Ish：
短路冲击电流有效值（在第一个周期内）
高压系统，取ksh=1.8，则
ish=ksh·√2·I”=2.55I”=2.55Ik
Ish=1.51I”=1.51Ik
低压系统，取ksh=1.3，则
ish=ksh·√2·I”=1.84I”=1.84Ik
Ish=1.09I”=1.09Ik
I∞：
短路稳态电流的有效值
短路稳态电流只含短路电流的周期分量，所以
I∞=I”=Ik
：
三相短路稳态电流
：
两相短路稳态电流
：
单相短路稳态电流
：
两相接地短路稳态电流
三相短路电流周期分量有效值
式中：
Uc——短路点的短路计算电压（或称为平均额定电压）。
由于线路首端短路时其短路最为严重，因此按线路首端电压考虑，即短路计算电压取为比线路额定电压UN高5％；按我国电压标准，Uc有0.4、0.69、3.15，6.3，10.5、37kV等；
∣ZΣ|、RΣ、XΣ——分别为短路电路的总阻抗[模]、总电阻和总电抗值（Ω）。
三相短路容量
Soc：
系统出口断路器的断流容量，（MV·A），可查有关手册或产品样本。
1电力系统的电抗
2变压器的阻抗
变压器的电阻
Uc——短路点的短路计算电压
SN——变压器的额定容量（kVA）；
ΔPk——变压器的短路损耗（kW），可查有关手册或产样本。
变压器的电抗
Uk%——变压器的短路电压百分值，可查有关手册或产品样本。
3电力线路的阻抗
线路的电阻
RWL=R0l
R0——导线或电缆单位长度的电阻（Ω/km）；
l——线路长度（km）
线路的电抗
XWL=X0l
X0——导线或电缆单位长度的电抗（Ω/km），可查手册。
l——线路长度（km）
标幺值
工程设计中，为计算方便起见通常取基准容量Sd=100MV·A，基准电压Ud通常就取元件所在处的短路计算电压，即取Ud=Uc。
基准容量
Sd=100MV·A
基准电压
Ud=Uc
基准电流
基准电抗
容量标幺值
电压标幺值
电流标幺值
电抗标幺值
无限大容量电源系统三相短路电流周期分量有效值的标幺值
则
三相短路容量
电力系统电抗标幺值
电力变压器电抗标幺值
电力线路电抗标幺值
Ud=Uc。
为线路所在电压等级的基准电压
按标幺值法进行短路电流计算的步骤如下：
（1）绘出短路的计算电路图，并根据短路计算目的确定短路计算点
（2）确定基准值，取Sd=100MV·A，Ud=Uc（有几个电压级就取几个Ud），并求出所有短路计算点电压下的Id；
（3）计算短路电路中所有主要元件的电抗标幺值；
（4）绘出短路电路的等效电路图，也用分子标元件序号，分母标元件的电抗标幺值，并在等效电路图上标出所有短路计算点
（5）针对各短路计算点分别简化电路，并求其总电抗标幺值，然后按有关公式计算其所有短路电流和短路容量
两相短路
对一般用户供电系统可以认为电源为无限大容量系统，则其短路电流可由式
Uc为短路点计算电压
只计电抗时，得
其他两相短路电流都可按前面对应的三相短路电流的公式计算。
经三相电流和两相电流公式可得
说明，无限大容量电源系统中三相短路电流比两相短路电流大，即同一地点的两相短路电流为三相短路电流的0.866倍。
因此，无限大容量系统中的两相短路电流，可在求出三相短路电流后利用上式直接求得
单相短路
UΦ—电源相电压
︱ZΦ—0︱—单相回路的阻抗
RT、XT—分别为变压器单相的等效电阻和电抗
RΦ—0、XΦ—0—分别为相线与中性线或与保护线、保护中性线的回路的电阻和电抗，可查有关手册。
在无限大容量电力系统中或远离发电机处短路时，单相短路电流较三相短路电流小。
单相短路电流主要用于单相短路保护的整定。
低压电网中短路回路中各元件阻抗计算
低压电网短路电流计算的特点
（1）由于低压电网中降压变压器容量远远小于高压电力系统的容量，所以降压变压器阻抗和低压短路回路阻抗远远大于电力系统的阻抗，在低压电网的短路电流计算时，一般不计电力系统到降压变压器高压侧的阻抗，即将配电变压器的高压侧作为无限大容量电源考虑，高压母线电压认为保持不变。
