令和8年度上期第三種電気主任技術者試験 法規（電気技術者試験センター）問11(b)
法規
無負荷損に関する問題
選択肢を押すと、その場で答え合わせ。電験三種の過去問 400問を、解説つき・無料・登録不要で続けて解けます。
定格容量500 kV·A，無負荷損500 W，負荷損(定格電流通電時)6 700 Wの変圧器を更新する。更新後の変圧器はトップランナー制度に適合した変圧器で，変圧器の容量，電圧及び周波数仕様は従来器と同じであるが，無負荷損は150 W，省エネ基準達成率は140 ％である。
このとき，次の(a)及び(b)の問に答えよ。
ただし，省エネ基準達成率は次式で与えられるものとする。
ここで，基準エネルギー消費効率注)は1 080Wとし，W_iは無負荷損[W]，W_C40は負荷率40 ％時の負荷損[W]とする。
注)基準エネルギー消費効率とは判断の基準となる全損失をいう。
(b) 変圧器の出力電圧が定格状態で，300 kW遅れ力率0.8の負荷が接続されているときの更新前後の変圧器の損失を考えてみる。この状態での更新前の変圧器の全損失をW₁，更新後の変圧器の全損失をW₂とすると，W₂のW₁に対する比率[％]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，電圧変動による無負荷損への影響は無視できるものとする。
- 146
- 255
- 366
- 479
- 586
答えと解説
✓ これが正解255
解説
負荷率0.75で損失を比べると、W₂はW₁の約55 %です。
変圧器の全損失は、無負荷損と、負荷率の2乗に比例する負荷損の和です。小問(a)で、更新後の変圧器の定格時の負荷損は約3 884 W（選んだ値は3 880 W）と求めました。
まず負荷率を求めます。300 kW、遅れ力率0.8の負荷の皮相電力は 300÷0.8＝375 kV·A で、定格容量500 kV·Aに対する負荷率は 375÷500＝0.75 です。負荷損は0.75²＝0.5625倍になります。更新前は W₁＝500＋6 700×0.5625＝500＋3 768.75＝4 268.75 W、更新後は W₂＝150＋3 884×0.5625＝150＋2 184.7＝2 334.7 W です。よって W₂÷W₁＝2 334.7÷4 268.75＝0.547 で、約55 %です。
検算として、小問(a)で選んだ3 880 Wで計算し直すと、W₂＝150＋3 880×0.5625＝2 332.5 W、比率は0.546でやはり55 %になります。ここで負荷率を有効電力だけで300÷500＝0.6とすると、W₁＝2 912 W、W₂＝1 548 W で比率は約53 %となります。この問では最も近い肢が同じになりますが、途中の損失の値は正しくないので、負荷率は皮相電力（kV·A）で考えることが要点です。
変圧器の損失は、kWを力率で割ってkV·Aにし、定格容量で割った負荷率の2乗を負荷損に掛ける、という順で求めると迷いません。
ほかの選択肢の解説
- 146：46 %になるには、W₂が4 268.75×0.46＝約1 964 Wでなければなりません。正しく求めた更新後の全損失2 334.7 Wより小さく、負荷率0.75の条件からは導けない値です。
- 366：66 %ならW₂は約2 817 Wとなるはずで、正しい2 334.7 Wを500 W近く上回ります。無負荷損を従来器の500 Wのまま使っても約63 %で、66 %には届きません。
- 479：79 %とするとW₂は約3 372 Wとなり、無負荷損150 Wと負荷損2 184.7 Wの和を大きく超えます。負荷率0.75と(a)の負荷損からは、この比率は出てきません。
- 586：86 %ではW₂が約3 671 Wとなり、更新前とほとんど変わらない損失になってしまいます。トップランナー変圧器への更新で損失は約半分に減るので、この比率は合いません。
出典：令和8年度上期第三種電気主任技術者試験 法規 問11(b)（電気技術者試験センター）。1問ずつ解ける形に加工しています（B問題の共通の文と図を小問ごとに複写・図と式を問題冊子から切り出して画像で掲載・1行で書ける式を字に書き直し）。解説は当サイト独自のもので、電気技術者試験センターとは関係ありません。
同じ分野の問題
この解説に誤りを見つけたら教えてください。直して、直した記録を残します。誤りを報告する（メールが開きます）