第三章 船舶交流電力系統的短路計算.

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1 第三章 船舶交流電力系統的短路計算

2 第一節 概述 在船舶電力系統實際運行中，短路故障難以避免，絕緣的自然老化、機械損傷、戰鬥與誤操作等都可能造成短路的發生。
當船舶電力系統中主母線附近發生短路時，將出現比正常值大許多的短路電流。 系統短路阻抗與短路點的位置有關，短路點距離電源越近，則系統總阻抗就越小，短路電流值也就越大。 短路所經歷的時間很短，強大的短路電流所產生的機械應力和熱效應，也能使發電機及其他設備破壞。 短路電流還會使電網電壓大幅度降低，使設備的工作受到影響，以致使正在運轉的電動機停止運轉。

3 船舶電力系統短路計算的目的 校驗所選用的開關電器(如斷路器)的短路接通能力和短路分斷能力。 校驗匯流排等器件的電動力穩定性。
校驗所選電氣設備(如開關，母線)的熱穩定性。 為電力系統選擇性保護的設計和整定提供依據。 確定是否需要採取必要的限流措施。

4 短路可分為單相接地短路(中性點直接接地系統)、兩相相間短路、兩相兩點接地短路和三相短路。
陸地上電力系統因採用架空線路且都是中性點直接接地系統，發生單相接地短路的故障率最高。 船舶電力系統大多採用三相絕緣系統，故發生三相對稱短路的故障率最大。

5 交流系統典型短路電流計算方法 IEC IEEE ANSI
這些方法都離不開電機的基本理論，因此它們在本質上並沒有很大的差別，只是對發電機短路電流交流分量衰減的處理，電動機饋送短路電流、短路電流的合成方法以及計算精度有所不同而已。

6 本章以IEC(國際電工協會)第363號出版物規定的標準為基礎制定的計算為主要介紹內容。
該方法較全面地考慮了短路電流在次暫態(超瞬變)過程中的衰減，考慮了外部線路阻抗對時間常數的影響，因此比較接近船舶交流電力系統短路的實際過程，是一種較精確的短路計算方法，特別是在鄰近主配電盤處發生短路時，計算結果最為精確。 在計算遠離主配電盤的短路電流時，其計算結果偏大，實際上我們所關心的重點是鄰近主配電盤那些短路點的短路電流值，因為這些短路電流數值大、電器設備多、影響面大；而遠點的計算結果偏大，對實際選擇電器及保護整定不會造成太大問題。

7 第二節 短路電流 一.無限電源容量系統的短路分析 1.無限電源容量三相交流電路的短路電流
假設電力系統三相交流電路是對稱的，我們只要研究短路後，其中一相電流暫態過程的變化規律，便可了解整個三相交流電路的電流、電壓的變化規律。 1.無限電源容量三相交流電路的短路電流 圖1為〝無限大〞系統短路的等值電路(單相)，e為電源電動勢，L和R為短路回路的綜合電感和電阻，且

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9 由式(2)可看出，交流電路的短路電流由穩態交流分量(即週期分量iac)和直流分量(即非週期分量idc)兩部分組成。直流分量隨時間而衰減，交流分量與直流分量合成三相短路全電流，其為非對稱短路電流。短路電流的波形如圖2所示。

10 2.短路電流交流分量 式(2)右邊第一項為短路電流交流分量，即 從式(3)和圖2波形中看出:
(1)交流分量是一個穩態值，是正弦交變的週期函數，其最大值為 ； (2)短路瞬間(t=0)，短路電流的交流分量(即短路週期分量初始值)為 式中看出，其值取決於I、Q和值； (3)發生短路後，各不同時間短路的電流交流分量瞬間值不同， 當sin(t+-)=1時，其值最大 最大值發生在 處，當k=0，1，2，3，….時出現。

11 3.短路電流的直流分量 在式(2)中，右邊第二項表示短路電流的直流分量，即 從式(6)和圖2波形中看出:
(1)短路瞬間(t=0)，短路電流的直流分量為 該值大小與I、、 有關，與短路瞬間短路電流交流分量 大小相等，方向相反； (2)直流分量隨著時間的增加而衰減，衰減快慢取決於時間常數 或是 ； (3)當sin( - ) = -1，即合閘初相角=0， ，當 時， 為最大值 ，亦即得到非對稱最大峰值，=0為非對稱 最大峰值合閘相位角。