（2）计算高压电网短路电流时，通常仅计算短路回路各元件的电抗而忽略其电阻，但在低压电网短路电流计算时，应计入短路回路所有元件的阻抗，即除了应计入前述主要元件的阻抗外，通常还计入母线的阻抗、电流互感器一次线圈阻抗、低压断路器过电流线圈阻抗和低压线路中各开关触头接触电阻等。
仅当短路回路总电阻不大于1/3总电抗时，才可以不计电阻。
（3）由于低压电网的电压一般只有一级，而且在短路回路中，除降压变压器外，其他各元件的阻抗都是用毫欧表示的，所以在低压电网的短路电流计算，采用欧姆法（有名单位制法）计算比较方便，阻抗单位一般采用毫欧（mΩ）。
短路回路中各元件阻抗计算
1高压侧电力系统阻抗
由于一般不考虑电力系统至降压变压器高压侧一段的阻抗，可以认为系统为无限大容量，则系统的电阻、电抗可看为零。
1变压器阻抗
变压器的电阻
Uc——短路点的短路计算电压
SN——变压器的额定容量（kVA）；
ΔPk——变压器的短路损耗（kW），可查有关手册或产样本。
变压器的电抗
Uk%——变压器的短路电压百分值，可查有关手册或产品样本。
2母线阻抗
RWB=R0l
XWB=X0l
R0、X0—母线及导线电缆单位长度的电阻、电抗
3刀开关及低压断路器触头的接触电阻如下表，电阻/mΩ
4电流互感器一次线圈阻抗，阻抗/mΩ
5低压断路器过电流线圈的阻抗，阻抗/mΩ
值得指出：
如果短路计算只计变压器和低压电缆线路的阻抗，则计算结果和全部计入计算结果相差不大。
由此可见，低压电网的短路电流计算中，当计入低压线路阻抗的情况下，低压母线等元件的阻抗可以略去不计。
电气设备选择的一般条件
1.按正常工作条件选择电气设备
1）按工作电压选择电气设备
UN≧UNs
UN—电气设备的额定电压
UNs—安装地点电网额定电压
2）按工作电流选择电气设备
IN（Ial）≧Imax
IN——电气设备的额定电流
Ial——规定的环境温度下，设备的长期允许电流
Imax——该回路的最大持续工作电流
2.按短路电流校验设备的热稳定和动稳定性
1）短路热稳定度的校验条件
It——电器的热稳定试验电流
t——电器的热稳定试验时间
、tima——短路电流的稳态值及短路电流的假想时间
其中，tima＝tk+0.05
2）母线最小允许截面
Amin——导体的最小热稳定截面积（mm2
C——导体的短路热稳定系数，可查表
高压电气设备的选择
1.高压断路器的选择
INk≧Ik
Ik——高压断路器触头实际开断瞬间的短路电流周期分量有效值
INk——高压断路器的额定开断电流
2.隔离开关的选择
隔离开关的选择和校验条件如表4-5所列。
屋外隔离开关的型式较多，它与配电装置的布置和占地面积等有很大关系，因此，其形式应根据配电装置的布置特点和使用要求等因素，进行综合技术经济比较后确定。
3.高压熔断器的选择
1）按额定电压选择
对于一般的高压熔断器，其额定电压必须大于或等于电网的额定电压。
而对于充填石英砂的限流熔断器，只能用在等于其额定电压的电网中，因为这种类型的熔断器在电流达到最大值之前就将电流截断，致使熔体熔断时产生过电压。
过电压的倍数与电路的参数及熔体的长度有关，一般在等于额定电压的电网中为2.0倍～2.5倍，但如在低于其额定电压的电网中，由于熔体较长，过电压可高达3.5倍～4倍相电压，以致损害电网中的电气设备。
2）按额定电流选择
（1）熔管额定电流的选择
IN.FE﹡1≧IN.FE
IN.FE﹡1——熔管额定电流
IN.FE——熔体的额定电流
（2）熔体额定电流选择
IN.FE=K1Imax
K1——可靠系数（不计电动机自起动时K1=1.1～1.3；考虑电动机自起动时K1=1.5～2）
IN.FE=K2IN.C
K2——可靠系数（对限流式高压熔断器，当一台电力电容器时K2=1.5～2.0；当一组电力电容器时K2=1.3～1.8）；
IN.C——电力电容器回路的额定电流。
（3）熔断器开断电流校验
INoc≥Ish
（4）熔断器选择性校验。
为了保证前后两级熔断器之间保护动作的选择性，应进行熔体选择性校验
4.母线的选择
母线一般按下列各项选择和校验：
①母线导体材料、类型和敷设方式；②母线截面；③热稳定；④动稳定。
