短路容量与阻抗速查
输入上级短路容量 S″kQ 与变压器铭牌数据,按 IEC 60909-0 等效电压源法给出初始对称短路电流 I″k、冲击电流 ip、开断电流 Ib 与短路回路阻抗 Zk。输入不支持的量一律显「不可用」,绝不显示 0。
已预填示例算例:中压电网 10 kV、S″kQ = 500 MVA、变压器 1000 kVA / uk = 6 % / Dyn11、低压母线 0.4 kV、无出线电缆。请按实际工程改写 —— 下面每一个数都由引擎算出,本页不做任何计算。
必答建议左条配色:蓝 = 必答,金 = 建议;可选与高级字段默认折叠。
尚未计算 —— 请填好输入数据后按「计算短路水平」。
IEC 60909-0:2016 等效电压源法:I″k = c·Un/(√3·Zk);冲击峰值 ip = κ·√2·I″k,κ = 1.02 + 0.98·e^(−3·R/X);开断电流 Ib = μ·q·I″k,直流时间常数 τ = (X/R)/(2πf)。
电压系数 c(IEC 60909-0 表 1):Un 大于 1 kV 取 1.10(最大)/ 1.00(最小);Un 不超过 1 kV 取 1.05(最大)/ 0.95(最小)。
电网等效阻抗 Z_Q = Un²/S″kQ,折算到故障侧;平台缺省口径下 c 不并入 Z_Q,只在电流式的分子上乘一次。
变压器阻抗 Z_T = (uk/100)·Un²/Sn,折算到低压侧。uk 未填时引擎会回落到干式 / 油浸典型值,故本页把 uk 列为必答输入,不用默认值替代。
本页自身不做任何计算:所有数值都来自引擎模块 shortcircuit-60909.js(IEC 60909 等效电压源法),经标准设计接口取回 —— 本页只把你的输入映射成请求,并呈现引擎返回。
示例算例:中压电网 10 kV / S″kQ = 500 MVA,变压器 1000 kVA / uk = 6 % / Dyn11,低压母线 0.4 kV,无出线电缆、无电机负荷。手算依据:Z_Q = 10²/500 = 0.2 Ω,Z_T = 0.06·0.4²/1 = 0.0096 Ω,Zk = 0.00992 Ω;取 c = 1.05(低压侧)得 I″k = 1.05·0.4/(√3·0.00992) = 24.44 kA。
每条给:一句话工程定义 · 单位 · 为何重要(对选型与报价的影响)。可搜索、按主题分组、默认折叠。
本页所有 ? 号都就地打开同一份释义 —— 不用跳页。
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故障点的三相短路电流初始对称有效值(IEC 60909-0):网络以 c·Un/√3 等效电压源向金属性三相短路点馈出的电流有效值。
为何重要: 它是所有设备规格的比对标尺 —— Icw、开断能力、电缆热稳定校核都拿它比。Ik 估小,报出去的柜子在第一次故障时就被烧毁;Ik 估大,客户为用不到的规格多付钱。
单相接地短路电流(IEC 60909-0):除正序、负序外还要计入零序阻抗 Z0 才得到。
为何重要: 它决定接地保护的整定与中性点/接地回路的耐受规格。随变压器联结组别与接地方式不同,Ik1 可能小于也可能大于三相 Ik,不能默认等于 Ik。
短路电流峰值 ip = κ·√2·I″k(IEC 60909-0):故障发生后约半个周波达到的最大瞬时值。
为何重要: 母线、电缆固定件与设备接线端子上的电动力由它决定 —— 要拿它比设备额定峰值耐受电流 Ipk。只报 Ik 不报 ip,等于没校核开关柜的动稳定。
冲击系数 κ = ip /(√2·I″k):首个峰值与有效值之比,IEC 60909-0 由等效阻抗的 R/X 算出。
为何重要: 它是把电流换算成机械力的那个系数。感性网络(低压电缆、变压器)会把 κ 推向 2.0、把峰值电动力抬高 —— 所以 ip 不能由 Ik 想当然地推出来。
故障点等效电抗与等效电阻之比(IEC 60909-0)。
为何重要: 它一次决定两件事:冲击系数 κ(进而 ip)与直流分量的衰减速度。X/R 大(感性低压馈线、发电机电源)意味着峰值更高、直流暂态持续更久,断路器必须在这种条件下开断。
接入点上级电网的短路容量 Ssc = √3·Un·I″k,或等效的电源侧阻抗。
为何重要: 它是判断"电网够不够刚"的唯一输入。没有它就算不出任何短路电流 —— 必须向供电部门索取(或明确标注假设值),否则开关设备无法报价。
短路计算的电压系数 c(IEC 60909-0 表 1):故障点假设电压与标称电压之比 —— 算最大电流取 c > 1,算最小电流取 c < 1(低压 1.05 / 0.95;高压 1.10 / 1.00)。
为何重要: 它是计算里显式的安全裕度:最大电流系数决定你要报的设备规格,最小电流系数决定保护灵敏度。取错会让 Ik 变动几个百分点,而报告里若不打印这个系数,客户根本看不出来。
短路电流的直流(非周期)分量,i_dc = √2·I″k·e^(−ωt·R/X)(IEC 60909-0):叠加在对称分量上的衰减偏置。
为何重要: 它决定断路器触头分开瞬间还要多开断多少电流,也是"为什么需要的开断能力高于 I″k"的原因(靠近发电机、快速故障时尤为明显)。报价里它体现为"含直流分量 x% 的额定开断能力"。
保护清除时间:从故障发生到电弧熄灭的总时间 = 继电器检测 + 故意延时 + 断路器动作时间。
为何重要: 电弧闪光研究里入射能量与它几乎成正比,PPE 等级就是按它选的。把清除时间减半通常就把能量减半、把 PPE 降一档 —— 这是直接的运维成本项。
变压器短路阻抗电压 uk%:把低压绕组短路、让其流过额定电流所需的原边电压,用额定电压的百分数表示(IEC 60076-1)。
为何重要: 它同时决定两件事:低压侧短路水平(近似 I″k ≈ In / uk)与带载压降。这是典型的报价级权衡 —— uk 取大,短路电流小、下游开关设备更便宜,但压降与损耗变大。报价时必须与变压器容量一起给出。
变压器联结组别:两侧绕组接线方式 + 两侧线电压之间的相位位移,例如 Dyn11 = 高压三角接、低压星接并引出中性点、相位位移 11×30°(IEC 60076-1 连接组标号)。
为何重要: 它决定相位差、有没有中性点可做接地保护、零序电流能不能流通 —— 同一台容量的变压器,用 YNyn0 代替 Dyn11,单相接地电流与整套保护方案都不一样。
本页是单一等效电源的工程估算级结果。最大 / 最小运行方式(IEC 60909-0 远离发电机 / 近发电机工况)与多电源并联叠加需要完整网络拓扑 —— 这类计算请走「短路与设备校核」栏目(需载入方案)。