電験三種 法規 問90：電気設備技術基準（電技解釈）

電験三種「法規」高圧受電設備の変圧器必要台数計算（負荷設備容量800kW・需要率70%・力率90%・100kVA変圧器複数台）問題（令和4年度下期 問12）。正答は(3)「265」ではなく、選択肢から考えると変圧器の容量[kVA]を求める問題として解釈します。

変圧器の必要容量計算の手順は：最大需要電力[kW] = 設備容量 × 需要率 → 必要皮相電力[kVA] = 最大需要電力 ÷ 力率 → 必要台数 = 必要皮相電力 ÷ 1台の容量（切り上げ）。

STEP1：最大需要電力 = 800 × 0.70 = 560 [kW]

STEP2：必要皮相電力 = 560 ÷ 0.90 = 622.2 [kVA]

STEP3：必要台数 = 622.2 ÷ 100 = 6.22台 → 切り上げて 7台

選択肢の218〜284[kVA]の範囲から、問題(a)は変圧器容量か別の問いの可能性があります。(b)で変圧器の負荷率等を計算するB問題構成として理解してください。

【変圧器必要台数・受電設備容量計算の解法】（令和4年度下期 問12）

【根拠公式・法令】受電設備容量[kVA] = 設備容量×需要率÷力率 / 電技解釈第44条（変圧器の施設）

【条件の整理】

• 負荷設備の容量：800 kW（低圧負荷のみ・変圧器損失無視）
• 需要率：70 %（＝0.70）
• 総合力率：90 %（＝0.90、遅れと仮定）
• 変圧器1台の定格容量：100 kVA

【STEP1：最大需要電力の計算】

最大需要電力 P_max = 設備容量 × 需要率

P_max = 800 [kW] × 0.70 = 560 [kW]

【STEP2：必要な変圧器の総容量（皮相電力）の計算】

皮相電力 S = P_max ÷ cosφ = 560 ÷ 0.90 = 622.2 [kVA]

【STEP3：変圧器必要最小台数の計算】

台数 n = S ÷ 100 [kVA/台] = 622.2 ÷ 100 = 6.22台

→ 切り上げ（小数点以下切り上げ）→ n = 7台

選択肢が218〜284の場合、問題(a)の変圧器台数が答えではなく、(b)で変圧器の実際の負荷率や最大電力を問う問題構造の可能性があります。または問題条件が変圧器の定格皮相電力[kVA]を求める内容であれば：

必要皮相電力 S = 560/0.90 ≒ 622 kVA → 選択肢なし。

または(a)が「変圧器の最大皮相電力」で別の負荷条件が加わる場合、各選択肢の中間的な計算となります。

正答の根拠として需要率・力率を使った受電設備容量計算の手順を理解することが重要です。

【正答(3)の選択肢が218〜284[kV]の解釈】

本問が「引出口電圧の計算」なら電圧降下公式を使い、218〜284kVの範囲から正答(3)「265」を導く計算が別途あります。その場合はhouki_079と同様の三相電圧降下計算式を適用してください。

【受電設備容量設計の総合解析と電気施設管理の実務】（令和4年度下期 問12）

【変圧器台数選定の技術的考慮事項】

変圧器の必要台数は単純な容量計算だけでなく、以下の実務的観点も重要です：

1. バンク構成と不等率：複数の独立した負荷回路を持つ場合、不等率（U≥1）を考慮して台数を削減できる。

受電設備容量[kVA] = Σ(各負荷の設備容量 × 需要率) ÷ 不等率 ÷ 力率

2. 変圧器損失の最適化：変圧器台数を増やすと無負荷損（鉄損）×台数分が常時発生。

最適台数 = 負荷変動パターン（昼夜・週次変動）に合わせた台数制御で低減。

3. 信頼性（冗長性）設計：高圧受電設備では「常用n台+予備1台」や「本線/予備回路切替」構成が多い。

電気事業法第42条の保安規程では変圧器の点検・交換手順を規定。

【受電設備容量計算の完全手順（高圧受電需要家設計）】

STEP1 設備容量集計：各用途別の設備容量[kW]を集計

STEP2 需要率適用：P_max = P_設備 × D/100

STEP3 不等率考慮：P_合成max = P_max合計 ÷ U（複数需要家を1受電設備でまかなう場合）

STEP4 受電容量：S_受電 = P_合成max ÷ cosφ [kVA]

STEP5 変圧器台数：n = S_受電 ÷ S_1台（切り上げ・予備考慮）

STEP6 受電契約容量：S_契約 ≥ S_受電（電力会社との受電契約に反映）

需要率70%・力率90%での計算：

P_max = 800×0.70 = 560 kW

S = 560/0.90 = 622.2 kVA

台数 = ⌈622.2/100⌉ = 7台

【電験二種・実務への接続】

電験二種では受変電設備の短絡電流計算（変圧器の%インピーダンスを使った系統インピーダンス計算）・変圧器並行運転（循環電流防止のためのインピーダンス整合）・変圧器保護（過電流継電器・差動継電器の整定）が出題されます。実務では電気主任技術者として年次点検（変圧器の絶縁油劣化診断・PCB含有確認・絶縁耐力試験）・定期点検（変圧器油中ガス分析による内部異常予知）を実施します。2016年のポリ塩化ビフェニル（PCB）廃棄物特措法改正により、PCB含有変圧器の期限内処理義務が強化されており、電気主任技術者の管理責任範囲となっています。