5.绝缘子的选择
6.电流互感器和电压互感器的选择
详见相关书籍
低压电气设备的选择
低压电气设备的选择，与高压电气设备的选择一样，必须满足在正常条件下和短路故障条件下工作的要求，同时设备应工作安全可靠，运行维护方便，投资经济合理。
低压断路器与高压断路器选择不同，关于低压断路器的选择及整定计算详见相关资料。
导线和电缆截面的选择计算
详见相关资料
继电器
1）电磁式继电器
（1）继电器动作或起动的动作行为取决于流入继电器的电流，所以称为电流继电器。
符号为KA
电磁式电流继电器的动作时限是固定的，与外加电流无关，这种特性称作定时限特性
Iop——使电流继电器动作的最小电流称继电器的动作电流（或起动电流）
Ire——使继电器由动作状态返回到起始位置的最大电流，称为继电器的返回电流
Kre——继电器的返回电流Ire与动作电流Iop之比，称为继电器的返回系数
对于过量继电器，返回系数总是小于1的（欠量继电器则大于1），返回系数越接近于1，说明继电器越灵敏，如果返回系数过低，可能使保护装置误动作。
DL-10系列继电器的返回系数一般不小于0.8。
（2）电压继电器有过电压继电器和欠（低）电压继电器两种，在保护中大多采用低电压继电器。
符号为KV
Uop——对低电压继电器，使继电器动作的最高电压称为动作电压
Ure——使继电器由动作状态返回到起始位置的最低电压称为返回电压
Kre——称为电压继电器的返回系数。
低电压继电器的返回系数Kre>1，通常为1.25；而过电压继电器的返回系数Kre<1，通常为0.80
（3）电磁式时间继电器在继电保护装置中，用来使保护装置获得所要求的延时（时限）。
当继电器的线圈断电时，继电器在弹簧作用下返回起始位置，符号为KT
（4）中间继电器的触点容量较大，触点数量较多，在继电保护接线中，当需同时闭合或断开几条独立回路，或者要求比较大的触点容量去断开或闭合大电流回路时，可采用中间继电器。
符号为KM
当电磁系统中的线圈通过电流时，衔铁动作，并带动触头系统使动触头即与静触头闭合，继电器便完成了动作。
当线圈中的电流被切断后，继电器连接杆受弹簧作用立即返回到原始位置
中间继电器通常装在保护装置的出口回路中，用来直接接通断路器的跳闸线圈，所以又称为出口继电器
（5）信号继电器用来标志保护装置的动作，并同时接通灯光和音响信号回路，发出保护动作信号，符号为KS
2）感应式电流继电器
在中、小型用户供电系统中，感应式电流继电器广泛应用于过电流保护。
通入继电器线圈的电流越大，铝盘转得越快，扇形齿轮沿蜗杆上升的速度也越快，因此动作时间越短，这就是感应式电流继电器的“反时限特性”
Iqb——预先整定的速断电流值
nqb——速断动作电流倍数
速断特性的动作电流倍数nqb为整定动作电流Iop的（2～8）倍
一定时限过电流保护动作电流的整定
动作电流的整定必须满足下面两个条件。
（1）线路通过最大负荷电流（包括正常过负荷电流和尖峰电流）时保护装置不应起动，动作电流必须躲过（大于）线路的最大负荷电流IL.max。
（2）保护装置的返回电流Ire也应该躲过线路的最大负荷电流IL.max，以保证保护装置在外部故障部分切除后，能可靠地返回到原始位置，避免发生误动作。
过电流保护动作整定公式：
Krel——保护装置的可靠系数，对DL型继电器可取1.2，对GL型继电器可取1.3
Kw——保护装置的接线系数，按三相短路来考虑，对两相两继电器接线（相电流接线）为1，对两相一继电器接线（两相电流差接线）为√3
IL.max——线路的最大负荷电流（含尖峰电流），可取为（1.5～3）I30，I30为线路的计算电流
如果用断路器手动操作机构中的过电流脱扣器作过电流保护,则脱扣器动作电流应按下式整定
Krel——脱扣器的可靠系数，可取2～2.5，这里已考虑了脱扣器的返回系数
（2）定时限过电流保护动作时限整定
为了保证前后两级保护装置动作的选择性，过电流保护装置的动作时间（也称动作时限），应按“阶梯原则”进行整定，也就是在后一级保护装置所保护的线路首端发生三相短路时，前一级保护装置的动作时间t1应比后一级保护装置中最长的动作时间t2都要大一个时间级差Δt
