需要率・負荷率・不等率¶
設備容量から実際に必要な電力を見積もる3つの指標。電力系統設計の「サイズ感」を決める最重要概念。
このページで得点するためのゴール¶
過去問で分子・分母を間違えずに得点するために、最終的に以下を即答できる状態を目指す。
- 需要率・負荷率・不等率の 分母 をそれぞれ即答できる
- 不等率が通常 1 以上 になる理由を、ピークずれの観点で説明できる
- 「合わせた需要率」と「不等率」の分子の違い を判別できる（合成最大 vs 各最大の和）
- 総合負荷率を、単独の負荷率の平均で計算しない（合成平均 ÷ 合成最大）
- kW・kWh・kVA・％ を混同しない（電力／電力量／皮相電力／比率の表示形式）
🧠 正答者 vs 誤答者の視点差¶
まず「正答者はどう考えているか」のゴールを見てから詳細に入ると効率が良い。
| 観点 |  誤答者 |
 正答者 |
|---|---|---|
| 需要率・負荷率・不等率の定義 | 3つの名前が似ていて混同する | 需要率=最大/設備、負荷率=平均/最大、不等率=各最大の和/合成最大 と分母で整理 |
| 不等率の大小 | 不等率が大きいと効率が悪いと思う | 不等率が大きいほど設備を効率よく使えている（合成最大が分散している） |
| 単位・次元 | kW・kWh・％を混同する | 需要率・負荷率・不等率はすべて無次元（kW/kW）。ただし平均電力を出すときは kWh ÷ h = kW と整理する |
| 3つの公式 | 公式を丸暗記するが分母分子を混同 | 「何を何で割るか」を日本語で説明できる |
| 不等率 | 1以下の数字を出しても気づかない | 不等率は必ず1以上と知っているので検算できる |
| 設計への応用 | 個別の計算はできるが全体像がない | 設備容量→需要率→不等率→変圧器容量の流れを理解 |
| 負荷率の意味 | 単なる計算問題と捉える | 電力系統の効率・経済性の指標と理解 |
5秒で思い出す¶
「需要率で"どれだけ使う？"、負荷率で"ムラなく使う？"、不等率で"バラバラに使う？"」
セルフチェック①: 需要率・負荷率・不等率の分母はそれぞれ何か。なぜその量が分母になるのか意味から説明せよ
需要率の分母=設備容量（全負荷の定格合計）。負荷率の分母=最大需要電力。不等率の分母=合成最大需要電力（同時最大値）。
ただし 分母だけでは公式を復元できない。複数需要家を合成した場面では 総合負荷率の分母も合成最大需要電力（下の4公式表を参照）で、不等率の分母と一致する。分母が同じになったら分子で判別する — 分子が「各最大の合計」なら不等率、「合成平均需要電力」なら総合負荷率。
セルフチェック②: 不等率は必ず1以上になる。なぜか？
各需要家のピークは必ずしも同時に一致しないため、各最大の合計（分子）≧ 合成最大（分母）が成立するから。すべて完全に同時一致すれば不等率=1、ピークがずれるほど1より大きくなる。
まず覚える4公式¶
| 指標 | 比率の式 | ％で答えるとき | 検算 |
|---|---|---|---|
| 需要率 | 最大需要電力 ÷ 設備容量 | 比率 × 100 | 通常 1 以下（>1 なら読み違い疑う） |
| 負荷率 | 平均需要電力 ÷ 最大需要電力 | 比率 × 100 | 通常 1 以下（>1 なら平均/最大の取り違え） |
| 不等率 | 各需要家の最大需要電力の合計 ÷ 合成最大需要電力 | 多くは 1.3、1.4 等の比率のまま答える（％にしない） | 通常 1 以上（<1 なら合成最大の読み違い） |
| 総合負荷率 | 合成平均需要電力 ÷ 合成最大需要電力 | 比率 × 100 | 通常 1 以下／単独の負荷率を平均しても出ない |
単位と平均需要電力の出し方
- 平均需要電力 = 使用電力量 [kWh] ÷ 時間 [h]
- 設備容量・最大需要電力・平均需要電力はいずれも [kW]
