非常用発電機の容量は、停電時に残したい負荷の合計kWだけでは決まりません。照明やIT機器の連続負荷に加え、ポンプ・ファン・冷凍機などを始動するときの電流、負荷の投入順序、許容できる電圧降下、単相負荷の偏りを確認します。さらに、ATS（自動切替盤）の切替範囲、必要運転時間に対する燃料、排気・換気、保守中の代替手段まで一つの計画にします。消防用設備を含む場合は、一般のBCP負荷と分けて関係法令・所轄機関・設計者の確認を受けます。
先に結論｜定常負荷・最大始動負荷・運転時間を別々に確認する
非常用発電機の容量検討では、まず停電時に本当に必要な回路を決めます。その上で、全負荷が安定して運転しているときの有効電力kWと皮相電力kVA、最も厳しい負荷を投入した瞬間の電圧・周波数変動、燃料を含む継続時間を分けて確認します。どれか一つでも満たさなければ、合計kWに余裕があっても必要な設備は動きません。
ヤンマーの防災・非常用発電設備資料は、負荷の種類、容量、台数、電圧、相数、モーターの始動方式を確認し、負荷を一括投入するか順次投入するかを容量計算へ反映する考え方を示しています。特に、最後に投入する負荷が容量を左右する場合があるため、通常時の最大需要電力をそのまま発電機容量に置き換えません。
重要負荷は設備名ではなく回路と復旧時間で棚卸しする
『工場を止めない』だけでは対象が広すぎます。人命・防災、製品や原料の保全、排水・給水、通信・入退室、最低限の照明、工程を安全に停止するための設備などに分け、停電直後、数分後、数時間後のどの時点で必要かを整理します。停電中に停止できる空調・生産設備を非常母線から外せれば、発電機と燃料設備の過大化を防げます。
負荷一覧は機器の銘板容量だけでなく、実際の運転台数、同時使用、単相・三相、電圧、力率、モーターの始動方式を記録します。UPSや蓄電池が瞬断をつなぐ回路、発電機始動後にATSで切り替える回路、手動判断で復旧する回路を単線結線図上で色分けすると、責任分界と試験範囲が明確になります。
合計kWだけでなくkVA・力率・始動電流を見る
発電機はkVA、原動機はkWで能力が表されるため、負荷の力率を無視できません。整流器、UPS、インバーター負荷などは高調波や突入電流の条件もメーカーへ提示します。銘板kWだけを足し、一定の予備率を掛ける方法では、発電機側の電流能力や原動機側の出力のどちらが先に限界へ達するか判断できません。
ポンプやファンのモーターは、直入れ、スターデルタ、インバーターなどで始動時の電流とトルクが変わります。ヤンマーの資料も始動方式を容量計算の確認項目としています。既設モーターの始動器と負荷トルクを確認せず、カタログの一般的な倍率だけで発電機を選定しないことが重要です。
一括投入か順次投入かで必要容量が変わる
停電復旧時に全回路を一括投入すると、複数モーターの始動電流が重なります。順次投入にすればピークを抑えられる場合がありますが、制御電源、タイマー、PLC、電磁接触器の復帰順序まで設計しなければ、想定外の同時始動が起こります。投入順序は運用メモではなく、制御回路と試験要領へ反映します。
最も大きいモーターを最初に始動すれば常に有利とは限りません。すでに運転している負荷がある状態で最後の負荷を投入したときが厳しくなる場合があります。各投入段階の運転負荷と次に始動する負荷を並べ、メーカーの容量計算で電圧降下・周波数低下・原動機出力を確認します。
ATSは容量だけでなく切替方式と系統の分離を確認する
ATSは商用電源の停電を検出し、発電機の始動・電圧確立を待って非常側へ切り替える装置です。確認するのは定格電流だけではありません。商用側と発電機側を同時に接続しない切替方式、極数、中性線、接地、短絡耐量、制御電源、復電後の戻し方、手動操作時のインターロックを単線結線図と仕様書で照合します。
