Ｒ相、Ｓ相及びＴ相の各電圧は同じ大きさで周期的に変化しますが、それぞれの変化するタイミングが異なっています。そのため、電気機器への接続が正しくないと、意図しない動作や運転不良の原因となります。N相は中性線とも呼ばれ、各相の電圧を安定させる役割を持っています。それぞれの方式での電源ケーブル内の線数は、アース線（接地線）があるため、三相３線式では４本、三相４線式では５本となっています。なお、図３は、三相３線２００Ｖ用の電力ブレーカー付近の配線です。

　省エネに取り組むうえで、設備の有効電力を測定することはとても重要です。工場や生産設備で使用される産業機械の多くは三相3線式で電力供給されており、本号では三相3線式の電力測定について紹介します。三相３線式における電力測定方法には、２電力計法と３電力計法がありますが、一般的に広く使用されている２電力計法での測定方法について紹介します。

■2電力計法での測定方法

　図４に２電力計法で測定する際の結線図を示します。電圧・電流の測定箇所は２か所ずつになります。図中では、R-S間及びT-S間の線間電圧測定を行っています。

　２つの線間において、それぞれ有効電力を測定します。その和が測定対象となっている電気機器全体での有効電力となります。図4でいうと、R-S間電圧（R相とS相の間の線間電圧）とR相電流から求めた有効電力をP1（W）、T-S間電圧（T相とS相の間の線間電圧）とT相電流から求めた有効電力をP２（W）とすると、測定対象全体での有効電力Ｐ１２は、式（１）になります。

　Ｐ１２＝Ｐ１＋Ｐ２・・・・・　（１）

（２）測定結果
　図１０は、周囲温度２０℃ 、相対湿度５６% の環境下で行った電力測定結果です。Ｐ１＋Ｐ２の和であるＰ１２がスポットクーラー全体での有効電力を示しています。なお、測定は運転開始して約20分後、安定した状態になった段階で実施しています。この測定結果をみると、有効電力は銘板のものより15%程度低い値（0.73ｋW）となっています。銘板には、実際に本機器が使用される蒸し暑い夏場のような環境下での有効電力が記載されていると思われますが、今回は涼しい環境下で測定したため、スポットクーラー内部のコンプレッサーにかかる熱負荷が小さく、有効電力が小さくなったと考えられます。
　図１１は、周囲温度34℃ 、相対湿度60%の環境下で行った電力測定結果ですが、この時の有効電力は、銘板と同じ値（0.86ｋW）となっています。このように測定環境により電力測定の結果が変わってくる場合がありますので、実際の使用環境に近い状態で測定するなど、注意が必要です。