三相三線200V分電盤の電流使用量について

質問

電気知識がない者が扱うべきではないことを理解しておりますが、ご支援をお願いします。
サーバ用の分電盤があり，主幹および２次側プレーカーのクランプ測定を行っています。
各２次側（30AT）でも最大負荷電流（MCCBNo.2）が15.80Aなので，使用に問題はないと思っています。
質問としては，この分電盤の使用率の考え方と，今後追加可能な電流値の算出方法をご教示頂けないでしょうか。
勉強を兼ねながらいろいろWeb等を閲覧していたところ，こちらのサイトにたどり着きました。
過去のスレッドも拝見しましたが，なかなか理解が出来なかったため，今回このような形で質問させていただきました。

＜三相三線式200V　主幹ブレーカー：200AT＞
主幹側でクランプ測定
　R相　　　　S相　　　T相
　26.90A　　29.40A　　25.90A

２次側ブレーカーでクランプ測定
各MCCB (30AT)
No.　|　R相　　S相　　T相　　　　　　　　　（想定）
1　| 4.30A --- 4.30A --- 4.30A|（結線RST三相） 4.30A(1) /cos30°=4.97A(5)
2　|15.80A -- 15.70A ---------|（結線RS単相） 15.80A(2) /cos30°=18.24A(6)
3　|--------- 12.40A -- 12.50A|（結線ST単相） 12.50A(3) /cos30°=14.43A(7)
4　|12.70A ------------ 12.60A|（結線RT単相） 12.70A(4) /cos30°=14.67A(8)
-------------------------------------------------------------------
計　32.80A -- 32.40A -- 29.40A　　　　計((1)～(4))45.30A　相電流計((5)～(8)) 52.31A
※cos30°≒0.866

◆思考した内容
１．使用可能な電力量
　 P=√3VI （P=電力，V=電圧，I=電流）
　 →　200V x 200A x √3 /1000 = 69.2KVA

２．使用中の電力量
　 各2次側ブレーカー最大電流値/cos30°= 各相電流（(5)～(8)）
　 →　相電流（(5)～(8)）の合計　52.31A
　 →　52.31A x 200V /1000 = 10.46KVA

３．分電盤の使用率（思考１）
　 使用中の電力量 / 使用可能な電力量 X 100 = 使用率
　 10.46KVA / 69.2KVA x 100 = 15%

４．単純に使用率を考えた場合（思考２）
　 使用可能電流値　200A x √3 = 346A
　 使用中の電流値　各２次側のクランプ値最大の計(1)～(4)　45.30A
　 使用率　45.30A / 346A x 100 = 13.09%

５．単純に使用率を考えた場合（思考３）
　 使用可能電流値　200A
　 使用中の電流値　各２次側のクランプ値最大の計(1)～(4)　45.30A
　 使用率　45.30A / 200A x 100 = 22.65%

Ｑ１．この分電盤は主幹許容電流値（xxxA）に対して，何A使用中と考えればよいのでしょうか。
　　 （思考した内容は間違っていると思っています）

Ｑ２．主幹側のクランプ値（R:26.90A S:29.40A T:25.90A）と
　　　 ２次側のクランプ値計（R:32.80A S:32.40A T:29.40A）の違いは
　　　 どのように考えればよいのでしょうか。（位相が関係していると思考）

Ｑ３．各相にどれくらいの電流が追加可能と考えればよいのでしょうか。
　　　（１）各相（R/S/T）
　　　（２）各相間（R-S間/R-T間/S-T間）

以上，長文で申し訳ございませんが，よろしくお願いいたします。

回答No.1

ohkawa3 · ベストアンサー

主幹ブレーカーのトリップ電流が記載されていないのが大きな疑問ですが・・・・

１．使用可能な電力
　　主幹ブレーカーが200ATであれば、 69.2kVAで間違いありません。
　　ただし、「電力量」ではなく、「電力」です。
　　VAで表す概念は、正確には「皮相電力」といいます。

２．使用中の皮相電力
　　200V×4.3A×√3＝1.49kVA
　　200V×15.75A＝3.15kVA
　　200V×12.45A＝2.49kVA
　　200V×12.65A＝2.53kVA
　　－－－－－－－－－－－－－（＋
　　　　　　　　　9.66kVA
　　なお、1000倍を表す「k」は、小文字のkです。