- 4公式とも無次元（[kW/kW]）。「％」は比率を100倍した表示形式
『合わせた需要率』と『不等率』を混同しない
| 用語 | 分子 | 分母 |
|---|---|---|
| 合わせた需要率 | 合成最大需要電力 | 総設備容量 |
| 不等率 | 各需要家の最大需要電力の合計 | 合成最大需要電力 |
- ✕ 誤り例: 「(各需要家の最大需要電力の合計) ÷ 総設備容量」を 合わせた需要率 として計算する
- ○ 正しい: 合わせた需要率 = 合成最大需要電力 ÷ 総設備容量。分子は 合成（同時）最大 であって、各最大の合計ではない
概念・趣旨¶
なぜこの3つが重要なのか¶
電力設備を設計するとき、全部の機器が同時にMAXで動くことはまずない。もし全部同時フル稼働を想定して設備を作ったら、変圧器もケーブルも巨大になり、コストが跳ね上がる。
この3つの指標を使うことで、現実的な設備容量を見積もれる。つまり「設備のサイズダウン＝コスト削減」の根拠になる数字だ。
1. 需要率（Demand Factor）¶
定義¶
需要率 = 最大需要電力 ÷ 設備容量（負荷の定格電力の合計）
設備容量に対して、実際にどれだけの電力を同時に使うかの割合。電験3種の標準的な計算問題では 通常 1 以下（100%以下） として扱う。1 を超える値が出た場合は、設備容量・最大需要電力の読み違いをまず疑う。
公式¶
身近な例え¶
家庭の例
自宅にある電気機器の定格電力を全部足すと仮に 10kW だとする（エアコン2台、電子レンジ、IH、ドライヤー、照明…）。
でも実際に同時に使うのは最大 6kW 程度。全部を一度に使うことはないから。
→ 需要率 = 6kW ÷ 10kW = 0.6（60%）
試験計算と実際の設備容量選定の違い
試験計算上は、設備容量×需要率で最大需要電力の目安を求める。 ただし実際の設備容量選定では、力率・不等率・将来増設・標準容量・余裕率・保護協調なども考慮するため、需要率だけで決めるわけではない。
数値例（試験レベル）¶
ある工場に以下の負荷がある:
| 負荷 | 定格電力 |
|---|---|
| 動力負荷 | 200 kW |
| 照明負荷 | 50 kW |
| 空調負荷 | 100 kW |
| 設備容量合計 | 350 kW |
最大需要電力が 210 kW のとき:
図解：設備容量と最大需要電力の関係¶
図から読む値
- 設備容量： 350 kW
- 最大需要電力： 210 kW
- 需要率： 210 ÷ 350 = 0.6（60%）
2. 負荷率（Load Factor）¶
定義¶
負荷率 = 平均需要電力 ÷ 最大需要電力
最大電力に対して、平均的にどれだけ使っているかの割合。標準的な計算問題では 通常 1 以下 として扱う。負荷率が高い = 電力を均一に使っている（ムラが少ない）。
公式¶
身近な例え¶
コンビニ vs レストランの例
コンビニ: 24時間営業で、昼も夜もほぼ同じ電力を使う → 負荷率が高い（0.8〜0.9）
レストラン: ランチとディナーだけ電力をガッツリ使い、それ以外はほとんど使わない → 負荷率が低い（0.3〜0.4）
電力会社としては、コンビニのような負荷率が高い客のほうが設備を効率よく使えるのでありがたい。
数値例（試験レベル）¶
ある需要家の1日の記録:
- 最大需要電力: 500 kW
- 1日の総使用電力量: 6,000 kWh
図解：1日の負荷曲線と平均・最大¶
図から読む値
- 1日の総使用電力量： 6,000 kWh
- 平均需要電力： 6,000 ÷ 24 = 250 kW
- 最大需要電力： 500 kW
- 負荷率： 250 ÷ 500 = 0.5（50%）
3. 不等率（Diversity Factor）¶
定義¶
不等率 = 各需要家の最大需要電力の合計 ÷ 合成最大需要電力
