低压短路电流计算方法
低压系统短路电流的计算
低压系统短路电流的计算概述：一、基本概念1.短路电流：电力系统中在电气设备两个相或相与地之间产生的短路电流。
2.非感性负荷：电阻负荷和感性负荷的总和。
3.短路阻抗：电力系统在短路点的阻抗。
4.X/R比：电力系统短路时，电感阻抗与电阻的比值。
二、计算方法1.对称短路电流计算对称短路电流计算是指短路时三相之间电气参数相等，无损耗和非感性负荷的情况下的短路电流计算。
1.1系统等效短路电流计算方法该方法适用于系统短路电流的初步估算，一般采用简化的计算模型。
1.1.1电抗率法通过系统的等效电抗率和额定电流来计算短路电流。
电抗率与系统电抗的比为系统等效电抗率。
短路电流的计算公式为：Isc = K × In其中，Isc为短路电流，K为系统等效电抗率，In为额定电流。
采用一个合适的变比将电源侧的短路电流转换到负荷侧。
定比法适用于主变电站、变电站等。
1.2单相短路电流计算方法单相短路电流计算是指只考虑一相短路时的电流值。
1.2.1滑块法通过测量一相的电压、电流和功率因数，并利用滑块器计算短路电流。
该方法适用于事故现场的短路电流测量。
1.2.2暂态法通过测量电流波形的快速变化以及额定电流计算短路电流。
该方法适用于有标称线路电压的暂态短路。
2.不对称短路电流计算不对称短路电流计算是指考虑非感性负荷、非对称运行和非对称故障时的短路电流计算。
不对称短路电流计算需要引入负荷的电抗率和相角、电源的电抗率和相角等因素。
2.1非对称短路电流计算方法非对称短路电流的计算一般采用叠加法或K方法。
2.1.1叠加法将正序短路电流、负序短路电流和零序短路电流分别计算后，再进行叠加得到总的不对称短路电流。
K方法是一种通过电抗率和相角来计算不对称短路电流的方法。
具体计算步骤较为复杂，需要手动计算。
三、简化计算方法除了上述详细的计算方法外，还存在一些简化的计算方法。
例如，利用已知的短路电阻和短路电压、安培-欧姆定律、Thévenin定理等。
低压三相短路电流计算
目录一、低压短路电流计算 (2)1、三相短路电流周期分量计算 (2)2、三相短路冲击电流计算 (2)3、三相短路电流第一周期（0.02S）全短路电流有效值计算 (3)4、电动机晶闸管装置对短路电流的影响 (3)二、配电变压器出口侧总断路器的短路校验 (14)1、额定短路分断能力（I cn）的校验 (14)2、额定短路接通能力（I cm）的校验 (15)3、额定短时耐受电流（Icw）的校验 (16)TaZ eI 01.0''*2-TaeKch 01.01-+=Tae01.0-εεR X Ta 314=一、 低压短路电流计算1、 三相短路电流周期分量计算三相短路电流周期分量按下式计算：式中I Z ’’ …………三相短路电流周期分量有效值，KA ； Up …………低压网络平均额定线电压，Up 取400V ；Z ε …………每相总阻抗,m Ω； R ε …………每相总电阻,m Ω； X ε …………每相总电抗,m Ω。
低压网络一般以三相短路电流为最大，与中性点是否接地无关。
2、 三相短路冲击电流计算电源供给的短路冲击电流值，按下式计算：式中 i chx …………………三相短路冲击电流，KA ；………………三相短路电流周期分量的峰值，KA ；…………三相短路电流非周期分量，KA ； …………三相短路电流冲击系数；………………三相短路电流非周期分量衰减系数；………………三相短路电流非周期分量衰减时间常数，S 。
)11(*322''------------------+=εεX R Up I Z )21(**2)1(2*2*2''01.0''01.0''''-----=+=+=--Z TaZ TaZ Z chx I Kch eI e I I i ''2ZI如果电路内只有电抗(R ε=0)，则Ta=∝，Kch=2，即短路电流非周期分量不衰减。
04-低压短路电流计算课件
短路电流速查表
详见附录 第67页
Schneider Electric - LVFDI training – Chen Xiliang – 201503 17
两台变压器并联运行时的短路
● 思考题： ● 两台同容量变压器并联运行，变压器低压侧短路电流为25KA ● 确定进线及馈线断路器的分断能力
D1
分断能力校验
●断路器分断能力应不小于预期最大短路电流 Ics (Icu)＞Iscmax Icu－断路器极限短路分断能力 Ics－断路器运行短路分断能力 Iscmax－安装点预期最大短路电流