12 4.非對稱短路電流的最大峰值 非對稱短路電流最大峰值一般被稱為衝擊短路電流，以短路電流波形可近似地認為在非週期分量初始值為最大值時的相位角 ， 且對稱短路電流為最大時，即 或 時，亦即在短路發生 後第一個半週期出現(當f=50Hz時，半個週期為 )。 由於 所以最大非對稱短路電流 我們所關係的最大非對稱短路電流是在 時出現的短路全電流，它 的值是對稱有效值的倍數n。亦稱為衝擊係數。 衝擊係數n與短路電路功率因數角有關，其值在1.41~2.82間變化。

13 二.船舶有限電源容量的短路分析 由於船舶電力系統的電源容量有限，不是”無限大電源容量”電力系統，用前述方法計算短路電流雖然簡單，但誤差可達30%~40%，且其值離電源容量越近誤差越大。 對於船舶電源容量有限的電力系統，當短路時，其電源端電壓不能視為不變，短路電流週期分量幅值在短路過程中是衰減的，其短路電流的變化規律如圖3所示。

14 根據電機學理論分析，同步發電機三相突然短路最嚴重的情況，是發電機空載(不考慮激磁電流變化時)、且電壓的起始相角=0時。因此由圖3中可知，短路電流是交變分量和直流分量(因定子電流不能突變而產生，其初始值等於交變分量的最大值，並按定子電路的時間常數呈指數衰減)相加而成的。 短路電流的交變分量在短路初期很大，此後逐漸減小。這是因為電樞反應磁鏈所經過的磁路在改變，如圖4所示。圖中粗線表示電樞反應磁鏈(因為磁鏈為對稱分布，圖中只畫出右半部)。

15 交流同步發電機一般有三個繞組:定子上的電樞繞組、轉子上的激磁繞組和阻尼繞組。在發生三相對稱短路故障後，此三個繞組互相之間都有電磁作用。
在發電機突然短路的瞬間，由於阻尼繞組和激磁繞組感 應電流和磁通阻止磁鏈突變，而使發電機電樞反應磁鏈φ"ad趕到氣隙中流通，如圖4(a)所示，呈現出磁阻很大，電抗很小(即X"d)，短路電流交流分量很大的狀況，這是次暫態過程，或稱超瞬態過程。 短路後約經2~3個週波，如圖4(b)所示，阻尼繞組中感生的電流已經衰減，電樞反應磁鏈能穿過阻尼繞組的鐵芯，磁阻減小些，電抗增大為X'ad，短路電流減小些，這是暫態過程，或稱瞬態過程。

16 再過一些時間，約十幾個週波，如圖4(c)所示，激磁繞組中感應的電流已衰減掉，此時電樞反應磁鏈 與主磁鏈 。一樣穿過整個轉子的鐵芯，磁阻減小，電抗增大為Xd，短路電流進一步減小達到穩態最小值，這是穩態過程。 以上面分析可知，與“無限大電源容量”電力系統相比，交流同步發電機在短路過程中電抗值不是常數，而是一個以次暫態X"d過渡到暫態X'ad的變量。這就是說，發電機短路電流的交變分量分別為次暫態交變分量I"g、暫態交變分量I'g和穩態交變量Ig。次暫態分量按阻尼迴路的時間常數T"d呈指數衰減，暫態分量按激磁迴路的時間常數指數衰減。

17 1.交流同步發電機短路電流基本公式 取出一相來分析，設相電勢 同樣，可根據電壓平衡方程式，解微分方程式求得其全電流表達式
式中 T"d為發電機直軸次暫態短路時間常數； T'd為發電機直軸暫態短路時間常數； Ta為發電機非週期時間常數。 與無窮大電網短路電流比較，船舶交流電力系統短路電流同樣有對稱週期分量iacg和非週期分量idcg兩部份，只是他的對稱短路電流還隨著時間以次暫態向暫態衰減，直至最後到穩態。

