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7/25/2019 IEC 781 (1989-01)Guidance to Calculate Short Ckt Current
1/60
NORME
I
NTER NATIO NALE
INTERNATIONAL
STANDARD
CE1
IEC
781
Premire dition
First edition
1989-01
Guide d application pour le calcul
des courants de court -circuit
dans les rseaux basse tension radiaux
Application guide for calculation
of short-circuit currents in low-voltage
radial systems
Numro de rfrence
Reference number
C E I / I E C
781:1989
PYRIGHT 2003; International Electrotechnical Commission Document provided by IHS Licensee=/5902168001, User=, 06/28/2003 11:49:36 MDTQuestions or comments about this message: please call the Document PolicyManagement Group at 1-800-451-1584.
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7/25/2019 IEC 781 (1989-01)Guidance to Calculate Short Ckt Current
2/60
I E C
783
8 9
4844873 0077472 3
Rvision de la prsente publication
Le
contenu technique des publications de la C E 1 est constam-
me nt revu par la Comm ission afin dassurer quil reflte bien Itat
actuel de la technique.
Les renseignements relatifs
ce travail de rvision, Itablis-
sement des ditions rvises et aux mises
jour
peuvent tre
obtenus auprs des Comits nationaux de la C E I e t en consultant
les documents ci-dessous:
Bulle tin de la C E I
Annuaire de la C E I
Catalogue des publications de la C E 1
Publi annuellement
Terminologie
En ce qu i concerne la terminologie gnrale, le lecteur se repor-
tera
la Publication 50 de la C E I: Vocabulaire Electrotechnique
Internationa l (VEI), qui est tablie sous forme de chap itres spars
traitant chacun dun sujet dfini, lIndex gnral tant p ubli spa-
rment. Des dtails complets sur le VE1 peuvent tre obtenus
sur
demande.
Les termes et dfinitions figurant dan s la prsente publication
ont t soit repris du VEI, soit spcifiquement approu vs aux fins
de cette pu blication.
Symboles graphiques et littraux
Pour les symboles graphiques, symboles littraux et signes
dusage gnral approuv s par la C E I, le lecteur consultera:
- a Publication 27 de la C E I: Symboles littraux
utiliser en
- a Publication 617 de la CEI: Symboles graphiques pour
lectrotechnique;
schmas.
Les symboles et signes contenus dans la prsente publication o nt
t soit repris des Publications 27 ou 617 de la C E I, soit spcifi-
quem ent appr ouvs aux fins de cette publication.
Publications de la C E I tablies par le mme
Comit dEtudes
Lattention du lecteur est attire
sur
le deuxim e feuillet de la
couverture, qui numre les publications de ia C E prpares par
le Comit #Etudes qui a tabli la prsente publication.
Revision
of
this publication
The technical content of
I
E C publications is kept under.con-
stant review by the I EC, thus ensuring that th e content reflects
current technology.
Information on the work of revision, the issue of revised edi-
tions and amendment sheets may be obtained from I EC Nat iona l
Comm ittees and from the following I EC sources:
I E C B ul le ti n
I
E C Yearbook
Catalogue
of I E C
Publications
Published yearly
Terminology
For
general terminology, readers are referred to
I
EC Publi-
cation 50: Internationa l Electrotechnical Vocabulary (IEV), which
is issued in the form of separate chapters each dealing with a
specific field, the General Index being published as a separate
booklet. Full details of the IEV will be supplied on request.
Th e terms and definitions contained in the present publication
have either been taken from the IEV or have been specifically
approv ed for the purpose of this publication.
Graphical and letter symbols
For graphical symbols, and letter symbols and signs approv ed
by the I E C for general use, readers are referred to:
- E C Publication 27: Letter symbols to be used in electrical
-
E C P ublication 617: Graphical symbols for diagrams.
technology;
The symbols and signs contained in the present publication
have either been taken from I E C Publications 27
or
617,
or
have
been specifically approv ed for the purpose of this pub lication.
I E C publications prepared by the same
Technical Committee
Th e attention of readers is drawn to the back cover, which lists
I E C publications issued by the Technical Com mittee which has
prepared the present publication.
PYRIGHT 2003; International Electrotechnical Commission Document provided by IHS Licensee=/5902168001, User=, 06/28/2003 11:49:36 MDT
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7/25/2019 IEC 781 (1989-01)Guidance to Calculate Short Ckt Current
3/60
I E C
781 87
4899891
0077973
3
~~
~~____-
NORME
INTERNATIONALE
INTERNATIONAL
STANDARD
CE1
IEC
781
Premire dition
First edition
1989-0
Guide d application pour le calcul
des courants de court-circuit
dans les rseaux basse tension radiaux
Application guide for calculation
of short-circuit currents in low-voltage
radial systems
O
CE I 1989 Droits de reproduction rservs
-
Copyright
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all rights reserved
Aucune partse de cette pub1 cation
ne peut tre
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mcanique. y campns a photocopieet
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Bureau Central de la Commission Electrotechnique Internationale 3, rue de Varernb Genve, Suisse
No
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offh s
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any
form or
ti{
any means, electroncor mechan cal. inc'uding photocopyng and
m croflm, wthout permissionn v,mg from the oubl sher
.