Schneider Electric - LVFDI training – Chen Xiliang – 201503 3
Schneider Electric - LVFDI training – Chen Xiliang – 201503 10
阻抗法计算短路电流
Schneider Electric - LVFDI training – Chen Xiliang – 201503 11
短路电流的计算方法（续）
●合成法： 当不掌握电源参数时，可以根据回路首端已知的短路电流，
Isc1=
U/ 3 Zsc + ZLn
Isc (0)=
U/ 3 Zsc + Z (0)
9
短路电流的计算方法
●阻抗法： 用于计算三相系统中任一点的短路电流，该方法具有高的
计算精度
Isck =
U20 = 3 Zk
U20 3 Rk2 + Xk2
U20: 变压器二次侧空载线电压 Zk : 故障点电源侧每相总阻抗
Schneider Electric - LVFDI training – Chen Xiliang – 201503 5
低压系统短路电流的计算
低压系统短路电流的计算一、低压系统短路电流的定义低压系统短路电流是指在电力系统中出现短路故障时，电路中的电流急剧增大，达到最大值的电流。
通常情况下，短路电流可以分为对称电流和不对称电流。
对称电流是指短路电流的三个相位之间的电流幅值相等，相位角相差120度，是对称的。
而不对称电流是指短路电流的三个相位之间的电流幅值和相位角不相等，是不对称的。
二、低压系统短路电流的计算方法1.全电气法全电气法是通过全部的电气参数来计算短路电流的方法，可以精确计算短路电流的大小和波形。
其计算步骤如下：(1) 短路电流的基本公式为：Isc=U/Z，其中Isc为短路电流，U为电压，Z为总阻抗。
(2)计算电源电压：U=Un*1.05，其中Un为额定电压。
(3)计算负荷侧电压：Uf=Un*1.05*UF，其中Un为额定电压，UF为负荷变压器的变比。
(4)计算变压器阻抗：Zt=(Zp*左箭头Uf^2)/P，其中Zp为变压器的阻抗，左箭头表示反箭头。
(5)计算线路阻抗：Zl=Rl+左箭头Xl，其中Rl为线路的电阻，Xl为线路的电抗。
(6)计算电压降：∆U=左箭头Uf*Zt/(Zt+Zl)，其中左箭头Uf为电压的发生器。
(7)计算短路电流：Isc=∆U/(Zt+Zl)，其中∆U为电压降。
(8)计算短路电流的对称分量。
2.阻抗法阻抗法是通过系统的等值视为许多等效电阻串联来计算短路电流的方法，简化了计算过程。
其计算步骤如下：(1)确定总接线方式：单相式、三相四线式、三相三线式。
(2)计算设备的最小对称短路容量。
(3)计算电阻和电抗的等效值。
(4)确定短路发生位置，选择发生最大短路的点。
三、低压系统短路电流的影响因素1.电源容量：电源的容量越大，短路电流也越大。
2.发电机励磁特性：励磁特性的增加将使短路电流增大。
3.电源内阻：电源内阻越小，短路电流越大。
4.电源电压：电源电压的升高将使短路电流增大。
5.发电机的发电能力：发电机的发电能力和同步电机、逆功率保护的设备容量成正比，其短路电流也将增加。
低压系统短路电流计算和断路器选择
低压系统短路电流计算与断路器选择低压系统短路电流计算是电气设计中的一项重要组成部分，计算数据量大，过程繁琐，设计人员大多以经验估算，常常影响设计质量，甚至埋下安全隐患。
本文拟在通过对低压短路电流的计算简述以与实例介绍，说明低压断路器的选择与校验方法。
在设计中，短路电流计算与断路器选择的步骤如下：①简单估算低压短路电流；②确定配电中心馈出电缆满足热稳定的最小截面；③选择合适的低压断路器；④合理选择整定值，校验灵敏度与选择性。
1.低压短路电流估算1.1短路电流的计算用途短路电流的计算用途主要有以下几点：①校验保护电器的整定值，如断路器、熔断器的分断能力应大于安装处最大预期短路电流。
②确定保护电器的整定值，使其在短路电流对开关电器与线路器材造成破坏之前切断故障电路。
③校验开关电器与线路器材的动热稳定是否满足规X和实际运行的要求。
1.2短路电流的计算特点短路电流计算的特点：①用户变压器容量远小于系统容量，短路电流周期分量不衰减。
②计入短路各元件有效电阻，但不计入元件与设备的接触电阻和电抗。
③因线路电阻较大，不考虑短路电流非周期分量的影响。
