電気施設管理18【電験3種 法規】電力損失は力率の2乗に反比例！電圧降下・力率改善・需要率＝(4) 平成21年度 A問題9 完全解説

今回は平成21年度 法規科目 A問題9、工場等における電気設備の運用管理に関する空欄補充問題です。省エネ・電力損失抑制の実務知識が問われる、電気管理者にとって基本のテーマです。

ポイントは3つ。①適正電圧のための電圧降下の検討、②並列コンデンサによる力率改善（電力損失は力率の2乗に反比例）、③稼働台数・負荷配分による需要率の管理。

出題のポイント

平成21年度 法規科目 A問題9：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21年度 A問題9

　次の文章は、工場等における電気設備の運用管理に関する記述である。上記の記述中の空白箇所(ア)、(イ)及び(ウ)に当てはまる語句として、正しいものを組み合わせたのは次のうちどれか。

電気機器は適正な電圧で使用することにより、効率的な運用を図ることができる。このため電気管理者にとって、(ア)の検討を行うことは重要である。また、電力損失の抑制対策として、次のように幾つかの例が挙げられる。

①　電気機器と並列にコンデンサ設備を設置し、(イ)をすることにより電力損失の低減を図る。

②　変圧器は、適正な(ウ)を維持するように、機器の稼働台数の調整及び負荷の適正配分を行う。

	(ア)	(イ)	(ウ)
(1)	短絡保護協調	力率改善	需要率
(2)	電圧降下	電圧維持	負荷率
(3)	地絡保護協調	力率改善	不等率
(4)	電圧降下	力率改善	需要率
(5)	短絡保護協調	電圧維持	需要率

ポイント解説：電圧・力率・需要率で効率運用

(ア)電圧降下：電気機器は適正な電圧で使うほど効率よく運用できます。末端まで適正電圧を保つには、電線やケーブルでどれだけ電圧が下がるか——電圧降下の検討が欠かせません。だから電気管理者にとって重要なのは電圧降下の検討。「短絡保護協調」「地絡保護協調」は電圧・効率の話ではありません。

(イ)力率改善：電気機器と並列に進相コンデンサを設置すると、遅れ無効電流を打ち消して力率が改善します。電力損失は力率の2乗に反比例（P損＝I²R、Iは力率に反比例）するので、力率を上げれば損失が大きく減ります。並列コンデンサの目的は力率改善（電圧維持ではありません）。

(ウ)需要率：需要率＝最大需要電力／設備容量。機器の稼働台数の調整や負荷の適正配分は、まさに設備容量に対する需要（稼働）の割合＝需要率を適正に保つ管理です。変圧器を過負荷にも軽負荷にもせず効率よく使う狙い。よって(ア)電圧降下・(イ)力率改善・(ウ)需要率で(4)。

問題の解説

STEP1　(ア)

適正電圧のため → 電圧降下の検討が重要

STEP2　(イ)

並列コンデンサ → 力率改善（損失は力率の2乗に反比例）

STEP3　(ウ)

稼働台数調整・負荷配分 → 需要率の管理 →(4)

答え：(4)

まとめ

(ア)	電圧降下（の検討）
(イ)	力率改善（並列コンデンサ）
(ウ)	需要率（最大需要/設備容量）
損失と力率	電力損失は力率の2乗に反比例
答え	(4)

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