18 對交流同步發電機而言，因為發電機電樞電阻Ra<<X"d，則短路初暫功率角 ，與無窮大電源容量電網比較，同樣近似認為交流同步發電機在初相角θ= 0時，可求得最大非對稱短路電流，即
此時短路電流波形正如圖3所示。

19 2.次暫態對稱短路電流初始(有效)值I"g 式中 UN為發電機額定線電壓，V； VN為發電機額定相電壓，V； Ra為發電機電樞電阻，m； T"d為發電機直軸次暫態電抗，m 。

20 3.暫態對稱短路電流初始(有效)值I'g 4.穩態對稱短路電流(有效)值Ig 式中，X'd為發電機直軸暫態電抗。

21 5.最大非對稱短路電流IPg 由圖3可知，最大非對稱短路電流約在 ，即在 時出現，代入式(11)得
由圖3可知，最大非對稱短路電流約在 ，即在 時出現，代入式(11)得 因為我們關心的是短路後半個週波出現的最大瞬時值，在短路後2~3個週波時，暫態短路電流還沒有(或剛剛開始)衰減，故在實際工程計算中，忽略暫態短路電流的衰減時間常數，而近似計算 式中 Iac為短路電流對稱分量； Idc為短路電流直流分量(非對稱分量)，亦即短路發生後第一個半週 期發電機饋送的對稱短路電流。

22 上式為發電機空載時的情況。當短路故障發生在發電機額定負載時，即在額定電壓、額定電流、額定功率因數下，發電機饋送的對稱短路電流，可用發電機空載情況下的對稱短路電流值乘以適當的係數求得。這個係數取決於發電機的特性，在缺乏確切資料的情況下，可取1.1，即 這是因為發電機在額定負載情況下，相電勢E大於相電壓。 在發電機戴負載情況下，計算短路電流最大非對稱短路電流不必使用係數1.1。 上述短路電流基本公式是在他激式情況下得出的，同樣適用 於自激式交流同步發電機。

23 三.短路電流粗略計算 主配電盤附近發生短路時，最大對稱短路電流有效值為滿足最大需要功率，而可能是並聯運行的所有發電機額定電流的10倍，再加上需要同時投入運行的所有電動機額定電流是3倍(對稱有效值)，短路功率因數假定為0.1。即 式中 Iac為最大對稱短路電流有效值； INg為所有並聯運行的發電機額定電流之和； INM為所有同時投入運行的電動機的額定電流之和； cosK為短路功率因數。

24 最大非對稱短路電流值與短路功率因數有關，如圖5所示
式中 IP為最大非對稱短路電流 n為峰值係數 當短路功率因數為 時，由圖5的曲線查得其峰值係數為n=2.45，此時

25 第三節 短路計算系統圖和標么值 一.短路計算工況和選擇 二.短路計算系統圖的繪製
短路計算應該選擇電力系統短路最嚴重(數值最大)工況下進行。這個工況應該是:投入發電機的額定功率總和為最大；發電機組處於長期並聯運行狀態，投入工作的異步電動機額定功率總和為最大；發電機組的起始負載最大。 二.短路計算系統圖的繪製 短路計算系統圖應根據所選計算工況和船舶電力一次系統圖繪製，通常採用系統單線圖。計算圖中包括: 1.並聯工作的發電機； 2.用一個等效電動機表示電動機負載； 3.相應的導電部份，如開關、電器和變壓器等； 4.所選擇的短路計算點。 圖上應標註發電機的型號、額定功率和額定電壓，開關電器的型號、額定電流，電線和電纜的型號、數量、截面和長度，等效電動機和其他元件的主要技術參數。

26 三.短路計算的選擇 船舶電力系統的短路電流，是由系統的所有發電機和電動機的參數及電路的阻抗決定的，而且和短路點的位置有很大的關係。我們選擇短路點的原則是應該使該點短路後，流過所選擇、整定或校驗的電氣設備的電流為最大。