各需要家のピークは必ずしも同時に一致しない。合成最大需要電力は、各需要家の最大需要電力の合計を超えないため、不等率は 通常 1 以上 になる。すべてのピークが完全に同時一致すれば不等率=1、ピークがずれるほど1より大きくなる。1 未満になったら、合成最大の読み違い（同時最大ではなく単独最大を拾った等）をまず疑う。
公式¶
身近な例え¶
マンションの例
3世帯のマンションを考える。
| 世帯 | 各世帯の最大需要電力 | ピークの時間帯 |
|---|---|---|
| A家（共働き） | 5 kW | 夜（19〜21時） |
| B家（在宅勤務） | 4 kW | 昼（10〜15時） |
| C家（高齢者） | 3 kW | 朝（6〜9時） |
| 各世帯の合計 | 12 kW | — |
各世帯のピーク時間がバラバラなので、3世帯が同時にMAXになることはない。 実際の合成最大需要電力は 8 kW だったとすると:
→ 不等率 = 12 kW ÷ 8 kW = 1.5
つまり「各世帯の最大電力を単純に足すと過大評価になる。実際は1.5で割った値でOK」ということ。 設備容量を 12kW ではなく 8kW 分で設計できる → コスト削減。
数値例（試験レベル）¶
3つの需要家がある変電所に接続されている:
| 需要家 | 最大需要電力 |
|---|---|
| 需要家A | 300 kW |
| 需要家B | 200 kW |
| 需要家C | 200 kW |
| 合計 | 700 kW |
合成最大需要電力（3つが実際に同時に使う最大値）= 500 kW
図解：ピークがずれるから合成最大は小さくなる¶
図から読む値
- 各最大の和： A5 + B4 + C3 = 12 kW
- 合成最大（同時最大）： 8 kW
- 不等率： 12 ÷ 8 = 1.5
3つの関係性まとめ¶
設備設計での使い方の流れ¶
設備容量（各需要家）
↓ × 各需要家の需要率
各需要家の最大需要電力
↓ 合計して不等率で割る
合成最大需要電力（変電所に必要な容量）
↓ × 総合負荷率
合成平均需要電力（日常の電力量の目安）
単独需要家の場合は『負荷率』、合成後は『総合負荷率』
- 単独需要家： 平均需要電力 = 最大需要電力 × 負荷率
- 複数需要家を合成： 合成平均需要電力 = 合成最大需要電力 × 総合負荷率
「負荷率」と「総合負荷率」は値が異なる別の量。流れ図の最後で × するのは合成側なので 総合負荷率。
合成最大需要電力の算定公式¶
合成最大需要電力の出し方は3通りある
- 問題文で値そのものが与えられる
- 24時間負荷曲線から 同時最大値 を読み取る
- 不等率と各最大需要電力の合計から計算する（下記の式）
基本式（安全形）:
需要率から求める場合:
変圧器容量[kVA]まで求める場合¶
親式（最も安全）:
複数需要家を合成する場合:
kWとkVAを混同しない／単独需要家では不等率を勝手に使わない
- 需要率・不等率だけで出るのは kW（合成最大需要電力）。変圧器容量を kVA で求める場合は、最後に総合力率で割る。
- 不等率は 複数需要家・複数負荷のピークずれ を扱うときに使う。単独需要家の変圧器容量問題で不等率が条件にない場合、勝手に不等率で割らない。問題文に「不等率」が出てきたら、合成（複数需要家）が前提と読む。
3つの指標：値の大小が示すこと
| 指標 | 大小の意味 |
|---|---|
| 需要率 | 小さいほど、最大需要電力は設備容量に対して小さい（試験では『余裕がある』と表現される）。実務では設備過大・利用率低下を意味することもある |
| 負荷率 | 大きいほど効率的（電力を均一に使っている／ピークが平準化されている） |
| 不等率 | 大きいほど設備縮小できる（各需要家のピークがバラけている） |
（値の範囲は冒頭「まず覚える4公式」を参照）
