電気施設管理-計算16【電験3種法規】需要率で最大需要→皮相→台数！7台・242MWh＝(a)(3)(b)(2) 令和4年度上期 B問題12 完全解説

2026年7月23日2026年8月9日

電験3種法規科目電気施設管理令和4年度上期 B問題12 需要率から変圧器の台数へ！7台で足りる？

今回は令和4年度上期法規科目 B問題12、需要率から変圧器の必要台数を、負荷率から月間消費電力量を求める問題です。需要率・力率・負荷率の定義を順に使う、施設管理の王道問題です。

流れは明快。最大需要電力＝設備容量×需要率→皮相電力＝最大需要/力率→台数＝皮相/変圧器容量（切り上げ）。消費電力量は平均需要（＝最大×負荷率）×時間です。

令和4年度上期法規科目 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種法規科目配電令和4年度上期 B問題12 問題文 — 令和4年度上期法規科目 B問題12 問題文

出典：一般財団法人電気技術者試験センター「令和4年度上期第三種電気主任技術者試験」法規科目 B問題12

電験3種法規科目【電気施設管理】令和4年度上期 B問題12

　負荷設備の容量が800kW、需要率が70%、総合力率が90%である高圧受電需要家について、次の(a)及び(b)の問に答えよ。ただし、負荷は低圧のみで、変圧器の損失は無視する。

負荷設備の容量が800kW、需要率が70%、総合力率が90%である高圧受電需要家について、次の(a)及び(b)の問に答えよ。ただし、この需要家の負荷は低圧のみであるとし、変圧器の損失は無視するものとする。

(a)　この需要負荷設備に対し100kV·Aの変圧器、複数台で電力を供給する。この場合、変圧器の必要最小限の台数として、正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

（1）5　（2）6　（3）7　（4）8　（5）9 台

(b)　この負荷の月負荷率を60%とするとき、負荷の月間総消費電力量の値[MW·h]として、最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。ただし、1カ月の日数は30日とする。

（1）218　（2）242　（3）265　（4）270　（5）284 MW·h

答え(a)622.2/100＝6.22→7台＝ (3)／(b)336×30×24≒242MW·h ＝ (2)

答えは(a)7台・(b)242MW·h

需要率から変圧器の必要台数、負荷率から月間電力量

★最大需要電力＝設備容量 × 需要率／★変圧器は皮相電力[kV·A]で選ぶので力率で割る／★台数＝皮相電力 ÷ 1台の容量（切り上げ）——端数が出たら必ず切り上げる。／★平均需要電力＝最大需要電力 × 負荷率、月間電力量＝平均需要電力 × 30 × 24。

★切り上げを忘れると容量不足になります。

平成19年度 B問題13が同系統です。そちらはバンク容量の直近上位を扱っています。

この記事は、切り上げの意味を主軸にします。

★★(a)3ステップで台数を決める

$$P_{max} = 800 \times 0.70 = 560\,\mathrm{[kW]}$$

最大需要電力＝設備容量×需要率

$$S = \dfrac{560}{0.90} \approx 622.2\,\mathrm{[kV\cdot A]}$$

★皮相電力に換算（力率で割る）
変圧器は皮相電力で選ぶ

$$n = \dfrac{622.2}{100} = 6.22 \to 7\,\text{台}$$

★切り上げる
(a)の答え

6.22台という変圧器は存在しません——だから切り上げて7台。

6台では600kV·Aで、622.2kV·Aに足りません——容量不足で過負荷になります。

選択肢(2)の6台は、切り捨ててしまった場合の誤答です。

★★なぜ切り上げなのか

	条文の言葉	ダミー語	違い
切り上げ（正しい）	★★切り上げ（正しい）	★切り捨て（誤り）	★★7台＝700kV·Aで余裕あり／6台＝600kV·Aで不足
最大需要に耐えられる	★★最大需要に耐えられる	★ピーク時に過負荷	★★安全側かどうか