27 當校驗母線的動穩定性或開關1(最大用電設備開關)的斷路容量時，可選圖中1號開關旁B2點短路。此時所有工作發電機和除1號開關供電的設備之外的所有工作電動機都經過母線及1號開關向B2點供電。如果短路點選在開關1的左端，則所有工作發電機和工作電動機(1號開關供電的設備除外)供給短路點的電流都不經過1號開關，這樣的驗算就不合理了。 在校驗發電機主開關2的斷電容量時，應選A點。因為A點短路時另兩台工作發電機和所有工作電動機都經過2號開關向短路點供電。如選2號開關靠近母線端短路時，只有G2經過開關2向短路點供電，顯然不是最嚴重的情況。 當校驗主配電盤匯流排的電動力穩定性時，應選B1點，校驗分配電盤上的開關3和4時，應分別選開關附近的C點和D點。

28 四.標么值(相對值) 在短路電流實際計算中，電壓、電流、阻抗、功率等物理量，為了計算方便，通常不用其實際的數值表示，而是採用稱做標么值的相對單位值來表示。 已知或求得標么值之後，也可由上式求得實際值，它等於標么值與基準值的乘積。船舶電力系統的發電機、電動機、變壓器等設備，其產品目錄參數的標么值都是以設備的額定值SN、UN作為基準值而求得的。例如同步發電機的參數Xd、X'd、X"d等，都是以額定值SN、UN為基準值的標么值。

29 以額定值作為基準值的標么值稱額定標么值，額定標么值的表達式為
上式中下角注有”N”是表示這些量值是採用額定值作為基準值的標么值。各物理量的標么值乘以100%，便是百分值。

30 第四節 發電機饋送的短路電流計算 一.發電機的對稱短路電流
為了便於計算，通常近似的將整個過渡過程分成三個階段:次暫態階段、暫態階段和穩態階段。次暫態分量按阻尼繞組迴路的時間常數T"d呈指數衰減；暫態分量按激磁繞組迴路的時間常數T'd呈指數衰減。 短路電流的最大瞬時值約在短路後半個週期出現。 在計算發生三相對稱短路後第一個半週的短路電流時，暫態短路電流還沒有(或剛剛開始)衰減，可以忽略暫態短路電流的衰減時間常數。因此，當發電機在空載及額定象電壓情況下，在發電機輸出端發生短路時，其次暫態對稱短路電流初始值和暫態對稱短路電流初始值分別為

31 短路發生後第一個半週時發電機空載對稱短路電流為
式中 VN為系統額定相電壓； X˝d ，X'd分別為發電機直軸次暫態電抗、暫態電抗； Ra為發電機電樞電阻； T為交流電週期(60Hz,T=16.67ms) T"d為發電機直軸次暫態短路時間常數。 當帶有負載的發電機發生突然短路時，由於初始電壓較大，雖然直流分量有所減小，但短路電流仍有所增大，可乘以1.1的係數，求得短路發生後第一個半週時發電機帶額定負載的對稱短路電流

32 二.發電機的短路電流非週期性分量 發電機在空載及額定相電壓為VN的情況下，當發電機輸出端發生短路時，期短路發生後第一個半週時短路電流非週期性分量為 式中Ta為發電機非週期分量時間常數。

33 三.發電機的最大非對稱短路電流 四.無阻尼繞組發電機的短路電流
發電機的最大非對稱短路電流在短路發生後第一的半週時出現，其值等於對稱點路電流的峰值與短路電流非週期性分量之和，即 發電機在空載與額定負載下最大非對稱短路電流都用上式求得。 四.無阻尼繞組發電機的短路電流 無阻尼繞組發電機的短路電流的計算同樣採用上述各公式，只要將上面公式中發電機參數X"d、X'g、T"d，分別用X'd、Xd、T'd代替即可。

34 第五節 電動機饋送的短路電流計算 對電動機群所饋送的短路電流，採用等效電動機方法進行計算，即將所有運行中的電動機綜合成一台直接接至主匯流排上的等效電動機(忽略電動機至主匯流排之間的線路阻抗)。該等效電動機的額定功率等於所有運行中的電動機額定功率之和。

