今回は平成19年度 法規科目 B問題12、日負荷曲線から変圧器の損失電力量と全日効率を求める問題です。平成23年度 B問11（電気施設管理-計算36）と同系統の基本問題です。
核心は「鉄損は24時間一定、銅損は負荷率の2乗に比例」。各時間帯の負荷率（＝負荷/定格容量）の2乗で銅損を積算し、鉄損を足せば損失電力量。全日効率＝出力/(出力＋損失)です。
出題のポイント
平成19年度 法規科目 B問題12：問題文と選択肢
まずは、実際の試験問題を確認してみましょう。
電験3種 法規科目 【電気施設管理】 平成19年度 B問題12
単相変圧器（定格容量20kV·A、鉄損150W、銅損270W（定格負荷時）、力率100%）がある。1日の負荷は4・12・16・6kV·Aがそれぞれ6時間ずつ。次の(a)及び(b)に答えよ。
（注）平成19年度は公式問題PDFが公表されていないため、電験王等の過去問データに基づいて問題文を再構成しています。
配電線路に接続された単相変圧器がある。定格容量20kV·A、鉄損150W（定格電圧時）、銅損270W（定格負荷時）、力率100%とする。1日の負荷は、4kV·A・12kV·A・16kV·A・6kV·Aがそれぞれ6時間ずつであった。次の(a)及び(b)に答えよ。
(a) この変圧器の1日の損失電力量[kW·h]の値として、最も近いものを次の(1)〜(5)から一つ選べ。
（1）3.68 （2）3.91 （3）5.43 （4）7.00 （5）7.50 kW·h
(b) この変圧器の全日効率[%]の値として、最も近いものを次の(1)〜(5)から一つ選べ。
（1）96.8 （2）97.0 （3）97.7 （4）98.4 （5）99.0 %
ポイント解説：鉄損一定・銅損は負荷率²
(a) 銅損電力量：銅損は負荷率（＝負荷/定格容量）の2乗に比例します。各時間帯の銅損は
4kV·A（0.2）：270×0.2²＝10.8W
12kV·A（0.6）：270×0.6²＝97.2W
16kV·A（0.8）：270×0.8²＝172.8W
6kV·A（0.3）：270×0.3²＝24.3W。
各6時間なので銅損電力量＝6×(10.8＋97.2＋172.8＋24.3)≒1.83[kW·h]。
(a) 損失電力量：鉄損は24時間一定なので150×24＝3600W·h＝3.6kW·h。損失電力量の合計は
1.83＋3.6≒5.43[kW·h]。よって(a)は(3)。
(b) 全日効率：力率100%なので出力＝皮相電力。1日の供給電力量＝6×(4＋12＋16＋6)＝228[kW·h]。全日効率は
η＝228/(228＋5.43)≒0.977＝97.7[%]で(b)は(3)。
問題の解説
STEP1 (a)銅損
6×Σ270×負荷率²=6×(10.8+97.2+172.8+24.3)≒1.83kWh
STEP2 (a)損失
鉄損150×24=3.6kWh、合計1.83+3.6≒5.43kWh →(3)
STEP3 (b)効率
供給6×38=228kWh、228/(228+5.43)≒97.7% →(3)
答え：(a)-(3)，(b)-(3)
💡 覚え方
変圧器の全日効率＝出力電力量/(出力＋損失)。損失＝鉄損（24h一定）＋銅損（各時間帯の負荷率²×定格銅損を積算）。負荷率＝負荷/定格容量。力率100%なら出力[kW]＝皮相[kV·A]。銅損電力量＝Σ(定格銅損×負荷率²×時間)。
⚠️ よくある間違い
銅損は負荷率の2乗で各時間帯を積算（1乗にしない）。鉄損は24時間一定。全日効率の出力は供給電力量（負荷×時間の和）。負荷率＝負荷/定格容量。
まとめ
| 銅損(各負荷率²) | 10.8/97.2/172.8/24.3 W |
| 銅損電力量 | 6×305.1≒1.83 kWh |
| 鉄損電力量 | 150×24＝3.6 kWh |
| (a)損失合計 | ≒5.43 kWh →(3) |
| 供給電力量 | 6×(4+12+16+6)＝228 kWh |
| (b)全日効率 | 228/(228+5.43)≒97.7% →(3) |
▼あわせて解きたい関連問題
・変圧器全日効率・日負荷率（電気施設管理-計算36）：【法規】平成23年度 B問題11
・トップランナー変圧器更新の損失（電気施設管理-計算13）：【法規】令和4年度下期 B問題12
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