相互の関係式¶
単独需要家の場合:
複数需要家を合成する場合:
『負荷率』と『総合負荷率』は別物
単独の負荷率を合成最大需要電力にかけても、合成平均需要電力にはならない。合成側は必ず総合負荷率を使う。
短縮形『設備容量 × 需要率 ÷ 不等率』が使えるのは限定条件下
「合成最大需要電力 = 設備容量 × 需要率 ÷ 不等率」と書けるのは、
全需要家を一括した『各最大需要電力の合計』を 設備容量 × 需要率 として扱える場合、
または各需要家の需要率が共通の場合に限る。
複数需要家で需要率が異なる場合は、必ず Σ で個別に足してから不等率で割る。
🔍 負荷率 vs 総合負荷率（最重要・混同注意）¶
試験で「総合負荷率」と聞かれたら、単独需要家の負荷率を平均しても答えにならない。分母・分子の組み立て方が違う。
図解：単独の負荷率と合成後の総合負荷率の比較¶
左右は 別の例（左＝単独需要家P／右＝工場X+工場Y の合成）。同じ需要家ではない点に注意。
図から読む値（例2の合成）
- 各最大の合計： X500 + Y500 = 1,000 kW
- 合成最大： 800 kW（同時最大）
- 不等率： 1,000 ÷ 800 = 1.25
- 合成平均： 480 kW（X使用 5,040kWh + Y使用 6,480kWh = 11,520kWh ÷ 24h）
- 総合負荷率： 480 ÷ 800 = 0.6（60%）
一覧で押さえる：負荷率 vs 総合負荷率¶
| 観点 | 負荷率（単独需要家） | 総合負荷率（複数需要家を合算） |
|---|---|---|
| 分子 | その需要家の 平均需要電力 | 合成平均電力（全需要家の使用電力量の合計÷期間） |
| 分母 | その需要家の 最大需要電力 | 合成最大需要電力（同時最大値） |
| 値の範囲 | 0 〜 1 | 0 〜 1 |
| よくある誤り | — | ✕ 分母に「各最大の和」を使う／✕ 各負荷率を平均する |
総合負荷率の3大ミス
- 各需要家の負荷率を単純平均する → 別物。再計算してはいけない
- 分母に「各最大需要電力の合計」を使う → 不等率で割る前の値。同時最大ではない
- 分子に「各最大需要電力の平均」を使う → 平均電力ではない（最大の平均は意味のある量ではない）
覚え方：『総合』のときは分子も分母も "合成"（同時）
- 単独 → 平均 ÷ 最大
- 総合 → 合成平均 ÷ 合成最大
- 「総合」とつくと、上下とも複数需要家を 同時 で見たときの値に置き換わる
頻出論点と落とし穴¶
危険度ランク: 🔴致命（連鎖失点リスク）/ 🟡要注意（単発失点）/ 🟢安心（加点要素）
-
🔴
不等率の分母・分子を逆にする間違い- 不等率 = 各最大の合計 ÷ 合成最大 → 必ず1以上
- 逆にすると1以下になる。1以下になったら計算ミスを疑え
-
🔴
需要率と負荷率の分母を混同- 需要率の分母: 設備容量（定格の合計）
- 負荷率の分母: 最大需要電力
- どちらも「最大」が出てくるが、位置が違う
-
🟡
負荷率の計算で「期間」を間違える- 月負荷率では、問題文で「1か月=30日」と指定されていれば720h を使う。31日なら744h、28日なら672h
- 日負荷率なら24h、年負荷率なら8,760h（うるう年は8,784h）
- 必ず問題文の期間指定を優先する（暗黙の30日固定はしない）
-
🟡
変圧器容量の算定問題- 需要率・不等率・力率がセットで出題される
- 親式: 変圧器容量 [kVA] = 最大需要電力 [kW] ÷ 総合力率
- 短縮形「変圧器容量 [kVA] = 設備容量 × 需要率 ÷ (不等率 × 力率)」が成立するのは、複数需要家かつ需要率が共通とみなせる場合のみ。需要率がバラバラなら Σ で合成最大を作ってから力率で割る
-
🟢
「負荷率を上げる」の意味- 負荷率を上げる = ピークカット＋ボトムアップ = 負荷の平準化
