- 頭條計算低壓側短路電流時，很容易忽略的一個問題2022-01-03 作者：馬驍 | 來源：《電氣技術》 | 點擊率：導語電氣設計中，有時一個微小的失誤就會造成很大的錯誤。如果僅憑經驗選型，很容易在選擇微型斷路器等設備時選錯型號。作者記述了本人在短路電流計算中遇到的一個小問題及引發的思考。
在工廠和建筑電氣設計中，6或10kV/0.4kV系統是典型的應用系統。經常涉及到系統三相短路電流的計算：如校核或選擇設備的耐沖擊電流，選擇斷路器的開斷電流等。計算短路電流就少不了計算系統各組成部分如系統電源、線路、變壓器等的阻抗。
在計算短路電流時，高壓線路長度誤差幾十米對結果都影響不大，無論短路點在變壓器高壓側還是低壓側。但在計算變壓器低壓側短路時，低壓側線路阻抗卻不容大意，因為長度或規格的不大差別可能使短路電流計算結果差別甚大。
而在實際工作中，很多人并未計算這段變壓器低壓側的短路電流，就選擇配電箱的微型斷路器了。這樣只是憑經驗的做法，有時會導致斷路器的電氣設備選擇可能會增加一個等級，加大設備投資；或減少一個等級，造成更大的問題。下面以一實例說明：
如圖所示 ，Q 處三相短路電流為I “Q=34.16kA，系統與變壓器T 之間以一根3x120mm2的6kV 交聯電纜連接，長80m 。變壓器低壓側出線至配電室之間用5m 長的低壓鋁母線3[2*(125x10)]+125x10 mm2連接，低壓母線引出一根5×4 mm2的電纜至室內一配電箱。求E處的三相短路電流。
按有名值計算系統阻抗（已歸算到變壓器低壓側）：
線路 L1 阻抗歸算到變壓器低壓側，查手冊可知 6kV 規格為3x120mm2 交聯電纜的單位阻抗為：
線路L2 阻抗
查手冊可知鋁母線3[2*(125x10)]+125x10的單位阻抗為：
Z =(0.014+j0.17)mΩ/m
ZL2=Z*L*
=(0.014+j0.17)mΩ/m×5m
=(0.07+j0.85)mΩ
若不計入低壓母線至配電箱之間的40m 低壓電纜的阻抗，則E處發生三相短路時，短路阻抗與F處相同：
Zk=Zs+ZL1+ZT+ZL2
=(0.04479+0.066+0.744+0.07)+j(0.4463+0.0301+4.742+0.85)
=(0.9248+j6.0684)mΩ
若低壓母線至配電箱之間的電纜長度只有10m，計入低壓電纜阻抗，則：
Z=(1.359+j0.082)mΩ/m
ZL3=Z·L
=(1.359+j0.082)mΩ/m×10m
=(13.59+j0. 82)mΩ
短路阻抗
Zk1=Zs+ZL1+ZT+ZL2+ZL3
=(0.04479+0.066+0.744+0.07+13.59)+j(0.4463+0.0301+4.742+0.85+0.82)
=(14.515+j6.8884)m
由上面的計算可知，電纜長度為40米時，選擇配電室內的配電箱進線斷路器的開斷電流，6kA的等級即可滿足要求，但如果長度只有10米時，則必須選用20kA等級的了（15kA等級的考慮誤差等因素不可選）。小小一段電纜僅30米的差別，影響竟如此之大！配電箱的進線斷路器與低壓母線的出線斷路器的分斷能力由此相差了數個等級。
另一種情況下：低壓電纜長度仍為40米，但規格為5x4mm2 。則
Z=(5.332+j0.097)mΩ/m
ZL3=Z·L
=(5.332+j0.097)mΩ/m×40m
=(213.28+j3.88)mΩ
短路阻抗
Zk1=Zs+ZL1+ZT+ZL2+ZL3
=(0.04479+0.066+0.744+0.07+213.28)+j(0.4463+0.0301+4.742+0.85+3.88)
=(214.205+j9.5984)m
這時，進線斷路器的分斷能力只需選擇最小的4.5kA的等級就可滿足要求了。這與上面第二種情況相差更遠。
在實際工程設計中，可能會有更大的偏差，造成原本需要塑殼斷路器卻選擇了微型斷路器，那樣會給工作造成很大的問題。因此，在短路電流計算中，我們可以舍棄掉那些對結果影響甚小的部分，如斷路器等可以簡化計算，但應計算到線路的末端（也就是短路電流動作開關處），計及線路的阻抗。這樣，在電氣設計過程中，設計人員才能準確判斷斷路器的分斷能力。不進行計算就選型，會造成很大的錯誤。
本文編自《電氣技術》，標題為“計算低壓側短路電流時容易忽略的一個問題”，作者為馬驍。
