负荷等级 负荷所属用户 小型银行 大型百货商场、贸易中心 中型百货广场 二 级 负 荷 电视台、广播电台 民用机场 水运客运站 大型或有特殊要求的冷库 用电设备（或场所）名称 营业厅、门厅照明 自动扶梯、空调设备 营业厅、门厅照明 洗印室、电视电影室、审听室 除特别重要及一级负荷以外的其他用电 港口重要作业区、电梯电力、库房照明 制冷设备电力、电梯电力、库房照明 一级负荷用户中的生活水泵、客梯电力、厨房其他 动力与照明、空调设备特别重要负荷用户中的一般负荷 从表2-1中可以知道，民用建筑负荷分级表里面没有把18层楼的住宅楼的室内用电作为一级或者二级负荷。同时，通过结合自身生活经验思考，对室内和普通商铺中断供电，不会造成人身伤亡，也不会在经济上造成巨大损失，不会对家用电气造成严重的损坏，爆炸，也不会产生有毒气体和火灾等情况。所以，住宅楼的室内用电为三级负荷。但住宅楼里面有没有一级或者二级负荷呢，通过查阅《JGJ-242-2011-住宅建筑电气设计规范》第3页，最下面的表3.2.1“住宅建筑主要用电负荷的分级”（见前文表1-1），可知，消防用电负荷，值班照明，走道照明，应急照明为二级负荷。 (2)供电要求
①作为三级负荷的室内用电，供电没有特别的要求。无需备用电源或者应急电源，由一个电源供电即可，即由一跟线路供电，供电变压器也只需一台。当变压器发生故障或者线缆发生故障时，只要即使发现并维修即可。
②作为前文所述的二级负荷，是比较重要的负荷类别。对于本次设计，如果遇上突然断电，虽然不会造成经济和政治影响，但是会扰乱居民的正常生活，特别是碰上火灾时，消防负荷和走道照明就显得格外重要对此，因此本次设计的二级负荷应该持续供电，或者在断电后能在短时间内恢复供电。
对于二级负荷的供电问题《GB50052-2009供配电系统设计规范》第5页，第3.0.7条，
和《工业与民用配电设计手册》第三版，第29页，都有如下的阐述，一个用电设备如果为二级负荷，那它应该用两个不同而且独立的电源供电，也就是用两根线路供电，负责提供电力的变压器也应该有两台。如果变压器发生故障或者线路发生故障，可以自动切换电源而不至于中断供电，或者在中断后能在短时间内恢复供电。如果负荷较小，或者因当地条件所限而供电出现困难，可以用一根6kV的架空线供电。有了规范的具体要求，再结合前文提到的本次设计的具体情况，那就是住宅楼的二级负荷实在太小，消防电梯不超过20kW，走道照明，应急照明，值班照明的总和也不大。从可靠性上考虑，小区位于城市经济区，需要停电时会提前接到供电部门通知，已能做好相应准备，对于突然断电的情况少之又少。从经济角度上考虑，变压器成本高，使用率低，造成不必要的浪费。所以本次设计就不对住宅楼的二级负荷提供单独的电源和变压器，而是采用应急电源。
应急照明的种类多种多样，通过查阅《工业与民用配电设计手册》第三版，第63页，第六节——“应急电源”，可知各个电源种类的有关情况。第一种是有独立于正常电源的发电机组，特点是每次起动时间需要8~12秒，起动的时间间隔需要5~10秒，这样的起动时间和时间间隔在突发事故面前显得很长，容易让混乱的局面更加恶化，所以不采用。第二种是不间断电源UPS（Uninterruptible Power Supply） ，开关的切换时间一般只有2~10ms，这样的间隔时间，可以保证负荷不因断电而蒙受损失。但是应急时间一般不超过半个小时，比较适用于互联网数据中心，银行系统和一些证卷，航空，军事系统。而火灾事故照明和疏散指示照明等事故照明的连续供电时间要求不小于二十分钟，如果作为住宅楼应急，显得高端且不实用。另外还有EPS（Emergency Power Supply）应急电源，一种静态的，无公害的，无需维护的，无需人员值守的安全可靠的应急电源装置。供电切换时间为0.1~0.25s，一般最长应急时间可达2个小时，如有需要还可延长。加之容量也能满足本次二级负荷的需要，可谓既满足了快速恢复供电，也满足了长时间持续供电的要求。在三种应急电源中，其特点最适合本次设计。
基于以上考虑，本次设计决定采用EPS作为应急照明和消防系统的备用电源
2.4 负荷计算
2.4.1 计算负荷的意义
在进行建筑供配电设计时，基本的原始资料是各种用电设备的产品名牌数。例如额定容量、额定电压等，这是设计的依据。但是，这种原始资料要变成供配电系统设计所需要的假想负荷——计算负荷，从而根据计算负荷按照允许发热条件选择供配电系统的导线截
