关键词：短路电流计算；IEC法；三相短路电流初始值；电压系数；短路阻抗归算；短路电流应用。
引言
短路作为电路运行中一种严峻的故障类别，其电流大小对电气设备的选择、继电保护整定等有直接影响，其重要性不言而喻。目前国内主要采用的短路电流计算方法为实用计算法，相关内容见DL/T 5153-2014《火力发电厂厂用电设计技术规程》和DL/T 5222-2005《导体和电器选择设计技术规程》。然而，在国际上广泛采用的是GB/T 15544《三相交流系统短路电流计算》中介绍的IEC法，相关内容在《工业与民用供配电设计手册》（第四版）中有较为丰富的论述。随着我国改革开放力度的不断加大及“一带一路”等国家战略的深入推进，应该更大力度的推进IEC法的采用，更好实现与国际接轨。本文对IEC法计算短路电流的相关问题进行了分析探讨。
1 IEC法与实用法的主要区别
与大家较为熟悉的实用法相比，IEC法有其自身特点。首先，实用法对于远端短路主要采用公式计算求得，对近端短路主要通过运算曲线及运算表求得。而IEC法对近远端短路并未区分不同的计算方法。需要指出，判断近远端短路对IEC计算法的意义在于，开断电流、稳态电流、热等效电流的区别，而对于短路电流初始值、短路峰值电流及直流分量，近远端短路计算过程并无区别。其次，IEC法考虑了各种不利因素，引入了相关系数，计算结果偏于安全。其中引入了一个非常重要的系数，电压系数C。关于电压系数C相关数值可参见《工业与民用供配电设计手册》（第四版）表4.1-1。这里做两点说明，其一，在归算各元件阻抗时用到的电压系数均为表格中的Cmax；其二，对于单相及两相短路，如果没有说明计算其最小值，仍应采用Cmax。第三，IEC法计算过程中，对于各元件阻抗的归算都采用复数运算，分别计算其实部和虚部，并考虑校正系数，这也是其计算过程较实用法更为繁琐的主要原因。第四，实用法对高压和低压短路采用了不同的计算方式，高压一般采用标幺值法，低压采用有名值法，IEC法对高低压不再分两类。具体来讲，IEC法对其各短路元件阻抗均需归算到短路点的电压等级，这一点与实用法的有名值较为类似。笔者认为，以上四点主要区别，对于理解IEC法是十分重要的。
2 各种短路电流及其应用
不同的短路电流有不同的物理意义及应用，其中最重要的当属三相短路电流初始值，它是计算其他短路电流的基础。各种类型的短路电流及常用条件下的计算式及应用列于下表。
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3 IEC法计算短路电流实例及说明
下面结合实例说明IEC计算法的计算流程及注意事项。计算参数如下图所示，计算k点三相短路时的短路电流初始值。
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依据《工业与民用供配电设计手册》（第四版）短路电流章节相关内容及计算公式：
①电网支路提供的短路电流计算：
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由以上计算过程可以看出，IEC法计算短路电流时需要注意以下要点：①短路电流计算必须考虑系统、发电机、电动机三个支路的共同作用，缺一不可。②短路电流计算比较繁琐的是各元件短路阻抗的归算，具体涉及到系统（Q）、变压器（T）、线路（L）、电抗器（R）、发电机（G）、发电机—变压器组（S）、电动机（M）等。在阻抗归算过程中需要注意各阻抗应归算到短路点电压等级，对于变压器（T）、发电机（G）、发电机—变压器组（S）还应计入校正系数。③短路电流计算过程中应特别注意系统的运行方式，求最大短路电流时（如动热稳定校验时），当已知系统分列运行时，不考虑并列运行的情况，选短路阻抗较小的回路；求最小短路电流（如继电保护灵敏性校验），当已知系统并列运行时，应考虑分列运行的情况，选短路阻抗较大的回路。
4 IEC法推广应用
如前所述，IEC法应作为一种重要的短路电流计算方法推广。但目前IEC法有一些瓶颈问题需要进一步解决。如对于短路电流引起的机械效应，IEC法只给出了硬导体和软导线的计算校验方法，对于高压电气及开关设备并未给出；又如继电保护相关校验仍然以实用法的计算原则为基础，等等。因此，笔者认为，应加快完善电气选择、继电保护等基于IEC法的相关计算校验标准，以更加切实的推进IEC法的应用。
参考文献
[1]中国航空规划设计研究总院有限公司组编 工业与民用供配电设计手册第四版 北京，中国电力出版社，2016.11（2019.11重印）
[2]电力规划设计总院 DL/T 5153-2014 火力发电厂厂用电设计技术规程 北京，中国计划出版社2014
[3] 东北电力设计院 DL/T 5222-2005 导体和电器选择设计技术规程 北京，中国电力出版社 2005.07
[4] 国家电力调度通信中心 等 GB/T 15544 三相交流系统短路电流计算 北京，中国标准出版社 2014.06
作者信息
马腾跃，男，香港华艺设计顾问（深圳）有限公司，工程师。
沙卫全，男，香港华艺设计顾问（深圳）有限公司，高级工程师。
论文作者:马腾跃,沙卫全
论文发表刊物:《中国电业》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/24
标签：电流论文; 阻抗论文; 系数论文; 电压论文; 发电机论文; 系统论文; 相关内容论文; 《中国电业》2020年第1期论文;