计算前需收集完整基础数据，明确计算范围和前提条件，避免因数据缺失导致计算偏差，核心准备内容如下：
用电设备参数：收集所有用电设备的额定功率（Pe，单位kW）、额定电压（Ue，单位V）、功率因数（cosφ）、负荷持续率（ε，针对断续周期工作制设备），优先以设备铭牌或产品说明书为准，无明确参数时可参考同类设备行业标准取值。
系统参数：确认工厂供电电压等级（如10kV高压进线、0.4kV低压配电）、上级电网短路容量（SkQ）或短路电流（IkQ，由供电部门提供）、变压器参数（额定容量SrT、额定电压UrT、阻抗电压百分比uk%等）。
现场布线数据：测量配电线路长度（L，单位m）、电缆型号及截面（S，单位mm²），确定线路敷设方式（如桥架敷设、埋地敷设），查询对应电缆的单位长度电阻（R′）和电抗（X′）。
计算前提：明确用电设备工作制（连续工作制、短时工作制、断续周期工作制），划分负荷等级（一级、二级、三级负荷），确定同时系数、需要系数等关键修正系数，优先遵循国标规范取值。
负荷计算的核心是求出「计算负荷」（设备运行时的最大需用功率），作为变压器选型、线路截面选择、开关设备校验的依据，工业现场优先采用需要系数法（简便、适用范围广，尤其适合长期运行、负载平稳的设备），特殊场景可采用二项式系数法。
适用于单台独立运行的用电设备（如单台水泵、机床），计算公式如下：
有功计算功率：Pt = Pe × Kx （kW）
无功计算功率：Qt = Pt × tanφ （kvar）
视在计算功率：St = Pt / cosφ （kV·A）
参数说明：
Pe：设备额定功率（kW），即设备铭牌标注功率或随设备配备的电气设备功率之和；
Kx：需要系数，反映设备实际运行负荷与额定负荷的比值，需根据设备类型选取（如机床类0.2-0.4、泵类0.7-0.9、照明0.8-1.0），查产品说明书或国标规范确定；
tanφ：电动机功率因数角对应的正切值，与cosφ对应（如cosφ=0.8时，tanφ=0.75；cosφ=0.9时，tanφ=0.48），可查三角函数表或产品说明书。
工厂配电分为配电箱、车间变电所、总降压变电所等多级，需考虑「同时系数」（多组设备不同时达到最大负荷的修正系数），按级计算：
有功计算功率：Pt干 = ΣPt单 × K∑p干 （kW）
无功计算功率：Qt干 = ΣQt单 × K∑p干 （kvar）（简化计算时，无功同时系数与有功同时系数取一致）
视在计算功率：St干 = √(Pt干² + Qt干²) （kV·A）
K∑p干（配电箱干线同时系数）：支线数2条取0.95；3-5条取0.90；6条及以上取0.80。
有功计算功率：Pt柜 = ΣPt干 × K∑p柜 （kW）
无功计算功率：Qt柜 = ΣQt干 × K∑p柜 （kvar）
视在计算功率：St柜 = √(Pt柜² + Qt柜²) （kV·A）
K∑p柜（低压配电柜同时系数）：干线数2条取0.95；3-5条取0.90；6条及以上取0.80。
低压母线计算：Pt母 = ΣPt柜 × K∑p母 （kW）；Qt母 = ΣQt柜 × K∑p母 （kvar）；St母 = √(Pt母² + Qt母²) （kV·A）
K∑p母（母线同时系数）：配电柜2-3面取0.95；4-5面取0.90；6-9面取0.85；10面及以上取0.80。
变压器计算：Pt变 = Pt母 （kW）；Qt变 = Qt母 （kvar）；St变 = √(Pt变² + Qt变²) （kV·A）；实际变压器容量S变 = St变 / Kf变（Kf变为变压器负荷率，一般取0.80-0.90）。
对于断续周期工作制设备（如电焊机、起重机械），其额定容量对应特定负荷持续率，需先换算为负荷持续率ε=25%时的额定功率，再进行负荷计算：
Pe换算 = Pe额定 × √(ε额定 / 0.25) （kW）
式中：ε额定为设备铭牌标注的负荷持续率（如ε=50%），ε= t/T×100%（t为工作时间，T为工作周期，T≤10min）。
短路电流计算用于校验电气设备（断路器、母线、电缆）的分断能力和动热稳定性，避免短路时设备损坏，工业现场主流采用IEC 60909标准（对应国标GB/T 15544）的简化计算方法，核心是将系统等效为电压源与短路阻抗串联，按欧姆定律计算。
