1．前言
电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用；电能的输送的分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。因此，电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。
在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小（除电化工业外）。电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。从另一方面来说，如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。
因此，做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。
工厂供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求：
1. 安全在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。
2. 可靠应满足电能用户对供电可靠性的要求。
3. 优质应满足电能用户对电压和频率等质量的要求.
4. 经济供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。
此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。
2、负荷计算、无功补偿计算、变压器选择及初步方案的确定
2.1、全厂负荷统计
负荷计算是指导体通过一个等效负荷时，导体的最高温升正好和通过实际的变动负荷时其产生的最高温升相等，该等效负荷就称为计算负荷。
工业企业电力负荷计算的主要目的是：
(1).全厂在工程设计的可行性研究阶段要对全厂用电量作出估算以便确定整个工程的方案。
(2).在设计工厂供电系统时，为了正确选择变压器的容量，正确选择各种电气设备和配电网络，以及正确选择无功补偿设备等，需要对电力负荷进行计算。
确定负荷计算的方法有多种，包括估算法、需要系数法、二项式法和单相复合的计算，在这里我们采用需要系数法。 对于单组用电设备的计算负荷公式如下：
有功功率： ∑=e d P K P c 无功功率： ϕtan c c P Q = 视在功率： 2
2
c c c Q P S += 计算电流： N
c c U S I 3=
式中：d K ——该用电设备组的需要系数 φtan ——功率因数角的正切值
N U ——该用电设备组的额定电压，单位是kV
所以本厂的负荷统计如下（以金工车间为例）：
有功计算负荷： W P K P e d c k 75.22564535.0=⨯==∑
无功计算负荷： kvar 93.26317.175.225tan =⨯==ϕc c P Q 视在计算负荷： A V Q P S c c c ⋅=+=+=k 31.34793.26375.225222
2
计算电流： A U S I N
c c 68.52738
.0331.3473=⨯=
=
其他车间的负荷计算和以上的一样，见表2.1：
表2.1 车间负荷计算表
2.2、车间变电所的数量、类型和所址的确定
由于工厂属于三级负荷，并且取10kV 母线作为电源，综合考虑工厂负荷分布情况及厂区情况，选用5个10kV/0.38kV 直降变电所，具体分配如下：金工车间、装配车间、卧式装配车间分别装配车间变电所1、车间变电所2、车间变电所3，锯条车间、钣金车间和喷漆车间共用一个车间变电所4，办公楼用一个变电所5。
2.3、无功功率补偿计算（以金工车间为例） （1）求补偿前的视在计算负荷及功率因数
视在计算负荷 A V S C ⋅=k 31.347 功率因数 65.0cos =ϕ （2）确定无功补偿容量
[]kvar 96.16792.0arccos tan -17.175.225tan -tan (·.=⨯==）
（ϕϕC C N P Q （3）低压电容器柜的选择
选择GGJ-01（A ）型低压无功功率补偿柜，BCMJ0.4-16-3电容器，
所需安装的组数1116/n .≈=C N Q ，所需柜数2台。
其余车间的计算与金工车间类似，无功补偿容量与电容器柜选型见表2-2：
表2-2 无功补偿容量与电容器柜选型表
2.4、补偿后用户的计算负荷
W P
C
k 25.139916575.9675.14817824334275.225=++++++=∑
W P P C C k 3.132995.0==∑
kvar 69.467=∑C
Q
kvar 66.45397.0==∑C C Q Q
A V Q P S C C C ⋅=+=k 58.14042
2
主变压器的功率损耗：
W S P C k 0458.1458.140401.001.0=⨯==∆
kvar 229.7071.143405.005.0=⨯==∆C S Q 因此，补偿后工厂380V 侧和10kV 侧的负荷计算如表2-3所示：
表2-3 变电所的补偿方案
2.5、变电所变压器选择
因为10kV侧五个变电所的视在负荷分别为240.85kV·A、358.9225kV·A、257.142 kV·A、422.76 kV·A、176.94 kV·A，又考虑到工厂以后的发展，所以选用5台10(1±5%)0.4kV S11型变压器，具体参数见表2-4：