35 一.等效電動機各項參數的確定 若由電動機的參數資料查得平均等效電動機的各項參數分別為X'm、RS、T'acm和Tdcm，則等效電動機相應的各項參數分別為 式中 RS，X'M，Z'M ─ 等效電動機定子電阻、暫態電抗、暫態阻抗； RS，X'm ─ 平均等效電動機定子電阻、暫態電抗； T'acm，Tdcm ─ 平均等效電動機暫態短路時間常數、非週期時間常數； T'acM，TdcM ─ 等效電動機暫態短路時間常數、非週期時間常數。

36 等效電動機各項參數可按下列規定選取: 1.當運行中的發電機總額定功率 時: 2.當運行中的發電機總額定功率 時:
1.當運行中的發電機總額定功率 時: 式中 x'M為等效電動機暫態電抗標示值； rS為等效電動機定子電阻標示值。 2.當運行中的發電機總額定功率 時:

37 二.等效電動機短路電流的計算 當主匯流排電壓為額定相電壓VN，在電動機出線端發生短路時，其等效電動機短路發生後第一個半週時的短路電流分別為:
對稱短路電流 短路電流非週期性分量 最大非對稱短路電流

38 第六節 在鄰近主匯流排處短路時短路電流的計算
主匯流排處短路時的短路電流等於投入運行的發電機和電動機所饋送的短路電流的代數和。 一.發電機饋送的短路電流 首先應計及發電機端至主匯流排之間的線路阻抗，修正發電機參數。及求出在主匯流排處呈現的單台發電機的合成次暫態電抗、暫態電抗和電阻: 式中，Xgb、Rgb分別為從發電機至主匯流排之間的線路電抗、電阻。用修正後的發電機參數計算發電機空載時次暫態對稱短路電流初始值I"g、暫態對稱短路電流初始值I'g:

39 則發電機饋送的在短路發生後第一個半週時的短路電流為對稱短路電流: 空載時 短路電流非週期性分量:
有載時 短路電流非週期性分量: 式中，Tdcbg為計及發電機至主匯流排之間的線路阻抗(Xgb、Rgb)影響的發電機非週期時間常數，其數值為 最大非對稱短路電流為

40 二.電動機饋送的短路電流 可忽略等效電動機至主匯流排之間的線路阻抗。
當等效電動機的額定電流為INM時，則該項短路電流可近似的取為短路發生後第一個半週時電動機饋送的對稱短路電流為: 最大非對稱短路電流 式中INM可按下式進行估算 式中ηM，cosφM為等效電動機效率、額定功率因數。在缺乏確切數據的情況下，ηMcosφM可取為0.76。

41 三.短路點的短路電流 當有q台發電機和等效電動機向短路點饋送短路電流時，則短路發生後第一個半週時流向短路點的對稱短路電流為
最大非對稱短路電流為

42 第七節 離主匯流排處短路時短路電流的計算 一.等效發電機及其參數的求取 1. q台相同規格發電機並聯運行
首先應求出等效發電機的參數，再計算發電機和電動機向短路點饋送的短路電流，最後計算短路點的短路電流。 一.等效發電機及其參數的求取 設有q台發電機並聯運行，則應將這些發電機在主匯流排處綜合成一台等效發電機，並按下列步驟求取其各項參數。 1. q台相同規格發電機並聯運行 其等效發電機的直軸次暫態電抗 X"D直軸暫態電抗X'D和電樞電阻RA分別為 式中X"g，X'g，Rg分別為式(36)、式(37)、式(38)計算結果。

43 2.q台不同規格發電機並聯運行 這種情況計算較為複雜，可按下列步驟計算等效發電機的各項參數。
(1)按式(39)~(43)分別計算各台發電機的I"g、I'g、Iacog和Idog。 (2)計算等效發電機空載時次暫態對稱短路電流初始值I"G、暫態對稱短路電流初始值I'G；計算短路發生後第一個半週時等效發電機空載時對稱短路電流Iacog、短路電流的非週期性分量IacoG。即 式中 I"g·i為第i台發電機空載時次暫態對稱短路電流初始值； I'g·i為第i台發電機空載時暫態對稱短路電流初始值； Iacog·i為短路發生後第一個半週時，第i台發電機空載時對稱短路電流； Idcg·i為短路發生後第一個半週時，第i台發電機的短路電流非週期性分量。

