電験三種 令和5年度上期 法規 問11｜電気施設管理（負荷曲線・需要率）

需要率は「最大需要電力 ÷ 設備容量 × 100」です。2つの工場を合わせる場合は、同じ時刻の電力を足した合成負荷の最大値を使い、設備容量は合計の400+700＝1 100 kWとします。時間帯ごとの合計は、0〜6時が100+600＝700 kW、6〜12時が200+300＝500 kW、12〜18時が200+400＝600 kW、18〜24時が100+600＝700 kWです。最大は700 kWなので、需要率は 700÷1 100×100≒63.6 %。正答は(3)です。

【公式】需要率［%］＝最大需要電力 ÷ 設備容量 × 100。2工場を合わせるときは、各工場の最大値の和ではなく「同時刻の合計の最大値」を分子にします。

【負荷曲線の読み取り】

・A 工場：0〜6時 100 kW，6〜18時 200 kW，18〜24時 100 kW

・B 工場：0〜6時 600 kW，6〜12時 300 kW，12〜18時 400 kW，18〜24時 600 kW

【時間帯ごとの合成負荷】

・0〜6時：100+600＝700 kW

・6〜12時：200+300＝500 kW

・12〜18時：200+400＝600 kW

・18〜24時：100+600＝700 kW

→ 合成最大需要電力＝700 kW

【合計設備容量】400+700＝1 100 kW

【需要率】700÷1 100×100＝63.636…≒63.6 % → 選択肢(3)

【誤りやすい選択肢】各工場の最大値の和 200+600＝800 kW を使うと 800÷1 100＝72.7 %となり、選択肢にありません。

【考え方：需要率と「同時刻の合成」】

需要率は、設備がどれだけ余裕を残して使われるかを示す指標で、需要率＝最大需要電力÷設備容量です。複数の需要家を合わせる場合、最大需要電力は「各需要家が同時刻に使う電力を足し合わせた曲線の最大値」です。各工場の最大値は同時刻に起こるとは限らないので、最大値同士を足してはいけません。

【手順】

①図を読む。A 工場は100 kW（0〜6，18〜24時）と200 kW（6〜18時）、B 工場は600 kW（0〜6，18〜24時）、300 kW（6〜12時）、400 kW（12〜18時）。

②4つの時間帯の合成を作る。0〜6時＝700 kW，6〜12時＝500 kW，12〜18時＝600 kW，18〜24時＝700 kW。最大は700 kW。

③設備容量の合計は400+700＝1 100 kW。

④需要率＝700÷1 100×100＝63.6 %。よって(3)。

【不等率で見る】各工場の最大需要電力の和は 200+600＝800 kW。合成最大は700 kWなので、不等率＝800÷700≒1.14。1より大きいのは、A 工場のピーク（6〜18時）とB 工場のピーク（18〜6時）がずれているためです。

【検算】合成負荷の1日の電力量は 700×6+500×6+600×6+700×6＝15 000 kWh、平均電力は15 000÷24＝625 kW。平均は最大700 kWを超えず、図の読み取りと矛盾しません。

【つまずきやすい点】

・分母は「合計の設備容量1 100 kW」です。合成最大700 kWを分母にしてはいけません。

・分子は同時刻の合計の最大値です。個別の最大値を足した800 kWにすると誤りです。

【実務との関係】

需要率は変圧器や受電設備の容量決定に使い、不等率は複数の需要家を1つの変圧器でまかなうときの容量を小さく見積もる根拠になります。