《電力》〈配電〉[H21:問5]２つの負荷群の不等率と負荷率に関する計算問題

1 【問題】
2 【ワンポイント解説】
3 【解答】

【問題】

【難易度】★☆☆☆☆（易しい）

図1に示す$ \ 2 \ $群の負荷をもつ配電系統において，各負荷群の$ \ 1 \ $日の負荷曲線が図2で表されるものとする。このときの配電線の負荷計算に関し，$ \ \fbox{$\hskip3em\Rule{0pt}{0.8em}{0em}$} \ $に当てはまる数値を記述用紙の解答欄に記入しなさい。なお，答の有効数字は$ \ 3 \ $けたとし，解答以外の数字のけた数は，誤差が出ないよう多くとるものとする。

①　フィーダの最大需要負荷

　最大需要負荷$ \ = \ \fbox {　（１）　} \ \mathrm {[kW]} \ $

②　負荷群$ \ \mathrm {A} \ $と負荷群$ \ \mathrm {B} \ $との間の不等率

　不等率$ \ = \ \fbox {　（２）　} \ $

③　負荷の平均電力

　負荷群$ \ \mathrm {A} \ $の平均電力$ \ = \ \fbox {　（３）　} \ \mathrm {[kW]} \ $

　負荷群$ \ \mathrm {B} \ $の平均電力$ \ = \ \fbox {　（４）　} \ \mathrm {[kW]} \ $

　フィーダの負荷の平均電力$ \ = \ \fbox {　（５）　} \ \mathrm {[kW]} \ $

④　フィーダの負荷率

　フィーダの負荷率$ \ = \ \fbox {　（６）　} \ \mathrm {[％]} \ $

【ワンポイント解説】

需要曲線が異なる負荷群の不等率や負荷率を問う問題です。
例年であれば法規科目の電気施設管理に出題される内容です。$ \ 2 \ $種や$ \ 3 \ $種でも何度も取り上げられているような内容であり，$ \ 1 \ $種の問題としてはかなり易しい部類に入るかと思います。
計算間違いや有効数字には十分に注意して，完答を目指すようにして下さい。

1.需要率，不等率，負荷率の定義
①需要率
\[
\begin{eqnarray}
需要率&=&\frac {最大需要電力}{設備容量}\times 100　[％] \\[ 5pt ] \end{eqnarray}
\]

②不等率（常に$ \ 1 \ $以上となる)
\[
\begin{eqnarray}
不等率&=&\frac {個々の最大需要電力の合計}{合成の最大需要電力} \\[ 5pt ] \end{eqnarray}
\]

③負荷率
\[
\begin{eqnarray}
負荷率&=&\frac {平均需要電力}{最大需要電力}\times 100　[％] \\[ 5pt ] \end{eqnarray}
\]

【解答】

(1)解答：$ \ 50 \ $
図2の負荷群$ \ \mathrm {A} \ $と負荷群$ \ \mathrm {B} \ $を合わせたフィーダの電力需要を追記したものを図3に示す。
図3より，最大需要負荷は$ \ 50 \ \mathrm {[kW]} \ $と求められる。

(2)解答：$ \ 1.4 \ $
負荷群$ \ \mathrm {A} \ $の最大需要負荷は$ \ 30 \ \mathrm {[kW]} \ $，負荷群$ \ \mathrm {B} \ $の最大需要負荷は$ \ 40 \ \mathrm {[kW]} \ $，フィーダの最大需要負荷は$ \ 50 \ \mathrm {[kW]} \ $なので不等率は，ワンポイント解説「1.需要率，不等率，負荷率の定義」の通り，
\[
\begin{eqnarray}
不等率&=&\frac {30+40}{50} \\[ 5pt ] &=&1.4 \\[ 5pt ] \end{eqnarray}
\] と求められる。

(3)解答：$ \ 13.8 \ $
負荷群$ \ \mathrm {A} \ $の平均需要電力は，
\[
\begin{eqnarray}
平均需要電力&=&\frac {5+10+30+10}{4} \\[ 5pt ] &=&13.75　→　13.8 \ \mathrm {[kW]} \\[ 5pt ] \end{eqnarray}
\] と求められる。

(4)解答：$ \ 20 \ $
負荷群$ \ \mathrm {B} \ $の平均需要電力は，
\[
\begin{eqnarray}
平均需要電力&=&\frac {5+15+20+40}{4} \\[ 5pt ] &=&20 \ \mathrm {[kW]} \\[ 5pt ] \end{eqnarray}
\] と求められる。

(5)解答：$ \ 33.8 \ $
フィーダの平均需要電力は，負荷群$ \ \mathrm {A} \ $と負荷群$ \ \mathrm {B} \ $の平均需要電力の合計なので，
\[
\begin{eqnarray}
平均需要電力&=&13.75+20 \\[ 5pt ] &=&33.75　→　33.8 \ \mathrm {[kW]} \\[ 5pt ] \end{eqnarray}
\] と求められる。

(6)解答：$ \ 67.5 \ $
フィーダの平均需要電力が$ \ 33.75 \ \mathrm {[kW]} \ $，最大需要電力が$ \ 50 \ \mathrm {[kW]} \ $なので負荷率は，ワンポイント解説「1.需要率，不等率，負荷率の定義」の通り，
\[
\begin{eqnarray}
負荷率&=&\frac {33.75}{50}\times 100 \\[ 5pt ] &=&67.5 \ \mathrm {[％]} \\[ 5pt ] \end{eqnarray}
\] と求められる。