44 (3)計算等效發電機的各項參數，計有:

45 二.短路電流的計算 1.發電機饋送的短路電流 並須計及線路阻抗對時間常數的如下影響。
當主匯流排至短路點之間的線路電抗為Xe、線路電阻為Re時，可求得在短路處呈現的等效發電機合成次暫態阻抗Z"eG、合成暫態阻抗Z'eG如下: 並須計及線路阻抗對時間常數的如下影響。

46 (1)q台相同規格發電機並聯運行時 式中 TdceG為計及線路阻抗影響的等效發電機非週期時間常數；
T"eG為計及線路阻抗影響的等效發電機直軸次暫態短路時間常數。

47 (2) q=(q1+q2)台不同規格發電機並聯運行時

48 則得 式中 IacG為短路發生後第一個半週時等效發電機額定負載時對稱短路電流。 IpG為等效發電機最大非對稱短路電流。

49 2.電動機饋送的短路電流 當主匯流排至短路點之間的線路電抗為Xe，線路電阻為Re時，可求得在短路點處呈現的等效電動機合成暫態阻抗Z'eM，計及線路阻抗影響的等效電動機非週期時間常數TdceM如下:

50 則得

51 3.短路點的短路電流 流向短路點的短路電流等於發電機和電動機饋送的短路電流的算術和，即短路電流發生後第一個半週時短路點的對稱短路電流:
Iac=IacG+IacM (kA) (80) 短路點的最大非對稱短路電流: Ip=IpG+IpM (kA) (81) 當短路點至主匯流排的線路阻抗足夠大時，例如在下列兩種情況下，可不計及電動機饋送的短路電流，並可忽略發電機饋送的短路電流非週期性分量。 (1)短路電路中不包含變壓器時 (2)短路電路中包含變壓器時 即此時短路發生後第一個半週時的對稱短路電流和最大非對稱短路電流分別為

52 三.在電壓器二次級側短路時短路電流的計算 此種情況亦屬於在主匯流排外饋電線處短路之一，只是需將變壓器的阻抗作為線路阻抗的一部份，並將變壓器的變化考慮在內即可。計算步驟和公式同上述。 自主匯流排至短路點之間的線路電抗為 自主匯流排至短路點之間的線路電阻為 式中 Xe1，Re1 ─ 主匯流排至變壓器初級端之間的線路電抗、電阻； Xe2，Re2 ─ 變壓器二次側至短路點之間的線路電抗、電阻； XT，RT ─ 折算到變壓器初級的電抗、電阻； UN1，UN2 ─ 變壓器初級和次級額定線電壓。

53 變壓器二次側短路電流為 當有多台變壓器並聯運行時，則須計算各變壓器支路線路阻抗(包括變壓器阻抗在內)的並聯阻抗，然後按式(84)、式(85)分別計算主匯流排至短路點之間的線路電抗Xe和線路電阻Re，按式(86)、式(87)分別計算短路發生後第一個半週時變壓器二次側的對稱短路電流Iac2和最大非對稱短路電流Ip2。

54 第八節 短路功率因數計算 一.主匯流排饋電分路配電電器出線端處短路功率因數計算 此處短路電路阻抗為等效發電機與等效電動機並連阻抗:
經計算可得短路電路的電抗和電阻分別為 為簡化計算，發電機自動開關電源端處的短路功率因數計算可近似取式(89)~(91)的計算結果。

55 二.主匯流排外饋電線處的短路功率因數計算 此處的短路電路的電阻和電抗分別為

56 第九節 短路阻抗和時間長數的計算與換算 一.發電機電抗和電阻的換算
短路電路阻抗的計算，儀器及發電機、電動機、變壓器以及電纜的阻抗，而忽略如匯流排、電流互感器等元件的阻抗，也不計連接點的接觸電阻及短路故障本身的阻抗。 一.發電機電抗和電阻的換算 式中 UN為次配電系統的額定線電壓； INg為發電機額定電流； SNg為發電機額定視在功率。

