H23 法規 問11

まずは用語のおさらい。

鉄損(無負荷損)：Pi
→変圧器に電流が流れていなくても生じる損失･･･電流値に関係なく一定

銅損(負荷損)：Pc
→変圧器に電流が流れている時にのみ生じる損失･･･電流の二乗(負荷率の二乗)に比例

負荷率：α
→負荷の定格容量に対する皮相電力(負荷/力率)の比率

では問題へ。

(a)
全日効率ηdとは、１日の効率のことで、次の式で求められる。

　ηd ＝ Pn/(Pn ＋ Pi ＋ Pc)

ここで
Pn：１日の出力電力量[kWh]
Pi ：１日の鉄損電力量[kWh]
Pc：１日の銅損電力量[kWh]

　Pn ＝ 24×4 +15×8 + 10×6
        ＝ 276[kWh]

　Pc ＝ 90/1000 × 24
        ＝ 2.16[kWh]

次に銅損を求めるために、先に負荷率を求める。

最初の4時間の負荷率をα₁とすると、
　α₁＝(24/0.8)/30＝1

次の8時間の負荷率をα₂とすると、
　α₂＝(15/0.9)/30 ≒ 0.556

次の6時間の負荷率をα₂とすると、
　α₃＝(10/1.0)/30 = 0.333

銅損は負荷率の二乗に比例するので、
　Pi ＝ 550/1000 
           × {(α₁² ×4)+(α₂² ×8) + (α₂² ×6)
       ＝ 3.93[kWh]

これより、

　ηd ＝ 276/(276 + 2.16 + 3.93)
　　　≒ 0.978 → 97.8％

よって、(3)が正解。

(b)
負荷率は負荷の定格容量に対する皮相電力(負荷/力率)の比率であったが、日負荷率は１日の「最大需要電力」に対する「平均需要電力」の割合のことである。

最大需要電力は、最初の4時間の24[kW]

平均需要電力は、(1)で求めた１日の需要電力(出力電力量)を24時間で割ったもの。

　平均需要電力 ＝ 276/24 ＝ 11.5[kW]

これより、

　日負荷率 ＝ 11.5/24 ≒ 0.479 → 47.9％

よって、(2)が正解。

日負荷率の意味が分かっていれば、(b)の方が簡単。
法規の計算問題は、計算自体よりも計算方法を知っているかどうかを問う問題が多いように思う。