ある需要家では、図1に示すように定格容量 300 kV・A、定格電圧における鉄損 430 W 及び全負荷銅損 2800 W の変圧器を介して配電線路から定格電圧で受電し、需要家負荷に電力を供給している。この需要家には出力 150 kW の太陽電池発電所が設置されており、図1に示す位置で連系されている。
ある日の需要家負荷の日負荷曲線が図2であり、太陽電池発電所の発電出力曲線が図3であるとするとき、次の(a)及び(b)の問に答えよ。
ただし、需要家の負荷力率は 100% とし、太陽電池発電所の運転力率も 100% とする。なお、鉄損、銅損以外の変圧器の損失及び需要家構内の線路損失は無視するものとする。
[図1: 配電線路 --(変圧器)-- 点 --(負荷) / (太陽電池)]
変圧器の全日効率の値 [%] として、最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
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要点
正解は(3)。全日効率の計算 全日効率 \(\eta\) = (1日の通過電力量) / (1日の通過電力量 + 1日の全損失) × 100 ※通過電力量は、変圧器を通過して供給された電力量（需要家への供給および逆潮潮流含む絶対値の積算）。
詳細解説
正解は(3)です。
全日効率の計算
全日効率 \(\eta\) = (1日の通過電力量) / (1日の通過電力量 + 1日の全損失) × 100
※通過電力量は、変圧器を通過して供給された電力量（需要家への供給および逆潮潮流含む絶対値の積算）
通過電力量（\(P_{net} \times \text{時間}\) の合計）:
・\(20 \times 6 = 120\)
・\(40 \times 2 = 80\)
・\(40 \times 2 = 80\)
・\(60 \times 2 = 120\)
・\(80 \times 2 = 160\)
・\(80 \times 2 = 160\)
・\(20 \times 2 = 40\)
・\(40 \times 2 = 80\)
・\(20 \times 4 = 80\)
合計 = \(120+80+80+120+160+160+40+80+80 = 920 \, \mathrm{kWh}\)
効率 \(\eta = \dfrac{920}{920 + 11.79} \times 100 = \dfrac{920}{931.79} \times 100 \approx 98.73 \%\)
最も近いのは 98.7 (3) です。
需要家に太陽電池が施設されて連系している場合、変圧器を通過する電力は負荷電力そのものではなく、負荷と発電出力の差になります。図の時間帯ごとの差を読み取り、鉄損は固定、銅損は通過電力の2乗比例として扱うのが決め手です。
以上より、選択肢(3)が正解です。
