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电气与工程计算器

变压器故障电流计算器 — 由 kVA 与 %Z 求 kA

根据变压器容量 kVA、二次侧电压及实际铭牌百分比阻抗,估算受变压器限制的二次端子短路电流,并附带额定电流、故障倍数、MVA 及阻抗交叉校验结果。

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没有隐藏假设。输入、单位和计算过程全部可见,方便您核对计算。

计算结果

27.824 kA

额定电流:1,391.21 A

故障电流倍数:20×

变压器限制的短路容量:20 MVA

等效变压器阻抗:8.611 mΩ

查看计算过程
  1. 1. 额定电流 = 1,000×1000 ÷ (√3×415) = 1,391.205 A。
  2. 2. 标幺阻抗 = 5 ÷ 100 = 0.05。
  3. 3. 端子故障电流 = 1,391.205 ÷ 0.05 = 27,824.11 A = 27.824 kA。
  4. 4. 短路容量 = 1,000 kVA × 100 ÷ 5 = 20 MVA。

仅为变压器端子处无限大母线的估算值。未计入电网/电源阻抗、导线及母线阻抗、电动机馈入电流、接地/零序网络、X/R 不对称性及电弧闪络能量。设备额定值请采用实际铭牌阻抗百分比(%Z)并进行正式短路电流计算。

更多操作

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计算过程,无隐藏假设

在仅将变压器阻抗视为限流阻抗的条件下,估算变压器二次端子处可提供的对称有效值故障电流。本计算器有意保持范围较窄:它不会将端子处的无穷大母线估算当作下游配合或电弧闪络研究的替代。

如何使用此计算器

1

输入变压器铭牌上的 kVA 容量和二次侧有效值电压。

2

根据所筛查的变压器或输出回路,选择单相或三相平衡。

3

输入实际测试或铭牌上的百分比阻抗;如为 5.75%,请输入 5.75,而非 0.0575。

4

请将 kA 结果与额定电流、100/Z 倍数及故障 MVA 交叉校验结果一并查看。

5

对于任何下游配电盘、保护选型、配合或电弧闪络工作,请继续开展完整研究,包括所有电源及线路阻抗和相应的贡献电流。

常见使用场景

  • •在进行详细研究前,筛查变压器二次侧的预期故障电流。
  • •将铭牌 %Z 与预期电流倍数进行交叉核对。
  • •比较不同候选变压器阻抗如何改变端子故障电流的大小。
  • •为电气设计审查提供透明的手算校核。

示例:1000 kVA、415 V、5% Z

额定电流约为 1,391.2 A。5% 阻抗相当于 0.05 pu,因此仅考虑变压器时的端子估算电流约为 27.82 kA,对应故障容量为 20 MVA。

结果未作出的假设

  • •只要有实际铭牌或测试 %Z,就应使用该值;一般典型阻抗值不能作为设计输入。
  • •该模型假定上游为无穷大电源,且故障为变压器端子处的金属性短路。
  • •电缆、母线槽、电网或电源阻抗及连接可能降低下游可用故障电流;旋转电机则可能增加贡献电流。
  • •单相接地及其他不平衡故障需要序阻抗和接地数据,本工具不会臆造这些数据。
  • •峰值或非对称电流需要 X/R 比值及适用的短路计算方法,本工具有意不仅依据 %Z 推算该值。
  • •请勿将此简化结果用作电弧闪络入射能量计算,或断路器、SCCR 的自动审批依据。

常见问题

为什么要用额定电流除以 Z%/100?+

百分比阻抗是变压器在其自身基准上的标幺阻抗。在简化的无穷大母线端子模型中,标幺电流即为该阻抗的倒数,因此 5% 的变压器对应约 20 倍额定电流。

这是下游配电盘处的故障电流吗?+

不是。结果针对所建模的变压器二次端子。下游导线、母线槽和连接会增加阻抗,而电动机及其他电源则可能提供电流。

我可以使用典型 %Z 吗?+

仅适用于粗略探索。用于工程决策时,请采用变压器制造商提供的铭牌或测试阻抗,并结合项目的短路计算模型。

本工具能计算线对地故障吗?+

不能。接地故障需要接地数据以及正序、负序和零序网络数据,kVA/%Z 的简便算法无法安全地确定这些量。

故障 MVA 有什么用?+

它是一项独立的量级校核:在相同的简化假设下,变压器 kVA 乘以 100/Z% 即得到受变压器限制的短路视在功率水平。

较低的 %Z 会增大故障电流吗?+

在本模型中会。由于 Isc 与标幺阻抗成反比,%Z 减半会使受变压器限制的端子故障电流加倍。

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