绘制单线图：标注供电系统所有元件（上级电网、变压器、电缆线路）及参数，明确短路点（如低压母线、设备端）。
设定基准值：简化计算采用标幺值法，通常取基准容量Sb=100MVA或1000MVA，基准电压Ub取计算点所在电压级的平均额定电压（如0.4kV级取0.4kV）。
计算各元件阻抗：
上级电网阻抗：通常视为纯电抗，XQ=ZQ=Ub²/SkQ（SkQ为上级电网短路容量，由供电部门提供）；
变压器阻抗：Zt% = uk% × Sb / (100×SrT)（uk%为变压器阻抗电压百分比，SrT为变压器额定容量）；
电缆线路阻抗：R=R′×L，X=X′×L（R′、X′为电缆单位长度电阻、电抗，L为电缆长度）。
计算总阻抗：将各元件电阻、电抗分别代数相加，得到总电阻Rtotal和总电抗Xtotal，总阻抗Ztotal=√(Rtotal² + Xtotal²)。
计算短路电流关键参数：
三相短路电流（初始对称短路电流Ik″）：Ik″ = c×Un / (√3×Ztotal)（c为电压系数，低压系统取1.05，高压系统取1.1；Un为系统标称电压）；
冲击短路电流（ip）：ip = κ×√2×Ik″（κ为峰值系数，低压系统常取1.8，取决于R/X比值）；
对称短路分断电流（Ib）：简化计算时近似等于Ik″，用于校验断路器分断能力。
短路电流计算结果用于设备选型：断路器额定极限短路分断能力（Icu）需大于Ik″；母线、电缆的动稳定电流（峰值耐受电流）需大于ip，热稳定电流需承受Ik″在保护动作时间内的热效应；复杂系统建议采用ETAP、SKM PowerTools等专业软件计算。
电压损失是指线路首端与末端的电压差值，需控制在国标允许范围（动力回路≤3%，照明回路≤2%），避免设备因电压偏差无法正常运行（如电机启动困难、精密设备烧毁），计算公式如下：
ΔU% = (100×(P×R + Q×X)) / (Ue²) （%）
参数说明：
P：线路输送的有功功率（kW），取该线路的计算有功功率Pt；
Q：线路输送的无功功率（kvar），取该线路的计算无功功率Qt；
R：线路总电阻（Ω），R=ρ×L/S（ρ为导体电阻率，铜芯电缆ρ=0.0172Ω·mm²/m，铝芯ρ=0.0283Ω·mm²/m）；
X：线路总电抗（Ω），架空线路X≈0.35Ω/km，电缆线路X≈0.08Ω/km；
Ue：线路额定电压（kV），如0.4kV、10kV。
若电压损失超标，可通过加大电缆截面、缩短线路长度、安装无功补偿装置等方式优化。
工厂用电设备（如电动机）多为感性负载，功率因数较低，需进行无功补偿（国标要求低压配电系统功率因数≥0.9，否则会被供电局收取力调电费），核心计算无功补偿量，确保补偿后功率因数控制在0.9~0.95之间。
Qc = Pt × (tanφ1 - tanφ2) （kvar）
参数说明：
Qc：所需无功补偿量（kvar）；
Pt：补偿前的计算有功功率（kW）；
tanφ1：补偿前功率因数cosφ1对应的正切值；
tanφ2：补偿后目标功率因数cosφ2对应的正切值（cosφ2取0.9~0.95）。
集中补偿：在变压器低压侧设置集中补偿柜，补偿量按总计算负荷计算，公式如上；
就地补偿：大功率电机（≥30kW）旁安装就地补偿电容器，补偿量按电机额定容量的20%~30%选型；
补偿后验证：补偿后无功功率Qt补 = Qt - Qc，补偿后视在功率St补 = √(Pt² + Qt补²)，确保cosφ2 = Pt / St补 ≥0.9。
变压器选型：根据变压器计算视在功率St变和负荷率Kf变，选择容量匹配的变压器，单台变压器容量不宜超过1250kVA，通常按St变的1.2~1.5倍选型，避免容量不足或过大（不足导致电压偏低，过大导致功率因数低、电费浪费）。
线路选型：根据计算电流（Ic = St / (√3×Ue)）、电压损失和机械强度，选择电缆截面和型号，优先选用铜芯电缆，高温、潮湿环境选用对应防护等级电缆（如铠装、耐火电缆）。
开关设备选型：断路器、熔断器等设备的额定电流需大于计算电流，分断能力需大于短路电流，电动机回路断路器瞬时脱扣电流为额定电流的10~15倍，过载脱扣电流为1.1~1.3倍。
供电优化：根据电压损失计算优化线路敷设，根据无功补偿计算配置补偿装置，根据负荷计算合理分配回路（动力与照明回路分开，大功率设备≥15kW单独设专用回路）。
