一、在供电网络中如果发生短路时,很大的短路电流会使电器设备过热或受电动力作用而遭到损坏，同时使网络内的电压大大降低，因而破坏了网络内用电设备的正常工作。为了消除或减轻短路的后果,就需要计算短路电流,以正确地选择电器设备，设计继电保护和选用限制短路电流的元件。

 

二、计算条件：

1、假设系统有无限大的容量，用户电源处短路后，系统母线电压能维持不变。即计算阻抗比系统阻抗要大得多。

具体规定：对于3~35KV级电网中短路电流的计算。可以认为110KV及以上的系统的容量为无限，只计算35KV及以下网络元件的阻抗。

2、在计算高压电器中的短路电流时，只需考虑发电机、变压器、电抗器的电抗，而忽略电缆的电阻，对于架空线和电缆，只有当其电阻大于电抗1/3时才需计入电阻，一般也只计电抗而忽略电阻。

3、短路电流计算公式或计算图表，都以三相短路电流为计算条件。因为单相短路或二相短路时的短路电流都小于三相短路电流。能够分断三相短路电流的电器，一定能够分断单相短路电流或二相短路电流。

三、简化计算法： 即使设定了一些假设条件，要正确计算短路电流还是十分困难的，对于一般用户也没有必要。一些设计手册提供了简化计算的图表，省去了计算的麻烦公式，用起来比较方便，但要是手边一时没有设计手册怎么办?

下面介绍一种 “口诀式”的计算方法，只要记牢7句口诀,就可掌握短路电流计算方法。那么在介绍简化计算法之前必须先了解一些基本的概念。

1、主要参数：SD——三相短路容量 (MVA)简称短路容量校核开关分断容量。ID——三相短路电流周期分量有效值(KA)简称短路电流校核开关分断电流和热稳定。IC——三相短路第一周期全电流有效值(KA) 简称冲击电流有效值校核动稳定。ic——三相短路第一周期全电流峰值(KA) 简称冲击电流峰值校核动稳定x电抗(W)，其中系统短路容量SD和计算点电抗x是关键.

2、标么值，计算时选定一个基准容量(Sjz)和基准电压(Ujz)。将短路计算中各个参数都转化为和该参数的基准量的比值(相对于基准量的比值)。称为标么值(这是短路电流计算最特别的地方,目的是要简化计算)。

（1）基准：基准容量 Sjz=100MVA 基准电压。UJZ规定为8级——230, 115, 37, 10.5, 6.3, 3.15 ,0.4, 0.23 KV。有了以上两项,各级电压的基准电流即可计算出。

（2）标么值计算：容量标么值 S*=S/SJZ。

例如：当10KV母线上短路容量为200MVA时。其标么值容量 S* =200/100=2。

电压标么值 U*=U/UJZ 。

电流标么值 I*=I/IJZ。

（3）无限大容量系统三相短路电流计算公式

短路电流标么值：I*d= 1/x* (总电抗标么值的倒数)

短路电流有效值：Id=IJZ* I*d=IJZ/ x*(KA)

冲击电流有效值：IC= Id *√1 2 (KC-1)2(KA)其中KC冲击系数，取1.8 ，所以IC =1.52Id

冲击电流峰值：ic=1.41* Id*KC=2.55 Id (KA)

当1000KVA及以下变压器二次侧短路时，冲击系数KC，取1.3，这时冲击电流有效值IC =1.09*Id(KA)

冲击电流峰值：ic=1.84 Id(KA)

掌握了以上知识，就能进行短路电流计算了。公式不多，又简单。但问题在于短路点的总电抗如何得到？

例如：区域变电所变压器的电抗、输电线路的电抗、企业变电所变压器的电抗，等等。

一种方法是查有关设计手册，从中可以找到常用变压器、输电线路及电抗器的电抗标么值。求得总电抗后，再用公式计算短路电流。设计手册中还有一些图表,可以直接查出短路电流。

下面介绍一种 “口诀式”的计算方法，只要记牢7句口诀,就可掌握短路电流计算方法。

 

四、简化算法：

【1】系统电抗的计算：系统电抗、百兆为一、容量增减、电抗反比100除系统容量

例：基准容量100MVA。当系统容量为100MVA时，系统的电抗为XS*=100/100＝1 当系统容量为200MVA时，系统的电抗为XS*=100/200＝0.5。当系统容量为无穷大时，系统的电抗为XS*=100/∞＝0 。系统容量单位：MVA 系统容量应由当地供电部门提供。当不能得到时，可将供电电源出线开关的开断容量作为系统容量。如已知供电部门出线开关为W-VAC 12KV 2000A 额定分断电流为40KA。则可认为系统容量S=1.73*40*10000V=692MVA，系统的电抗为XS*=100/692＝0.144。

【2】变压器电抗的计算：110KV、10.5除变压器容量；35KV、7除变压器容量。10KV、6KV、4.5除变压器容量。

【3】电抗器电抗的计算：电抗器的额定电抗除额定容量再打九折。 例：有一电抗器U=6KV I=0.3KA 额定电抗 X=4% 。 额定容量S=1.73*6*0.3=3.12 MVA. 电抗器电抗X*=*0.9=1.15 电抗器容量单位：MVA

