变电站

IEC 60909 短路电流计算器

三相初始对称 (I"k)、峰值 (ip)、遮断 (Ib) 和稳态 (Ik) 短路电流。电网电源、变压器、电缆和电动机贡献。

IEC 60909-0:2016 IEC 60076-1 IEC 60947-2 EN 50160

预设

电网电源（网络阻抗）

电网短路容量 Sk" (MVA)

电网 X/R 比

电压系数 c

Un (kV)

c_max = 1.10 用于最大短路电流

变压器

变压器额定容量 (MVA)

短路电压 ukr% (额定容量)

铜耗 pkr (kW)

变压器 X/R 比

留空则从 ukr% 和 X/R 推导 R_T

电缆 / 馈线贡献

包含电缆贡献

电缆 R 每相 (Ω/km)

电缆 X 每相 (Ω/km)

电缆长度 (m)

每相并联导体数

本地电动机负荷

包含电动机贡献

电动机额定容量 (MVA)

电动机次暂态电抗 Xm (%)

电动机 X/R 比

设备责任检查

断路器对称额定电流 (kA)

触头分开时间 (ms)

—

总故障阻抗 (Ω)

—

I"k — 初始对称 (kA)

—

ip — 峰值短路 (kA)

—

Ib — 遮断电流 (kA)

—

Ik — 稳态 (kA)

—

κ — 峰值系数

—

母线 X/R 比

阻抗分解

网络 R (Ω) —

网络 X (Ω) —

变压器 R (Ω) —

变压器 X (Ω) —

电缆 R (Ω) —

电缆 X (Ω) —

总 R (Ω) —

总 X (Ω) —

阻抗图 (Ω)

导出

网络阻抗 ▸

Zq = c · Un² / Sk"   (IEC 60909-0 §4.2.2)

电网电源阻抗代表电源强度。

变压器阻抗 ▸

ZT = ukr% · Un² / SrT   (IEC §4.2.4)

变压器阻抗由额定电流下的 ukr% 定义。

峰值短路电流 ▸

ip = κ · √2 · I"k   (IEC §4.3.1)
κ = 1.02 + 0.98 · e^(−3R/X)

ip 是短路电流的第一个峰值。

设备责任检查 ▸

Ib ≤ Icw (对称额定)
ip ≤ 2.5 · Icw (低压设备)

断路器按对称遮断电流 (Icw) 和峰值合闸电流额定。

标准与参考 ▸

• IEC 60909-0:2016

• IEC 60076-1

• IEC 60947-2

• EN 50160

常见问题

电压系数 c 代表什么？ +

电压系数 c 考虑了故障时系统电压与标称电压的偏差。

峰值系数 κ 如何计算？ +

IEC 60909-0 §4.3.1: κ = 1.02 + 0.98 · e^(−3R/X)。

何时包含电缆贡献？ +

电缆贡献对长馈线末端故障很重要。

Ib 和 Ik 的区别是什么？ +

Ib（对称遮断电流）是触头分开时的电流。

低压断路器峰值额定值的 2.5× 规则是什么？ +

IEC 60947-2 表 H.1 定义低压断路器的峰值系数为 2.5。

电动机如何贡献短路电流？ +

异步电动机因其次暂态电抗 Xm 注入短路电流。