トランス容量計算機
負荷の条件から、適切な変圧器（トランス）のサイズ（kVA）を計算します。
トランス容量計算の重要性：なぜ正確な選定が必要なのか？
電気設備の設計において、変圧器（トランス）の容量選定は最も基本的かつ極めて重要な工程です。トランスの役割は、電力会社から送られてくる高い電圧（高圧）を、私たちが使う機器に必要な電圧（低圧）に変換することです。もし、このトランスの容量が負荷に対して不足していると、電圧降下による機器の誤作動や、過熱による焼損、最悪の場合は火災などの重大事故に繋がる恐れがあります。
逆に、必要以上に大きすぎるトランスを選ぶと、初期導入コストがかさむだけでなく、トランス自身の損失（無負荷損）によって長期的な電力コスト（電気代）も不必要に高くなってしまいます。本計算機では、負荷の電圧と電流から、理論上の必要容量（kVA）を算出し、将来の拡張性や安全性を加味した「余裕率」を含めた最適なサイズを導き出します。適切なサイジングを行うことは、設備の信頼性維持と経済性の両立に不可欠です。
kVA（キロボルトアンペア）とは？皮相電力の概念
トランスの容量は、一般的な電化製品で使われる「W（ワット）」ではなく、「kVA（キロボルトアンペア）」という単位で表されます。これは「皮相電力」と呼ばれるもので、「電圧 × 電流」によって算出されます。ワット（有効電力）は、皮相電力に「力率（有効に使われる電気の割合）」を掛けたものです。トランスは、機器が必要とする電流を供給する能力そのものが評価対象となるため、力率の影響を受けないkVAが容量の基準となります。
トランス容量の計算公式：単相と三相の違い
トランスの容量計算は、電源の方式（相数）によって計算式が異なります。エンジニアや電気工事の現場で使われる基本式は以下の通りです。
1. 単相 (Single Phase) の場合
家庭用の100Vや200V、工場の単相動力などで使用されるトランスの計算式です。
$kVA = \frac{V \times I}{1000}$
($V$: 電圧V、 $I$: 電流A)
2. 三相 (Three Phase) の場合
工業用モーターや大規模設備の動力源として使われる三相電源のトランスの計算式です。三相の場合は、平衡負荷における線間電圧と線電流の関係から「$\sqrt{3}$（約1.732）」の係数が必要になります。
$kVA = \frac{\sqrt{3} \times V \times I}{1000} \approx \frac{1.732 \times V \times I}{1000}$
余裕率（安全率）の選定ポイント
計算結果の数値をそのままトランスの容量にするのは危険です。実際には以下の要因を考慮して、通常は20%〜25%程度の余裕（余裕率）を持たせたサイズを選定するのが業界の標準です。
1. 突入電流（始動電流）への対応
モーターやコンプレッサー、大容量のコンデンサなどを含む負荷は、スイッチを入れた瞬間に、定格電流の5倍〜10倍もの大きな電流（突入電流）が流れることがあります。トランスがこのピークに耐えられないと、保護回路が作動したり、瞬間的な電圧降下が発生したりします。
2. 将来の負荷増設への備え
設備の運用開始後、機械の追加や照明の増設などが発生することは珍しくありません。最初からギリギリの容量で設計してしまうと、わずかな増設でもトランスの入れ替え作業（大規模な停電工事）が必要になり、莫大な費用がかかってしまいます。
3. 高調波と磁気飽和
インバータ機器やLED照明などの電子化された負荷が多い場合、高調波電流が発生しトランスの効率を低下させ、発熱を増やす原因となります。これらを考慮して余裕を持たせることが大切です。
日本の標準的なトランス容量（kVA）規格
計算機で出た結果が、例えば 「12.5 kVA」 だったとしても、その数値ぴったりのトランスは市販されていません。日本のJIS（日本産業規格）やJEMA（日本電機工業会）の基準に基づき、以下のような標準的な定格容量から選定することになります。
- 小型・単相: 1, 3, 5, 7.5, 10, 15, 20, 30, 40, 50 kVA
- 大型・三相: 20, 30, 50, 75, 100, 150, 200, 300, 500 kVA
基本的には、「計算値（含 余裕率）以上の容量で、最も近い標準定格」を選びます。
トランス選定時のFAQ
- Q. 三相トランスを単相負荷に使用することはできますか？
- A. 技術的には可能ですが、三相のバランスが崩れる「不平衡負荷」となるため、トランスの全容量を使えるわけではありません。大きな単相負荷がある場合は、あらかじめ「三相→単相」の変成ができる特殊なトランスや、単相専用のトランスを検討すべきです。
- Q. 油入トランスとモールドトランス（乾式）のどちらが良いですか？
- A. 油入トランスは放熱性に優れ安価ですが、防災上の制約（不燃化）がある地下室などでは、樹脂で固めたモールドトランスが選バれます。設置環境や消防法、コストバランスに応じて決定してください。
- Q. トップランナー方式とは何ですか？
- A. 日本の省エネ法に基づく基準で、エネルギー消費効率（損失の少なさ）に優れたトランスの普及を促進する仕組みです。新しい基準（第二次判断基準など）に適合したトランスを選ぶことで、長年の待機電力を大幅に削減できます。