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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。

输入数据

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。

结论未计算

尚未计算 —— 请填好输入数据后按「计算短路水平」。

三个关键数
低压母线 I″k
—kA
冲击峰值 ip(低压)
—kA
低压母线 S″k
—MVA
计算图
短路电流
I″k(中压侧)
—kA
I″k(低压侧)
—kA
I″k 最小(中压侧)
—kA
I″k 最小(低压侧)
—kA
三相短路 I″k3
—kA
两相短路 I″k2
—kA
两相接地 I″k2g
—kA
单相接地 Ik1
—kA
电机反馈
—kA
交流分量包络峰值
—kA
采用的 X/R
—
X/R 来源
—
阻抗分解 Z_Q / Z_T / Z_line
尚未计算 —— 按「计算短路水平」后本图才有数据。
各故障类型的初始短路电流
尚未计算 —— 按「计算短路水平」后本图才有数据。
直流分量衰减 i_dc(t)
尚未计算 —— 按「计算短路水平」后本图才有数据。
序阻抗 Z1 / Z2 / Z0
尚未计算 —— 按「计算短路水平」后本图才有数据。
短路回路阻抗
Z_Q 电网(折算低压侧)
—Ω
Z_T 变压器(折算低压侧)
—Ω
Z_line 电缆(折算低压侧)
—Ω
短路回路总阻抗 Zk(折算低压侧)
—Ω
开断电流与冲击峰值
冲击峰值 ip(中压侧)
—kA
冲击峰值 ip(低压侧)
—kA
开断电流 Ib(低压)
—kA
短路容量 S″k
—MVA
开断时刻容量
—MVA
冲击系数 κ(低压)
—
直流时间常数 τ
—ms
开断时间 t_clear
—s
序网
Z1 正序
—Ω
Z2 负序
—Ω
Z0 零序
—Ω
Z0 / Z1
—
依据与来源

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。

显示 11 条 / 共 11 条

短路电流与保护 · 9
Ik[kA(有效值)]短路电流与保护

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。

Ik1[kA(有效值)]短路电流与保护

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。

ip[kA(峰值)]短路电流与保护

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。

κ[无量纲(1.0–2.0)]短路电流与保护

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。

X/R[无量纲]短路电流与保护

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。

Ssc[MVA]短路电流与保护

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。

c[无量纲]短路电流与保护

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。

i_dc[kA]短路电流与保护

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"。

t_clear[s(或 ms)]短路电流与保护

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。

变压器与开关设备 · 2
uk%[%(归算到额定电流与参考温度)]变压器与开关设备

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。

Dyn11[代号,如 Dyn11 / YNyn0]变压器与开关设备

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)。