t1≥t2+Δt
Δt大约在0.5s～0.7s之间。
对于定时限过电流保护，可取Δt=0.5s；对于反时限过电流保护，可取Δt=0.7s。
（4）定时限过电流保护的灵敏度校验
当过电流保护作后备保护时，如满足上式有困难，可以取Sp≥1.2
Ki——电流互感器的变比为
Kw——保护装置的接线系数为
为了表征各种接线方式中（如两相二，两相一），继电器电流IKA与电流互感器二次电流I2间的关系，特引入一个接线系数Kw
5）低电压闭锁的过电流保护
凡有低电压闭锁的过电流保护装置的动作电流就不必按躲过线路最大负荷电流IL.max来整定，而只需按躲过线路的计算电流I30来整定，保护装置的返回电流也应躲过计算电流I30
详见资料
二反时限过电流保护
反时限过电流保护，即保护装置的动作时间与反应到继电器中的短路电流的大小成反比关系，短路电流越大，动作时间越短，所以反时限特性也称为反比延时特性或反延时特性
1反时限过电流保护动作电流的整定
反时限过电流保护动作电流的整定与定时限过电流保护相同，式中Krel取1.3。
2反时限过电流保护动作时间的整定
由于GL型继电器的时限调节机构是按10倍动作电流的动作时间来标度的，而实际通过继电器的电流一般不会恰恰为动作电流的10倍，因此必须根据继电器的动作特性曲线来整定。
（详见资料）
3反时限过电流保护的灵敏度校验
反时限过电流保护的灵敏度校验与定时限过电流保护相同
4定时限与反时限过电流保护的比较
定时限过电流保护的优点是：
动作时间较为准确，容易整定，误差小。
其缺点是：
所用继电器的数目比较多，因此接线较为复杂，继电器触点容量较小，需直流操作电源，投资较大。
此外，靠近电源处定时限过电流保护动作时间较长，而此时的短路电流又较大，故对设备的危害较大。
反时限过电流保护的优点是：
继电器的数量大为减少，故其接线简单，只用一套GL系列继电器就可实现不带时限的电流速断保护和带时限的过电流保护。
由于GL继电器触点容量大，因此可直接接通断路器的跳闸线圈，而且适于交流操作。
其缺点是：
动作时间的整定和配合比较麻烦，而且误差较大，尤其是瞬动部分，难以进行配合；且当短路电流较小时，其动作时间可能很长，延长了故障持续时间。
由以上比较可知，反时限过电流保护装置具有继电器数目少，接线简单，以及可直接采用交流操作跳闸等优点，所以在6kV～10kV供电系统中广泛采用。
三电流速断保护
一般规定，当过电流保护的动作时限超过0.5s～0.7s时，应该装设电流速断保护，以保证本段线路的短路故障部分能迅速地被切除
电流速断保护动作电流（速断电流）的整定计算公式
Ik.max——保护线路末端的最大短路电流（即三相短路电流）
Kw——可靠系数，对DL型继电器，取1.2～1.3；对GL型继电器，取1.4～1.5；对脱扣器，取1.8～2
2电流速断保护的“死区”及其弥补
凡装设电流速断保护的线路，都必须装设带时限的过电流保护（详见资料）
3电流速断保护的灵敏度校验
电流速断保护的灵敏度，应按其保护装置安装处（即线路首端）的最小短路电流（两相短路电流）来校验。
因此电流速断保护的灵敏度必须满足的条件是
Ik
（2）──线路首端在系统最小运行方式下的两相短路电流
4中性点不接地系统的单相接地保护
用户6kV～10kV电网的中性点不接地，为小接地电流系统，在其发生单相接地故障时，不会引起相间电压降低和电网电流的急剧增大。
故电网仍可继续运行一段时间中性点不接地系统中单相接地电容电流为系统正常运行时每相对地电容电流的3倍。
对于中性点不接地的供电系统，一般应装设绝缘监视装置或单相接地保护装置，用它来发出信号，通知值班人员及时发现和处理。
1绝缘监视装置（详见资料）
2有选择性的单相接地保护装置
单相接地保护又称“零序电流保护”，它利用单相接地故障线路的零序电流（较非故障的电流大）通过零序电流互感器，使电流继电器动作接通信号回路，发出报警信号
（1）单相接地保护动作电流的整定
架空线路
Krel——可靠系数，其值与动作时间有关。
