供電網絡中發生短路時，很大的短路電流會使電器設備過熱或受電動力作用而遭到損壞，同時使網絡內的電壓大大降低，因而破壞了網絡內用電設備的正常工作。為了消除或減輕短路的后果，就需要計算短路電流，以正確地選擇電器設備、設計繼電保護和選用限制短路電流的元件。

計算條件

1. 假設系統有無限大的容量，用戶處短路后，系統母線電壓能維持不變，即計算阻抗比系統阻抗要大得多。

具體規定：對于3~35kV級電網中短路電流的計算，可以認為110kV及以上的系統的容量為無限大，只要計算35kV及以下網絡元件的阻抗。

2. 在計算高壓電器中的短路電流時，只需考慮發電機、變壓器、電抗器的電抗，而忽略其電阻;對于架空線和電纜，只有當其電阻大于電抗1/3時才需計入電阻，一般也只計電抗而忽略電阻。

3. 短路電流計算公式或計算圖表，都以三相短路為計算條件，因為單相短路或二相短路時的短路電流都小于三相短路電流，能夠分斷三相短路電流的電器，一定能夠分斷單相短路電流或二相短路電流。

簡化計算基礎

即使設定了一些假設條件，要正確計算短路電流還是十分困難，對于一般用戶也沒有必要。一些設計手冊提供了簡化計算的圖表，省去了計算的麻煩，用起來比較方便。但要是手邊一時沒有設計手冊怎么辦?下面介紹一種 “口訣式”的計算方法，只要記牢7句口訣，就可掌握短路電流計算方法。在介紹簡化計算法之前必須先了解一些基本概念。

1. 主要參數

Sd——三相短路容量(MVA)簡稱短路容量校核開關分斷容量;

Id——三相短路電流周期分量有效值(kA)簡稱短路電流，校核開關分斷電流

和熱穩定;

Ic——三相短路第一周期全電流有效值(kA) 簡稱沖擊電流有效值，校核動穩定;

ic——三相短路第一周期全電流峰值(kA) 簡稱沖擊電流峰值，校核動穩定;

x——電抗(Ω);

其中系統短路容量Sd和計算點電抗x是關鍵。

2. 標么值

計算時選定一個基準容量(Sjz)和基準電壓(Ujz)，將短路計算中各個參數都轉化為和該參數的基準量的比值(相對于基準量的比值)，稱為標么值(這是短路電流計算最特別的地方，目的是要簡化計算)。

(1)基準

基準容量 Sjz =100MVA

基準電壓 Ujz規定為8級：230, 115, 37, 10.5, 6.3, 3.15 ,0.4, 0.23 kV

有了以上兩項，各級電壓的基準電流即可計算出來。

例如：Ujz=10.5kV

因為 S=1.73*U*I 所以Ijz =5.5kA

(2)標么值計算

容量標么值 S* =S/Sjz。

例如：當10kV母線上短路容量為200MVA時，其標么值容量S* = 200/100=2;

電壓標么值 U*= U/Ujz;電流標么值 I* =I/Ijz。

3. 無限大容量系統三相短路電流計算公式

短路電流標么值：I*d = 1/x* (總電抗標么值的倒數);

短路電流有效值：Id= Ijz* I*d=Ijz/x*(kA);

沖擊電流有效值：Ic = Id *√1+2 (KC-1)2 (kA)，其中KC沖擊系數取1.8

所以Ic =1.52Id

沖擊電流峰值: ic =1.41* Id*KC=2.55Id(kA)

當1000KVA及以下變壓器二次側短路時，沖擊系數KC取1.3

這時沖擊電流有效值Ic=1.09*Id(kA)

沖擊電流峰值ic =1.84 Id(kA)

掌握了以上知識，就能進行短路電流計算了，公式不多又簡單，但問題在于短路點的總電抗如何得到?例如：區域變電所變壓器的電抗、輸電線路的電抗、企業變電所變壓器的電抗等等。

一種方法是查有關設計手冊，從中可以找到常用變壓器、輸電線路及電抗器的電抗標么值。求得總電抗后，再用以上公式計算短路電流。設計手冊中還有一些圖表，可以直接查出短路電流。