- 蓄電池や蓄熱システムで夜間に電力を貯めて昼間に使う → 負荷率改善
最大需要電力は瞬時最大とは限らない
試験では、最大需要電力が「30分間の平均使用電力」などとして定義されることがある。 瞬間的な最大値ではなく、問題文で指定された時間幅の平均電力 として読む。 デマンド管理問題（デマンド値の警報・ファン停止台数等）では特に注意する。
🧮 計算パターン別 セルフチェック¶
パターン1（基本）: 需要率・不等率・負荷率を求める¶
問題: 次のデータから需要率・不等率・1日の負荷率を求めよ
設備容量: A工場 400kW / B工場 300kW（合計 700kW）
各工場の最大需要電力: A工場 280kW / B工場 240kW
合成最大需要電力（同時最大）: 400kW
A工場の1日の使用電力量: 3,360kWh
解答
需要率 (A工場) = 280 ÷ 400 = 0.7（70%）
不等率 = (280 + 240) ÷ 400 = 520 ÷ 400 = 1.3
負荷率 (A工場) = 平均需要電力 ÷ 最大需要電力
平均 = 3,360 ÷ 24 = 140kW
負荷率 = 140 ÷ 280 = 0.5（50%）
検算: 不等率 1.3 > 1 ✅ / 需要率 0.7 ≤ 1 ✅ / 負荷率 0.5 ≤ 1 ✅
パターン2（応用）: 変圧器容量の算定¶
問題: 設備容量500kW、需要率0.8、不等率1.25、力率0.9のとき、必要な変圧器容量[kVA]を求めよ
この問題は 複数需要家を合成する前提（不等率が条件として与えられている） で出題されている。需要率を共通とみなせるケースなので短縮形が使える。
変圧器容量 [kVA] = 設備容量 × 需要率 ÷ (不等率 × 力率)
= 500 × 0.8 ÷ (1.25 × 0.9)
= 400 ÷ 1.125
= 約 356 kVA
→ 標準品から選ぶなら 500 kVA を選定（356 kVA 以上で最小の標準容量）
400 kVA は標準容量に存在しない
JIS C 4304（配電用6kV油入変圧器）の三相定格容量系列は 20/30/50/75/100/150/200/300/500/750/1000/1500/2000 kVA で、400 kVA と 630 kVA は無い。 356 kVA の次は 300 を飛ばして 500 kVA。系列に無い容量を答えると失点する。
力率を忘れると kW のまま計算してしまう
変圧器容量はkVA。有効電力 [kW] を力率で割ってkVAに変換する。
パターン3（複合）: 2工場合算の需要率・負荷率¶
問題: 2工場を合わせた合算需要率と総合負荷率を求めよ（R05上問11型の類題）
| A工場 | B工場 | |
|---|---|---|
| 設備容量 | 600kW | 400kW |
| 最大需要電力 | 420kW | 240kW |
| 1日の使用電力量 | 5,040kWh | 2,400kWh |
合成最大需要電力 = 540kW（同時最大）
合算需要率 = 合成最大需要電力 ÷ 総設備容量
= 540 ÷ (600 + 400) = 540 ÷ 1,000 = 0.54（54%）
総合負荷率 = (5,040 + 2,400) ÷ 24 ÷ 540
総使用電力量 = 7,440kWh
平均需要電力 = 7,440 ÷ 24 = 310kW
総合負荷率 = 310 ÷ 540 ≒ 0.574（57.4%）
「合算需要率」と「不等率」で分子が違う
2工場を合わせた需要率の分子は、個々の最大需要電力の和ではなく合成最大需要電力。
個々の最大需要電力の和を使うのは、不等率の分子。
（誤: (420+240)÷(600+400)=0.66 ／ 正: 540÷1,000=0.54）
総合負荷率の分母は合成最大需要電力