保护装置不带时限时，其值取4～5，以躲过本身线路发生两相短路时所出现的不平衡电流；保护装置带时限时，其值取1.5～2，这时接地保护装置的动作时间应比相间短路的过电流保护的动作时间大一个Δt，以保证选择性。
Idql.k——正常运行负荷电流不平衡在零序电流互感器输出端出现的不平衡电流。
Ic——其他线路接地时，在本线路的电容电流。
如果是架空电路
（A），对于电缆线路
（A），其中UN为线路的额定电压（kV），l为线路长度（km）
Ki——零序电流互感器的变流比
对于电缆
整定动作电流只需躲过本线路的电容电流Ic即可
Iop（E）=KrelIc
（2）单相接地保护的灵敏度
IcΣ──单相接地总电容电流
Ki──零序电流互感器的变流比
四低压供配电系统的保护
1熔断器保护
（1）熔断器熔体电流应不小于线路正常运行时的计算电流I30
IN.FE≧I30
（2）熔断器熔体电流还应躲过由于电动机起动所引起的尖峰电流Ipk，以使线路出现正常的尖峰电流而不致熔断
IN.FE≧kIpk
k——选择熔体时用的计算系数。
k值应根据熔体的特性和电动机的拖动情况来决定；设计规范提供的数据如下：
轻负荷起动时起动时间在3s以下者，k=0.25～0.4；重负荷起动时，起动时间应在3s～8s者，k＝0.35～0.5；超过8s的重负荷起动或频繁起动、反接制动等，k＝0.5～0.6；
Ipk——尖峰电流。
对一台电动机，Ipk=kst.MIN.M；对多台电动机Ipk=I30+（kst.M.max-1）IN.M.max。
其中kst.M.max为起动电流最大的一台电动机的起动电流倍数。
IN.M.max为起动电流最大的一台电动机的额定电流
（3）为使熔断器可靠地保护导线和电缆
IN.FEkoL——熔断器熔体额定电流与被保护线路的允许电流的比例系数。
对电缆或穿管绝缘导线，koL＝2.5；对明敷绝缘导线，koL＝1.5；对于已装设有其他过负荷保护的绝缘导线、电缆线路而又要求用熔断器进行短路保护时，koL=1.25
2熔断器保护灵敏度校验
Ik.min——熔断器保护线路末端在系统最小运行方式下的短路电流，对中性点不接地系统，取两相短路电流Ik.2；对中性点直接接地系统，取单相短路电流Ik.1；对于保护降压变压器的高压熔断器来说，应取低压母线的两相短路电流换算到高压之值。
IN.FE——熔断器熔体的额定电流。
3.上下级熔断器之间的选择性配合（详见资料）
二低压断路器保护
1低压断路器的过电流脱扣器
配电用低压断路器分为选择型和非选择型两种，所配备的过电流脱扣器有三种。
①具有反时限特性的长延时电磁脱扣器，动作时间可以不小于10s。
②延时时限分别为0.2s、0.4s、0.6s的短延时脱扣器。
3动作时限小于0.1s的瞬时脱扣器
1）长延时过电流脱扣器（即热脱扣器）的整定。
这种脱扣器主要用于线路过负荷保护，故其整定值比线路计算电流，稍大即可
Iop
（1）≧1.1I30
Iop
（1）为长延时脱扣器（即热脱扣器）的整定动作电流。
但是，热元件的额定电流IH.N应比Iop
（1）大10%～25%为好
IH.N≧（1.1—1.25）Iop
（1）
2）瞬时（或短延时）过电流脱扣器的整定。
瞬时或短延时脱扣器的整定电流应躲开线路的尖峰电流Ipk
Iop
（2）≧krelIpk
Iop
（2）——瞬时或短延时过电流脱扣器的整定电流值，规定短延时过电流脱扣器整定电流的调节范围对于容量在2500A及以上的断路器为3倍～6倍脱扣器的额定值，对2500A以下为3倍～10倍；瞬时脱扣器整定电流调节范围对2500A及以上的选择型自动开关为7倍～10倍，对2500A以下则为10倍～20倍。
对非选择型开关为3倍～10倍。
krel——可靠系数。
对动作时间top≥0.4s的DW型断路器，取krel=1.35；对动作时间top≤0.2s的DZ型断路器，krel=1.7～2；对有多台设备的干线，可取kre
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