太陽光・蓄電池・コージェネがある施設では、停電時にどの電源がどの母線へ残るかを個別に確認します。自立運転できないPCSを非常電源として数えたり、発電機とPCSを承認のない構成で並列にしたりしません。系統連系保護、接地方式、逆電力、制御の責任分界を設計者と各メーカーで整理します。
燃料・換気・排気・騒音まで含めて運転可能時間を決める
必要運転時間は、タンクの公称容量を定格燃費で割るだけでは決まりません。実際に使用できる燃料量、想定負荷率、始動・暖機、燃料供給の確実性、長期保管による劣化、給油中の安全を確認します。災害時に燃料が届かない前提も置き、重要負荷を段階的に減らす運用を決めます。
発電機室は燃焼空気と冷却空気が必要で、排気熱、騒音、振動、浸水、周囲への排ガス影響も設置条件になります。農林水産省の機械設備設計指針は、非常用発電装置について発電機、原動機、発電機盤、始動用蓄電池、燃料・冷却・騒音などを一体の仕様として扱っています。建物・消防・環境条件は所轄機関と設計者へ確認します。
見積依頼と試運転で確認する資料
見積時は、非常系統を示した単線結線図、負荷表、始動方式、投入順序、必要運転時間、設置場所、燃料方式、換気・排気経路、騒音条件を同じ版で渡します。候補機は定格kVAだけでなく、適用規格、許容負荷、始動特性、過渡特性、ATS仕様、保守スペース、部品供給、負荷試験方法を比較します。
竣工時は、停電検出から始動、電圧確立、切替、各負荷の順次投入、警報、復電、停止までを設備ごとの手順で試験します。無負荷で回ったことだけを容量確認にしません。経済産業省の資料も、始動試験だけでなく設備の健全性確認や負荷運転を点検内容として区別しています。試験周期と記録は保安規程・消防計画・メーカー要領へ反映します。
よくある質問
Q.契約電力と同じ容量の発電機なら工場全体を動かせますか？
A.契約電力は受電の需要を表す指標で、負荷の始動電流、力率、投入順序、非常系統の配線を保証しません。非常時に残す回路から個別に計算します。
Q.蓄電池があれば非常用発電機は不要ですか？
A.必要出力、継続時間、充電状態、停電時の自立運転可否で異なります。瞬断対策を蓄電池、長時間運転を発電機が担うなど、役割分担を比較します。
Q.定期的な無負荷運転だけで十分ですか？
A.始動確認にはなりますが、実負荷の投入、ATS、冷却・排気、警報、燃料系統を含む性能確認とは別です。法令、保安規程、メーカー要領に基づく試験を計画してください。
POINT
この記事のまとめ
非常用発電機は、重要負荷の合計kWに余裕率を掛けるだけでは選べません。kW・kVA・力率、最大始動負荷、投入順序、ATSの切替範囲、燃料と必要時間、換気・排気、試験までを一つの単線結線図と負荷表で確認します。消防用設備を含む容量計算と手続は、資格者・所轄機関・メーカーの確認を受けてください。
停電時に残す負荷と受変電設備の条件を整理する
単線結線図、負荷一覧、モーター始動方式、ATSの切替範囲、必要運転時間を照合し、非常用発電機・受変電設備・重要負荷の見積条件を整理します。消防用設備の容量計算や法定手続は、資格者・所轄機関・メーカーとの確認を前提とします。
- ✓重要負荷と停止できる負荷を回路単位で分ける
- ✓始動順序と瞬時電圧降下を容量計算へ反映
- ✓ATS・燃料・換気・試験まで見積条件に含める
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参考にした一次情報
本記事は各社・公的機関が公表した情報をもとに、一般的な検討ポイントを独自に整理・解説したものです。掲載組織との提携・推奨関係を示すものではなく、個別案件の設計・法令判断を代替しません。設備条件や最新制度は案件ごとにご確認ください。
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