短路电流示例计算

一．概述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) 37 10.5 6.3 0.4 因为S=1.73*U*I 所以IJZ (KA)1.56 5.5 9.16 144
(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 MV A 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/IJ Z
（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。

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=692
MVA，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{6 KV}，4.5 除变压器容量。

例：一台35KV 3200KVA 变压器的电抗X*=7/3.2=2.1875
一台10KV 1600KVA 变压器的电抗X*=4.5/1.6=2.813 变压器容量单位：MVA 这里的
系数10.5，7，4.5 实际上就是变压器短路电抗的％数。

不同电压等级有不同的值。

【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*
={4/3.12}*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％0 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*={0.2/3}*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=50 MVA。

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; 110K
V，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
5.举例系统见下图。

由电业部门区域变电站送出一路10KV 架空线路，经10KM 后到达企业变电所，进变电所前有一段200M 的电缆。

变电所设一台1600KVA 变压器。

求K1，K2 点的短路参数。

系统图电抗图合并电抗图系统容量: S=1.73*U*I=1.73*10.5*31.5=573 MVA 用以上口诀，
很容易求得各电抗标么值，一共有4 个。

系统电抗X0=100/573=0.175 10KM，10KV 架
空线路电抗X1=10/3=3.333 200M，10KV 电缆线路电抗X2=(0.2/3)*0.2=0.133
1600KVA 变压器电抗X3=4.5/1.6=2.81 请注意:以上电抗都是标么值(X*) 将每一段电抗
分别相加，得到K1 点总电抗=X0+X1=3.51 K2 点总电抗=X0+X1+X2+X3=6.45 (不是
2.94 !) 再用口诀，即可算出短路电流U (KV)X*Id (KA)IC (KA)ic (KA)Sd (MVA) 口诀
5.5/X*1.52* Id2.55 Id100/X* K110.53.511.562.374.028.5 口诀150/X*1.52*Id2.55
Id100/X* K20.46.4523355915.5 用口诀算和用第3 节公式算有什么不同? 用口诀算出
的是实名制单位，KA，MVA，而用公式算出的是标么值。

细心的人一定会看出，计算短路电流口诀中的系数150、9.2、5.5、1.6。

实际上就是各级电压基准值。

只是作了简化。

准确计算应该是144、9.16、5.5、1.56。

有了短路参数有什么用? 是验算开关的主要参数。

例:这台1600KVA 变压器低压总开关采用M25，N1。

额定电流2500A，额定分断电流55KA。

验算: 变压器额定电流
为2253A 开关额定电流>变压器额定电流; 开关额定分断电流>短路电流Id。

验算通过。