④变压器接线方式按D、yn11考虑。
1.3短路电流的计算方法短路电流计算的方法：式中 I k——三相短路电流或单相短路电流kA；Z k——短路回路总阻抗mΩ（包括系统阻抗、变压器阻抗、母线阻抗与电缆阻抗等，其中阻抗还包括电阻、电抗、相保电阻、相保电抗）U——电压V（用于三相短路电流时取230，用于单相短路电流时取220）1.4短路电流的计算示例下面通过X例来叙述低压短路电流的计算过程。
分析结论①系统容量一般为固定值，变压器出口短路电流取决于变压器容量与阻抗电压百分数。
变压器容量越大，短路电流也越大。
②设备端的短路电流取决于电缆的阻抗，即截面大小，截面越大，短路电流也越大。
2.配电中心馈出电缆的最小截面断路器应该在短路电流对电缆与元器件产生的热效应与机械力危害之前分断短路回路。
低压短路电流计算方法
低压短路电流计算方法1.叠加法：叠加法是指根据电路的拓扑结构将电流按照一定规律分解为各个分支的电流，然后将分解得到的电流叠加起来得到总短路电流。
具体步骤如下：a.将电路进行拓扑分析，识别主要的电流路径和分支。
b.对于每个独立的电流路径，根据欧姆定律计算分支电流。
c.将所有的分支电流按照一定规律叠加起来得到总短路电流。
2.阶梯法：阶梯法是一种逐步逼近的计算方法，通过多次迭代计算来逐渐接近准确的短路电流值。
具体步骤如下：a.将电路按照一定的分段长度进行划分。
b.对于每个分段，根据该分段的阻抗和电压计算出该分段的短路电流。
c.将所有的分段电流按照一定规律相加得到总短路电流。
d.如果总短路电流与目标值相差较大，则根据目标值和当前计算出的电流值之间的比例关系，适当调整分段长度，重新计算得到更接近目标值的短路电流。
e.重复上述步骤，直到计算出的短路电流与目标值相差较小为止。
3.复杂阻抗法：复杂阻抗法是一种基于阻抗的计算方法。
在复杂阻抗法中，电路中的各个元件以及其连接方式都被看作是阻抗，根据电路中各个元件的阻抗和连接方式计算出整个电路的阻抗，然后通过欧姆定律计算出电流。
具体步骤如下：a.将电路的各个元件和连接方式视为阻抗。
b.根据不同的电源类型，将电源的阻抗和电动势视为已知量。
c.根据电路中各个元件的阻抗和连接方式计算出整个电路的复阻抗。
d.根据欧姆定律和基尔霍夫定律，利用复阻抗和电源的复电动势计算出电流。
以上就是低压短路电流计算的三种常用方法。
在实际应用中，根据电气系统的特点和计算要求，选择合适的方法进行电流计算，确保电气设备的稳定运行和系统的可靠性。
短路电流的计算1
短路电流的计算低压电网的短路电流计算：1.短路电流周期分量的计算：变压器电抗的计算：Xb=•(Ω)式中：Ud%——变压器短路阻抗Ue ——变压器高压侧额定电压（kV）Se ——变压器额定容量（kVA）2.三相短路电流周期分量的计算：I(3)``= (kA)按照上式计算出的短路电流系变压器低压短路、高压侧的短路电流数值，按电压比关系可换算成低压侧的短路电流。
低压电网一般以三相短路电流为最大，并与中性点是否接地无关。
短路全电流最大有效值及短路冲击电流。
在低压电网中，一般不允许忽略电阻，因此短路电流非周期分量比高压电网衰减快得多，故短路电流最大有效值及短路冲击电流与周期分量比值一般不太大。
短路冲击电流：ich=KI″K值一般取1.7～2.2短路全电流最大有效值：Ich=KI″ K值一般取1.05～1.303.电动机的反馈电流当短路连接有单位容量为20kW以上异步电动机时，还应考虑由电动机反馈供给的反馈冲击电流和反馈全电流最大有效值。
电动机的反馈冲击电流按下式计算可得：Ich=6.5Kch Ied4.电动机的反馈全电流最大有效值可按下式计算：Ich=3.9Kch IedIed——电动机额定电流Kch——短路电流冲击系数，低压电动机取1。
以上简明解析，供参考。