【4】架空线路及电缆电抗的计算：架空线、6KV、等于公里数。10KV、取1/3。35KV、取 3％。电缆：按架空线再乘0.2。

例：10KV、6KM架空线。架空线路电抗X*=6/3=2。10KV、0.2KM电缆。电缆电抗X*=*0.2=0.013。 这里作了简化，实际上架空线路及电缆的电抗和其截面有关，截面越大电抗越小。

【5】短路容量的计算：电抗加定、去除100。

例：已知短路点前各元件电抗标么值之和为 X*∑=2, 则短路点的短路容量 SD=100/2=50MVA。 短路容量单位：MVA

【6】短路电流的计算：6KV、9.2除电抗。10KV、5.5除电抗。35KV、1.6除电抗。110KV、0.5除电抗。0.4KV、150除电抗

例：已知一短路点前各元件电抗标么值之和为 X*∑=2。短路点电压等级为6KV, 则短路点的短路电流ID=9.2/2=4.6KA。 短路电流单位：KA

【7】短路冲击电流的计算：1000KVA及以下变压器二次侧短路时，冲击电流有效值IC=ID， 冲击电流峰值ic=1.8Id。1000KVA以上变压器二次侧短路时。冲击电流有效值IC=1.5Id, 冲击电流峰值ic=2.5Id

例：已知短路点，1600KVA变压器二次侧的短路电流 ID=4.6KA， 则该点冲击电流有效值IC=1.5ID＝1.5*4.6＝7.36KA，冲击电流峰值ic=2.5ID=2.5*406=11.5KA。可见短路电流计算的关键是算出短路点前的总电抗《标么值》但一定要包括系统电抗。

短路电流的计算是为了正确选择和校验电气设备，使其满足电流的动、热稳定性的要求。对于低压开关设备和熔断器等，还应按短路电流校验其分断能力。计算短路电流时，首先要选择好短路点，短路点通常选择在被保护线路的始、末端。始端短路点用于计算最大三相短路电流，用于校验设备和电缆的动、热稳定性；末端用于计算最小二相短路电流，用于校验继电保护整定值的可靠性。

 

五、短路电流的计算方法有解释法和图表法，主要以解释法为主。

1、短路电流的计算公式

（1）三相短路电流计算： IK(3)=UN2/。式中IK(3)——三相短路电流、安。UN2变压器二次侧额定电压，对于127、380、660伏电网，分别取133、400、690伏。∑R、∑X 短路回路内一相的电阻、电抗的总和，欧。

（2）二相短路电流计算：IK(2)=UN2/式中。IK(2) ——二相短路电流、安。（3）三相短路电流与二相短路电流值的换算IK(3)=2 IK(2)/√3=1.15 。IK(2)或IK(2)=0.866 IK(3)

2、阻抗计算

1、系统电抗 XS=UN22/SK。式中XS——折合至变压器二次侧的系统电抗、欧/相。UN2——变压器二次侧的额定电压KV。SK——电源一次侧母线上的短路容量，MVA。XS 、SK——指中央变电所母线前的电源电抗和母线短路容量。如中央变的短路容量数据不详，可用防爆配电箱的额定断流容量代替计算。

额定断流容量与系统电抗值 (欧)

断流容量MVA——25——30——40——50

额定电压 V——400V

系统电抗0.0064——0.0053——0.004——0.0032

断流容量MVA——25——30——40——50

额定电压 V——690V

系统电抗0.019——0.0159——0.0119——0.0095

2、变压器阻抗、变压器每相电阻、电抗按下式计算：

RB=ΔP/3IN22=ΔP·UN22/SN2

XB=10UX%·UN22/ SN=10(U K2-UR2)1/2·UN22/SN

式中：RB、 XB分别为变压器每相电阻和电抗值，欧；

UX 变压器绕组电抗压降百分值，%；UX =(U K 2-UR2)1/2

U K 变压器绕组阻抗压降百分值，%；

UR 变压器绕组电阻压降百分值，%；UR=[△P/(10·SN)]%

ΔP 变压器短路损耗，瓦；

UN2、IN2 变压器二次侧额定电压(KV)和电流(A);

SN 变压器额定容量，KVA。

3、高压电缆的阻抗高压电缆的阻抗折合至变压器二次侧的数值可按下式计算，同时计算出的电阻数据应换算至65℃时的数据。

电阻：R=R0L/K2； 欧

电抗：X=X0L/K2 欧 式中：R0 高压电缆每公里的电阻，欧。R0=1000ρ0/S。 ρ0 导电线芯的直流电阻系数，20℃时不小于下列数值：铜芯：0.0184 Ω·mm2/；m铝芯：0.0310 Ω·mm2/m

S 电缆线芯截面， mm2

X0 高压电缆每公里电抗，欧；对6～10KV电压，电抗平均值为：0.08欧/公里。

L电缆长度，米。 K变压比，变压器一次侧平均电压与二次侧平均电压的比值。

6KV电缆折合至下列电压后每公里的阻抗值(欧/相)

电缆截面 mm2——25——35——50——70——95(线芯温度65℃)

额定电压、铜芯400V阻抗值——0.0035——0.0025——0.0018——0.0012——0.0009

电缆截面 mm2——25——35——50——70——95(线芯温度65℃)

额定电压、铜芯690V阻抗值——0.0106——0.0076——0.0055——0.0037——0.0029

 

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