三相3線式と単相の違いとは？動力契約の電気代削減と配線の落とし穴

三相3線式と単相の違いとは？動力契約の電気代削減と配線の落とし穴についての疑問解決ガイドをお届けします。

三相交流を扱う上で避けて通れないのが、機器内部や変圧器の結線方法です。三相3線式の結線図には、大きく分けて「デルタ結線（Δ結線・三角結線）」と「スター結線（Y結線・星形結線）」の2種類が存在します。

日本の電力会社が供給する低圧動力（200V）の変圧器二次側では、主にデルタ結線が採用されています。デルタ結線は3つの巻線を三角形に繋ぐ構造で、線間電圧と相電圧が等しく（200V）、万が一片方の相に負荷の偏りがあっても電圧の不平衡が起きにくい安定した特性を持ちます。

一方のスター結線は、3つの巻線の一端を中心（中性点）に結び合わせ、放射状に広げる結線方式です。スター結線では、線間電圧は相電圧の$\sqrt{3}$倍（約1.732倍）になり、相電流と線電流が等しくなるという電気的法則が成り立ちます。

この2つの結線特性を巧みに応用したのが、現場の三相3線 モーター 配線方法として名高い「スターデルタ始動（Y-Δ始動）」です。大容量モーターを停止状態からいきなりデルタ結線でフル稼働させると、定格の5倍から7倍にも達する巨大な始動電流（突入電流）が流れ、工場の主幹ブレーカーをトリップさせたり受電電圧を急降下させたりするトラブルを招きます。そこで、始動時のみスター結線で巻線にかかる電圧を定格の$1/\sqrt{3}$（約58%）に落とし、始動電流と始動トルクを3分の1に抑えた上で、回転速度が上がった段階で電磁接触器をデルタ結線へと切り替える運用が標準化されています。