这本身就不是一个简单的事！你既然用到短路电流了，就肯定不是初中阶段的计算了吧所以你就不用找省劲的法子了当然你也可以找个计算软件嘛就不用自己计算了供电网络中发生短路时,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大.只要计算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,而忽略其电阻;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,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.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.在介绍简化计算法之前必须先了解一些基本概念.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(Ω)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 =100 MVA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,例: UJZ (KV)3710.56.30.4因为S=1.73*U*I 所以IJZ (KA)1.565.59.16144(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200 MVA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/IJZ3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,再用以上公式计算短路电流; 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.4．简化算法【1】系统电抗的计算系统电抗，百兆为一。
低压系统短路电流计算和断路器整定
第28卷 第6期2021年6月仪器仪表用户INSTRUMENTATIONVol.282021 No.6低压系统短路电流计算和断路器整定庄 馨，张 浩（北京石油化工工程有限公司，北京 100107）摘 要：短路故障是电气故障中最常见、危害最大的一类，短路电流计算是低压配电系统设计的重要环节之一。
石油化工工程项目设计中，用电设备特别是电动机的功率都较大，发生短路时，往往需要考虑电动机反馈电流的影响。
因此，短路电流的计算及断路器的整定变得较为复杂。
本文拟在通过对低压系统短路电流的计算以及结合工程项目实例，说明存在大功率异步电动机的低压系统中断路器的选择整定及校验方法。
关键词：短路电流；断路器整定；过电流脱扣器；异步电动机中图分类号：TM74 文献标志码：ACalculation of Current in Short-Circuit and Setting of CircuitBreaker for Low Voltage SystemZhuang Xin ，Zhang Hao（Beijing Petrochemical Engineering Co., LTD., Beijing, 100107,China）Abstract：Short circuit fault is the most common and harmful electrical fault. The short-circuit current calculation is an import part of the low voltage distribution system design. In petrochemical engineering project design, the power of electric equipment, especially motor, is very high. When short circuit occurs, the influence of motor feedback current should be considered. Therefore, the calculation of short circuit current and the setting of circuit breaker become more complicated. This paper explains the setting and calibration method of circuit breaker in low voltage system with high power asynchronous motor by the calculation of low-volt-age system short-circuit current and combined with the engineering project example.Key words：short-circuit current；circuit breaker setting；overcurrent release；asynchronous motorDOI:10.3969/j.issn.1671-1041.2021.06.007文章编号：1671-1041(2021)06-0033-050 引言在三相交流系统中，短路电流值因短路类型及短路点发生的位置不同而有较大差异。