面，确定变压器容量，制定提高功率因数的措施，选择及整定保护设备以及校验供电电压的质量等，是一项较复杂的工作。
2.4.2 负荷计算的内容
（1）计算负荷又称需要负荷或最大负荷，通常采用30min的最大平均负荷作为发热条件选择电器或导体的依据。
（2）尖峰电流是指单台或多台用电设备在短时间内的最大负荷电流。单台电动机的尖峰电流就是起动电流；多台电动机的尖峰电流是指计算电流再加上一台最大电动机的起动电流。如果多台电动机中最大电动机是双电动机驱动时（例如：大吨位起重机中的主卷扬往往是双电动机驱动）则尖峰电流应是计算电流加上这两台同时工作电动机的起动电流。尖峰电流用于计算电压损失、电压波动和电压下降以及选择电器和保护元件等的依据。此外在校验滑触线和较长线路供电的电动机起动时能否满足允许电压损失的要求时，也用尖峰电流来校验。
（3）平均负荷为某段时间用电设备所消耗的电能与该段时间之比，常选用最大负荷班的平均负荷，作为计算电能消耗和选择无功补偿装置的依据。
2.4.3 负荷计算的方法
（1）需要系数法——用设备功率乘以需要系数和同时系数，直接求出计算负荷。用于设备数量多，容量差别不大的工程计算，尤其适用于配、变电所和干线的负荷计算。 （2）利用系数法——采用利用系数求出最大负荷区间内的平均负荷，再考虑设备台数和功率差异的影响，乘以与有效台数有关的最大系数，得出计算负荷。适用于各种范围的负荷计算，但计算过程稍繁。
（3）二项式法：一般用于用电设备较少的场所，计算结果偏大。
（4）单位面积功率法、单位指标法和单位产品耗电量法：前两者多用于民用建筑，后者用于某些工业的可行性研究和初步设计阶段的电力负荷估计。
（5）3台及2台用电设备的计算负荷，取各设备功率之和；4台用电设备的计算负荷，取设备功率之和乘以0.9的系数；5台及以上的用电设备，可采用二项式法计算，但计算负荷不能小于其中一台最大电动机的功率。 本次设计主要用的需要设计法及单位面积功率法。
2.4.4 需要系数法
需要系数法是根据用电设备的用电情况和功率来估算计算电流的一种对负荷进行计
算的方法。先对相近的已经工作的用电系统进行数据调查及分析，方法是按某些规律对负荷进行分组，找出功率与计算负荷之间的联系规律，并得出相关的参数，然后将之用于一个有待建设的工程。在考虑参数的时候，除了用电设备自身的特点外，还要根据当地的气候条件、建筑风格，取暖方式、及家用电器的使用等因素进行确定。
我们把用电负荷的计算有功功率和用电负荷的功率总和之比称为需要系数，记作Kd，即
Kcd?Pn ?PN?ii?1
式中，Kd—用电设备组需要系数； Pc—用电设备组计算负荷；(KW) PN-i—用电设备组单台设备功率；(KW) n—设备台数。
用电设备组的有功，无功和视在计算负荷：
Pc?Kd?Pe S22c?Pc?Qc SPcc?cos? Qc?Pc?tg? IScc?3Ur 式中，Pe — 用电设备组的设备功率，kW； Kd—需要系数；
tg?—用电设备功率因素角相对应的正切值；
2-2
2-3
2-4
2-5
2-6
2-1
Ur—用电设备额定电压（线电压），kV。
2.4.5 计算实例
根据《JGJ-242-2011-住宅建筑电气设计规范》第48页，表1“住宅建筑用电负荷需要系数”可确定需要系数，如表2-3所示。
表2-3 住宅建筑用电负荷需要系数
按单相配电计算时 所连接的基本户数 1~3 4~8 9~12 13~24 25~124 125~259 260~300 按三相配电计算时 所连接的基本户数 3~9 12~24 27~36 39~72 75~300 375~600 780~900 需要系数 0.90~1 0.65~0.90 0.50~0.65 0.45~0.50 0.40~0.45 0.30~0.40 0.26~0.30 根据《JGJ-242-2011-住宅建筑电气设计规范》第4页，第3.3.1条，表3.3.1“每套住宅用电负荷和电能表的选择”可知用电负荷，如表2-4所示。
表2-4 每套住宅用电负荷和电能表的选择
套型 建筑面积S（m2） 用电负荷（kW） 电能表（单相）（A） A B C S?60 60 ①求计算负荷，也称需用负荷。目的是为了合理的选择供配电系统各级电压供电网络、变压器容量和电器设备型号等。 ②求尖峰电流。用于计算电压波动、电压损失、选择熔断器和保护元件等。 ③求平均负荷。用来计算配电系统中电能需要量、电能损耗和选择无功补偿装置等。 表2-1本工程利用系数及功率因素表