個々の工場の最大の和（660kW）ではなく、同時最大（540kW）が分母。
📝 出題実績¶
| 年度 | 問 | 形式 | 内容 | 確認 |
|---|---|---|---|---|
| R05上 | 問10 | 計算 | 最大需要電力を抑えるためのファン停止台数（デマンド管理） | 要一次情報確認 |
| R05上 | 問11 | 計算 ✅ | 2つの工場の合算需要率・総合負荷率（パターン3） | 要一次情報確認 |
| R04上 | 問12 | 計算 ✅ | 需要率から変圧器設置台数を導出（パターン2変形） | 要一次情報確認 |
| R03 | 問13 | 計算 | 需要率・不等率・負荷率（パターン1） | 要一次情報確認 |
| R01 | 問10 | 論説 | 電力の供給（需要管理の応用） | 要一次情報確認 |
| H30 | 問10 | 論説 | 電力の需給（負荷率・需要管理） | 要一次情報確認 |
| H26 | 問12 | 計算 | 需要率及び負荷率 | 要一次情報確認 |
| H23 | 問12 | 計算 | 不等率及び力率（力率との複合） | 要一次情報確認 |
出典：一般財団法人 電気技術者試験センター 公表問題をもとに整理。問題文を改変・要約している箇所があります。年度・問番号は本ページ作成時点の整理であり、最終確認は公式PDFで行うこと。
公式問題PDF・解答PDFの参照先
一次情報は以下から確認できる（年度ごとに「問題」「解答」のリンクが分かれて掲載）:
- 一般財団法人 電気技術者試験センター — 過去問題
- 上記の年度別ページから第三種電気主任技術者試験の 法規 問題・解答PDFを参照
今後の学習優先度
需要率・負荷率・不等率は、法規の電気施設管理で計算問題化しやすい。 近年も R5上期問11、R4上期問12、R3問13などで関連出題があるため、優先度は高い。 ただし、出題年度を断定するものではない。
押さえておく観点: - 直近R05上の「複合計算（2工場合算）」型と、変圧器容量算定型・基本型（パターン1・2）の両方を解けるようにする - 「不等率」の計算は試験で差がつく論点。特に「1以上を確認する検算」まで意識しておくこと
📜 関連条文・出典（電気施設管理関連）¶
用語の位置付け
需要率・負荷率・不等率は、電気事業法・電気設備技術基準・電技解釈に 直接の定義条文はない。 電気施設管理（需要設備の容量計画・デマンド管理）の 計算用語 として整理されている。 法規科目で計算問題化されるが、論点は「条文暗記」ではなく「定義式の使い分け」。
一次資料（条文ではどう書かれているか確認したい場合）:
- e-Gov 法令検索 — 「需要」「最大電力」で検索すると関連条文を一覧できる
- 電気事業法施行規則（e-Gov） — 需要設備の届出・主任技術者選任・需要管理の文脈で「需要」が登場
- 電気関係報告規則（e-Gov） — 需要設備の事故報告・統計の文脈
- 一般財団法人 電気技術者試験センター 公表問題 — 計算問題としての出題形式の一次資料
条文ベースで需要率の定義を探しても見つからない理由
需要率・負荷率・不等率は 電力系統設計・需要設備設計の慣用用語 であり、法令条文の定義ではなく工学テキスト（電気事業便覧・JEAC・JIS等）で定義されている。 試験では計算問題として出題されるため、定義式で押さえれば足りる。
関連テーマ¶
- 電気施設管理 — 需要率・負荷率は施設管理の基本概念
- 力率改善コンデンサ — 変圧器容量算定に力率も絡む複合問題
- 分散型電源・系統連系 — 分散型電源の導入が負荷率に与える影響
最終確認: 2026-05-09 | ステータス: v1.4（ChatGPTレビュー反映：単独/合成の式分離・フロー図総合負荷率化・SVG数値整合・合わせた需要率vs不等率注意・ゴールセクション・図から読む値・公式PDFリンク）| バージョニング基準