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一、短路原因及危害
短路是电力系统中常见的故障之一，它是指供配电系统中相导体之间或者相导
体与大地之间不通过负载阻抗而直接电气连接所产生的。
产生短路电流的主要
原因有绝缘老化或者机械损伤；雷击或高电位浸入；误操作；动、植物造成的
短路等。
发生短路时会产生很大的短路电流，短路电流会产生很大的电动力和
很高的温度，也就是短路的电动效应和热效应，可能会造成电路及电气装置的
损坏；短路将系统电压骤减，越靠近短路点电压越低，严重影响设备正常运行；还有发生短路后保护装置动作，从而造成停电事故，越靠近电源造成停电范围
越大；对于电子信息设备可能会造成电磁干扰。
短路电流可以分为：三相短路，两相短路，单相短路。
两相短路分为相间短路和两相接地短路。
单相短路可以
分为相对地短路和相对中性线短路。
一般三相短路电流值最大，单相短路电流
值最小。
二、计算短路电流的意义
1 选择电器。
《低压配电设计规范》GB 50054—2011第3.1.1的5和6条关
于选择低压电器需要考虑短路电流的有关规定如下：
电器应满足短路条件下的动稳定与热稳定的要求；
用于断开短路电流的电器应满足短路条件下的接通能力和分断能力。
2 选择导体。
《低压配电设计规范》GB 50054—2011第3.2.2的3条关于选
择电缆需要考虑短路电流的有关规定如下：
导体应满足动稳定与热稳定的要求；
3 断路器灵敏度校验。
《低压配电设计规范》GB 50054—2011第6.2.4条关于低压断路器灵敏度校验有关规定如下：
当短路保护电器为断路器时，被保护线路末端的短路电流不应小于断路器瞬时或短延时过电流脱扣器整定电流的1.3倍。
4 根据 IEC60364-434.2 和IEC60364-533.2 条文中的规定，必须计算在回路首端的预期最大短路电流和回路末端的预期最小短路电流。
5 预期最大短路电流用在：断路器的分断能力；电器的接通能力；电气线路和开关装置的热稳定性和动稳定性。
6 预期最小短路电流主要用在：断路器脱扣器和熔断器灵敏度校验。
三、实用低压短路电流计算低压系统的短路计算，应计入短路电路各元件的有效电阻，但短路点的电弧电阻、导线连接点、开关设备和电器的接触电阻可忽略不计。
低压短路电流的计算宜采用有名值法。
1 配电变压器低压侧出口短路电流计算
配电变压器低压侧出口短路电流计算公式可以按照19DX101-1《建筑电气常用数据》15-3页，如下所示。
上面公式可用于主配电柜三相短路电流计算，用于校验主配电柜中断路器在短路条件下的分断能力和接通能力，用于校验主配电柜中母排的热稳定性和动稳定性。
比如三相电力变压器S=2000KVA,10/0.4KV，变压器阻抗电压Uk=6%，计算变压器二次侧预期三相短路电流。
根据上面公式可得Ik=144.34×2000/1000/6=48.14kA。
2 低压电力电缆末端短路电流计算
上述来自9DX101-1《建筑电气常用数据》15-5页。
还可以用下面方法计算出低压线路末端短路电流。
当不掌握电源参数时，可以根据回路首端已知的短路电流，计算回路末端的短路电流。
如下图所示主接线图，变电所母线预期三相短路电流为50kA，出线电缆为铜芯交联电缆，截面185mm2，长度50m，请估算下级配电柜预期三相短路电流值？通过查《工业与民用供配电设计手册》（第四版）表9.4-19，可以计算出AB 段电缆回路阻抗越为0.007欧姆。
代入上述公式可得Ik=50×220/
（220+0.007×50000）=19.3kA
四、总结1 短路电流计算按照金属性短路进行计算，一般情况下，三相短路电流最大，单相接地短路电流最小。
2 低压系统短路电流计算易按照有名值法。
3 预期最大短路电流可用于校验电气设备的热稳定性、动稳定性、分断能力和耐受能力，校验导体的热稳定性、动稳定性等；预期最小短路电流可用于短路保护设备灵敏度校验。