3.　分電盤の利用率（主幹容量に対する利用率）
　　9.66kVA ÷ 69.2kVA＝14％

4.　単純に使用率を考えた場合（思考２）
　　使用可能電流値　200A x √3 = 346A
　　 使用中の電流値　各２次側のクランプ値最大の計(1)～(4)　45.30A
　　→このような考え方は、一般的ではありません。

5．単純に使用率を考えた場合（思考３）
　 使用可能電流値　200A
　 使用中の電流値　各２次側のクランプ値最大の計(1)～(4)　45.30A
　　→このような考え方も、一般的ではありません。

電流の合成は、ご想像のとおり、位相を考慮する必要があります。
さらに、波形歪（高調波）も考慮する必要があるので、クランプメーターで測った分岐回路毎の電流値に基づき、主幹に流れる電流を「正確に」計算することはできません。主幹にクランプメーターを挟んで、合成された全電流を測る方が単純かつ間違いがありません。

お礼

ohkawa3さま，貴重なお時間をいただきありがとうございました。
素人の質問にこんなに早くご回答をいただけるとも思っていなくて，少し感動しております。
もう少し勉強して，単位や呼称を気を付けて表記したいと思います。
二次側MCCBの三相結線と単相結線の皮相電力の導き方を理解いたしました。
管理に役立てたいと思います。
もう少し質問にお付き合いいただけることが可能であれば，次の質問について，ご教示下さい。
＞主幹ブレーカーのトリップ電流が記載されていないのが大きな疑問ですが・・・・
もし間違っていなければ，主幹ブレーカのトリップ電流は，主幹側をクランプメーターで測定した，
次の電流値がそれに当てはまるのではないかと思っています。
　R相　　　　S相　　　T相
　26.90A　　29.40A　　25.90A
こちらの電流値からも，利用率を導き出すことは可能でしょうか。
例えば，三相の平均電流値（27.40A）x√3x200V=9.48kVA
　　　　9.48kVA/69.2kVA=13%　など

追加の質問で大変恐縮ですが，よろしくお願いいたします。

回答No.2

lumiheart

＞２．使用中の電力量
めんどくさいので各相での最大電流S相の２９．４Ａのみ使用
三相電力の公式から
Ｐ＝√３ＶＡ＝√３ｘ２９[A]＝約１０[kVA]

正確な三相電力は↓の超チンプンカンプンな式で計算するが
音声付き電気技術解説講座
https://www.jeea.or.jp/course/contents/01156/
https://www.jeea.or.jp/course/contents/05102/
新人のための電気の基礎知識（三相交流）
http://www.itoffice.jp/ITOFFELC4.htm
線間電流　不平衡三相負荷　中性線無し（電源は対称三相交流）

こんな無意味な計算は誰もやらない　＜　コスパ悪すぎ

そもそも本件で計測した電流値は２４時間何時も同じ電流値なのか？
当然の如く、電流値は負荷により変化するので正確に計測する事自体が無意味

なので、通常は３０分平均の電力
https://www.ksdh.or.jp/service/security/demand_fee.html

結果的に

＞Ｑ１．
約３０[A]　＜小数点以下の細かい数字は無意味
＞Ｑ２．
三相電力はベクトル合成計算した結果
＞Ｑ３．
３０[A]／２００[A]＝負荷率 約１５[%]

尚、許容負荷はブレーカトリップ値の８０％以下までにします
本件では２００[A]なので１６０[A]まで使えます

何故８０％なのか？１００％使ってはイケナイのか？
１００％使っても良いけれど
モータを含めて多くの負荷は突入電流が有ります
単純に蛍光灯にだって、パソコンにだって

１００％使用中に蛍光灯のスイッチをパチパチとやったら
突入電流でブレーカは飛ぶかも知れない

よーするに安全率の考え方
理由は他にも有るけど素人さん向けには
この理由が一番分かりやすい

お礼

lumiheartさま，ご回答をいただきありがとうございました。
「めんどくさいので・・・」少し笑ってしまいました。私もそう思います。
公式が呪文に見えてきました。
参考リンクも教えていただいたので，もう少し呪文と格闘してみます。
主幹側の最大相電流値（s相）から導き出す方法が，素人には分かりやすかったです。
kVAで管理するのか，Aで見ていくのか，考え方次第だと思いました。
安全率の考え方も理解しやすかったです。考慮して検討します。
今後ともよろしくお願いいたします。