57 二.電動機電抗、電阻和時間常數的計算與換算
式中 UNM為電動機額定線電壓； PNM為等效電動機額定功率。

58 三.變壓器電抗、電阻和阻抗的計算與換算 式中 uK，uR，ux ─百分數表示的變壓器短路電壓、短路電壓電阻分量、漏抗分量；
XT，xT ─ 折算到變壓器原邊的電抗、電抗標么值; RT，rT ─ 折算到變壓器原邊的電阻、電阻標么值； SNT ─ 變壓器額定視在功率； UN1 ─ 變壓器原邊額定線電壓。

59 四.電纜電阻和電抗的計算 式中 R，X ─ 電纜電阻、電抗； r0，x0 ─ 單位長度電纜電阻、電抗；
l，a ─ 電纜長度(m)、並聯電纜根數。

60 第十節 船舶交流系統短路計算應用舉例 根據以上介紹的計算方法和公式，在進行實船短路電流計算時，首先選擇計算工況和短路計算點，並畫出短路計算系統圖。 例:假設某船舶短路計算系統圖如圖7所示。已知參數如表1和表2所示。是計算各點短路電流並選擇自動開關數據。

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62 短路計算結果和選用的配電電器數據匯整表3所示。

63 第十一節 斷路器額定啟斷和瞬時容量的選擇 一.斷路器參數選擇原則
選擇斷路器與選擇一般低壓電器一樣，首先應按其額定工作條件(即額定電壓和額定電流)來選擇，但因斷路器還有啟斷短路電流的作用，故在選擇斷路器時，必須保證斷路器能夠啟斷最大瞬時容量大於其設置電路可能出現的最大短路電流。 (1)斷路器的額定切斷電流，必須大於其工作電路短路後1/2週期時的對稱交流短路電流的有效值； (2)斷路器的額定接通電流，必須大於其工作電路的最大計算短路電流的非對稱最大峰值。

64 二.斷路器的額定啟斷電流 斷路器的額定啟斷電流表示斷路器將預期啟斷的短路電流值，該電流用短路後1/2週期的對稱分量有效值表示。在對斷路器做短路實驗時，實際啟斷電流與預期短路電流相比，通常都較小。這是由於斷路器本身的阻抗和在斷路時產生的電弧電阻起到了限流作用。 斷路器的額定啟斷電流，與額定電壓、額定頻率、短路功率因數等參數有關。 一般來說，低壓斷路器所在電路的電壓越高，電路啟動越困難；反之，電路電壓越低，啟斷電流越容易。因此，額定啟斷電流除了表示斷路器在最高額定電壓下的啟斷電流值外，還可以保證在低於最高額定電壓的條件下具有更大的啟斷電流值。所以，在選擇斷路器時，必須注意額定啟斷電流所對應的額定電壓等級。

65 三.斷路器的額定瞬時容量 斷路器的額定瞬時容量，是指在額定參數下和實驗電路中，按照標準動作和條件，能夠接通的電流最大值。通常，交流斷路器的額定瞬時容量，是用瞬時容量最初幾週的最大瞬時值來表示的，即所說的短路電流峰值。 由斷路器的結構原理可知，斷路器在閉合電路短路時，其靜觸頭和動觸頭之間的電磁反作用力，是依據瞬時容量而得到的。若斷路器接通力不夠時，則斷路器不能接通，並且由於回跳產生電弧使觸頭熔化，甚至可能使觸頭以外的導電部份產生機械的或熱應力的損傷。在交流電路中，可以視為該反作用力是由短路電流非對稱最大峰值決定的。

66 通常，只對發電機用的空氣斷路器進行額定瞬時容量的校驗，而對線路用的空氣斷路器(塑殼式斷路器)未做硬性規定。這是因為線路用斷路器中裝設了瞬時過電流脫扣裝置。當斷路器接通短路電路時，斷路器瞬時跳閘。因此在斷路器接通時，不能克服觸頭間產生的電磁反作用力而進行強制接通，而是迅速的將其分斷，故可不必進行接通電流校驗。