設備容量は「足りていること」が絶対条件です——不足は許されない。

だから端数は必ず切り上げる——四捨五入でもありません。

6.01台でも7台——わずかでも超えれば1台増やすのです。

★複数台構成の利点

利点	内容
★負荷に応じた運用	★★軽負荷時は台数を減らして効率を上げる
★保守性	★★1台を停止しても供給を継続できる
★搬入・設置	★★小型なので運びやすい

大型1台より小型複数台のほうが運用の自由度が高いのです。

軽負荷時に台数を減らせば、鉄損が減って効率が上がります——需要率の管理にもつながります。

本問が「複数台で供給する」としているのはこの発想です。

★(b)月間電力量

$$P_{\text{平均}} = 560 \times 0.60 = 336\,\mathrm{[kW]}$$

平均需要電力＝最大需要電力×負荷率

$$W = 336 \times 30 \times 24 = 241920\,\mathrm{[kW\cdot h]}$$

月間総消費電力量（30日）

$$W \approx 242\,\mathrm{[MW\cdot h]}$$

MW·hに換算
(b)の答え

電力量は有効電力[kW]で計算します——力率は使いません。

622.2kV·Aで計算すると誤り——皮相電力は電力量にならないのです。

(a)と(b)で使う値が違う——ここが本問の設計です。

★[kW]と[kV·A]の使い分け

場面	単位	理由
★変圧器の容量選定	★★[kV·A]	★★発熱は電流で決まる
★電力量の計算	★★[kW]	★★仕事をするのは有効電力

「設備の大きさ」は[kV·A]、「使った量」は[kW·h]——この対応で覚えます。

問題文が何を問うているかで単位を選びます。

★力率が悪いと台数が増える

$$\cos\theta = 0.90 \Rightarrow S = \dfrac{560}{0.90} = 622\,\mathrm{[kV\cdot A]} \to 7\,\text{台}$$

本問の場合

$$\cos\theta = 0.95 \Rightarrow S = \dfrac{560}{0.95} = 589\,\mathrm{[kV\cdot A]} \to 6\,\text{台}$$

★力率を改善すると
1台減らせる

力率を0.95に改善すれば6台で足ります——変圧器1台分の節約。

進相コンデンサの費用より安く済むことも多い——経済的な判断材料です。

力率改善が設備計画に直結するのです。

需要率70％の意味

設備容量800kWのうち、同時に使うのは最大でも560kWという意味です。

すべての機器を同時に全負荷で動かすことは普通ない——だから需要率は1未満。

この見込みがあるから、変圧器を小さくできるのです。

月負荷率60％の意味

$$\text{月負荷率} = \dfrac{P_{\text{平均}}}{P_{max}} = 0.60$$

1か月を通じた需要の平坦さ

$$P_{\text{平均}} = 336 \ll P_{max} = 560\,\mathrm{[kW]}$$

平均は最大の60％

ピークになる時間はごくわずか——それでも設備は最大に合わせるのです。

負荷率を上げれば設備の利用率が上がります——経済的です。

計算の手順をまとめる

手順	やること	単位
★①	★★設備容量×需要率	★★[kW]
★②	★★÷力率	★★[kV·A]
★③	★★÷1台の容量、切り上げ	★★台
★④	★★最大需要電力×負荷率	★★[kW]
★⑤	★★×日数×24	★★[kW·h]

②で[kV·A]へ、④で[kW]へ戻る——単位の流れを追えば迷いません。

変圧器の標準容量

容量[kV·A]	用途の目安
★50・75・100	★★小規模の需要家・複数台構成の単位
★150・200・300	★★中規模
★500・750・1000	★★大規模

本問は100kV·Aを複数台という条件です——台数を求める形。

1台で選ぶなら、622.2kV·Aに対して750kV·A——直近上位になります。

複数台のほうが軽負荷時の運用に融通が利くのです。

⏱️ 本番での進め方
① 最大需要電力＝設備容量×需要率。
② 変圧器は力率で割って[kV·A]で選ぶ。
③ 台数は必ず切り上げ——6.22なら7台。
④ 電力量は有効電力[kW]で計算する。

💡 覚え方
変圧器台数の選定＝①最大需要電力＝設備容量×需要率[kW] ②皮相電力＝最大需要電力÷力率[kV·A] ③台数＝皮相電力÷1台の容量（切り上げ）。月間電力量＝平均需要電力（＝最大需要電力×月負荷率）×日数×24。

⚠️ よくある間違い
台数は切り捨てない——6.22台なら7台（6台では容量不足）。電力量の計算に皮相電力を使わない——有効電力[kW]で。

まとめ

最大需要電力	800×0.7＝560 kW
皮相電力	560/0.9≒622.2 kV·A
(a)台数	622.2/100＝6.22→切上げ7台 →(3)
平均需要電力	560×0.6＝336 kW
月間消費電力量	336×30×24＝241920 kW·h
(b)	≒242 MW·h →(2)