簡化算法

【1】系統電抗的計算

系統電抗，百兆為一;容量增減，電抗反比;100除系統容量。例：

當系統容量為100MVA時，系統的電抗為XS*=100/100=1

當系統容量為200MVA時,系統的電抗為XS*=100/200=0.5

當系統容量為無窮大時,系統的電抗為XS*=100/∞=0

系統容量單位：MVA

系統容量應由當地供電部門提供，當不能得到時，可將供電電源出線開關的開斷容量作為系統容量。如已知供電部門出線開關為W-VAC 12KV 2000A 額定分斷電流為40KA。則可認為系統容量S=1.73*40*10000V=692MVA，系統的電抗為XS*=100/692=0.144。

【2】變壓器電抗的計算

110KV，10.5除變壓器容量;35KV，7除變壓器容量;10KV{6KV}, 4.5除變壓器容量。例：

一臺35KV 3200KVA變壓器的電抗X*=7/3.2=2.1875

一臺10KV 1600KVA變壓器的電抗X*=4.5/1.6=2.813

變壓器容量單位：MVA

這里的系數10.5，7，4.5實際上就是變壓器短路電抗的%數，不同電壓等級有不同的值。

【3】電抗器電抗的計算

電抗器的額定電抗除額定容量再打九折。例：

有一電抗器U=6KV I=0.3KA 額定電抗X=4%。

額定容量S=1.73*6*0.3=3.12MVA，電抗器電抗X*={4/3.12}*0.9=1.15

電抗器容量單位：MVA

【4】架空線路及電纜電抗的計算

架空線：6KV，等于公里數;10KV，取1/3;35KV，取3%。

電纜：按架空線再乘0.2。例：

10KV 6KM架空線，架空線路電抗X*=6/3=2

10KV 0.2KM電纜.電纜電抗X*={0.2/3}*0.2=0.013.

這里作了簡化,實際上架空線路及電纜的電抗和其截面有關,截面越大電抗越小.

【5】短路容量的計算

電抗加定，去除100。

例：已知短路點前各元件電抗標么值之和為 X*∑=2，則短路點的短路容量

Sd=100/2=50MVA.

短路容量單位：MVA

【6】短路電流的計算

6KV，9.2除電抗;10KV，5.5除電抗;35KV，1.6除電抗;110KV，0.5除電抗。0.4KV，150除電抗

例：已知一短路點前各元件電抗標么值之和為 X*∑=2，短路點電壓等級為6KV，則短路點的短路電流 Id=9.2/2=4.6KA。

短路電流單位：KA

【7】短路沖擊電流的計算

1000KVA及以下變壓器二次側短路時：沖擊電流有效值Ic=Id，沖擊電流峰值ic=1.8Id;

1000KVA以上變壓器二次側短路時：沖擊電流有效值Ic=1.5Id，沖擊電流峰值ic=2.5Id。

例：已知短路點{1600KVA變壓器二次側}的短路電流Id=4.6KA，則該點沖擊電流有效值Ic=1.5Id=1.5*4.6=7.36KA，沖擊電流峰值ic=2.5Id=2.5*4.6=11.5KA。

可見短路電流計算的關鍵是算出短路點前的總電抗{標么值}，但一定要包括系統電抗。

舉例分析

系統見下圖。由電業部門區域變電站送出一路10KV架空線路，經10KM后到達企業變電所，進變電所前有一段200m的電纜，變電所設一臺1600KVA變壓器，求K1、K2點的短路參數。

系統容量: S=1.73*U*I=1.73*10.5*31.5=573 MVA，用以上口訣，很容易求得各電抗標么值，一共有4個：

系統電抗 X0=100/573=0.175

10KM,10KV架空線路電抗 X1=10/3=3.333

200M,10KV 電纜線路電抗 X2=(0.2/3)*0.2=0.133

1600KVA 變壓器電抗 X3=4.5/1.6=2.81

請注意：以上電抗都是標么值(X*)

將每一段電抗分別相加，得到K1點總電抗=X0+X1=3.51，K2點總電抗=X0+X1+X2+X3=6.45。再用口訣即可算出短路電流。

用口訣算和用第3節公式算有什么不同 ?

用口訣算出的是實名制單位kA，MVA。而用公式算出的是標么值。

細心的人一定會看出，計算短路電流口訣中的系數 150、9.2、5.5、1.6。實際上就是各級電壓基準值，只是作了簡化，準確計算應該是144、9.16、5.5、1.56。

有了短路參數有什么用?

短路參數是驗算開關的主要參數。例：這臺1600KVA變壓器低壓總開關采用M25，N1。額定電流2500A，額定分斷電流55KA。

驗算：變壓器額定電流為2253A

開關額定電流>變壓器額定電流;開關額定分斷電流>短路電流Id，驗算通過。

審核編輯：湯梓紅。