crit
de diieur
34
ODE PRIX
PRICE CODE
~~
-
=@-
Commiss ion Electrotechnique Internat ionale
,
E Internat ional E lctrotechnical Commiss ion
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7/25/2019 IEC 781 (1989-01)Guidance to Calculate Short Ckt Current
4/60
I E C 7 8 1 8 7
W
4 8 4 4 8 9 1 0 0 7 7 4 7 4 5 W
- 2 -
SOMMAIRE
781 O CE1
PRAMBULE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
PRFACE
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Articles
1
. Domaine d'application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2. Objet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3. Mthodes gnrales et hypothses de calcul
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4
.
Dfinitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.1 Court-circuit
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2 Cou rt-circuit loign d'un gnrate ur
. . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3 Cou rant de court-circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4 Cou rant de court-circuit prsum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.5 Cou rant de court-circuit symtrique initial IC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.6 Cou rant de court-circuit de crte
i . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.7 Cou rant de court-circuit symtrique coup I ,
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.8 Cou rant de court-circuit perm anen t
Ik
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.9. Tension nominale d'un rseau
U,,
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.10 Impdances de court-circuit des matriels lectriques . . . . . . . . . . . . . . .
4.11 Impdances de court-circuit l'emplacement du court-circuit F . . . . . . . . .
4.12 Source de tension . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.13 Source de tension quivalente CU,,/fi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.14 Facteur de tension c
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.1 Symboles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2 Indices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.3 Exposants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5. Symboles. indices et exposants
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6 Types de court-circuit
7. Mthodes de calcul et hypothses
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.1 Compo santes symtriques
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.2 Source de tension quivalente
l'emplacement du court-circuit . . . . . . . . .
7.3 Conditions pour ngliger l'influence des moteurs . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.1 Rseau d'alimentation haute tension
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.2 Transformateurs
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.3 Lignes ariennes et cbles
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. 8.4 Autres lments d'impdance
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.5 Conversion des impdances . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9. Calcul des coura nts de court-circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8
.
Impdances d e court-circuit du m atriel lectrique
~~
9.1 Cou rant de court-circuit triphas symtrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.2 Cou rant de court-circuit biphas isol
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.3 Cou rant de'court-circuit phase-terre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10 Exemple de calcul de courants de court-circuit l'aide d e formulaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1O
. Procdure gnrale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10.2 Explica tions relatives l'emploi des formulaires
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
11. Exemple relatif une installation industrielle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
11.1 Schma du rseau
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
11.2 Donnes relatives au matriel lectrique
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1
1.3 Remarques particulires
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . .
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. . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . .
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. . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . .
. . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . .
FORMULAIRES
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Pages
4
4
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6
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34
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CONTENTS
Page
FOREWORD
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
PREFACE
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5
Clause
1 scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7
2
. Object . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7
3
. General calculation m ethods an d calculation assumptions
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
4
. Definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
4.1
Shortcircuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
4.2 Far-from-generatorshort circuit
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
4.3
Short-circuit current . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
4.4
Prospective (available) short-circuit current
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
4.5
Initial symm etrical short-circuit current 2;: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
4.6
Peak short-circuit current ip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
4.7 Symmetricalshort-circuit breaking current Zb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
4.8
Steady-stateshort-circuif current
Zk
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
4.9
Nom inal system voltage
U,, . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
4.10
Short-circuit mpedances of electrical equipm ent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
11
4.1 1 Short-circuit impedances at the short-circuit location
F . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13
4.12
Voltage source
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
13
4.14
Voltage factor c
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
5. Symbols. subscripts and superscripts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15
5.1
Symbols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15
5.2
Subscripts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15
5.3 Superscripts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
6. Short-circuit types
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
17
7.1
Symmetrical com ponents
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
7.2
Equivalent voltage sou rce at short-circuit location . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
17
7.3
Conditions for disregarding th e influence of motors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
19
19
8.2 Transformers
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
21
8.3
Overhead lines and cables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
23
8.4
Other impedan ce elements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
23
8.5 Conversion of impedances . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
9
. Calculation of short-circuit currents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
25
9.1
Balanced three-phase sho rt-circu it curre nt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
25
9.2
Line-to-line sh ort-circuit current without e arth co nnection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
27
9.3 Line-to-earth short-circuit current . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
29
10.1 General procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
29
10.2
Explanations for using th e calculation forms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
29
11. Example for a housing installation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
11.1
Network diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
33
11.2
Data of electrical equipment
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
33
11.3
Special rem arks
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
35
4.13 Equiv'alent voltage ource CU,,fi
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7
. Calculation m ethods and a ssumptions
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8
.
Short-circuit impedances of electrical equipm ent
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.1 High-voltage network feeders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
10.
Example of short-circuit current calculations using form s- . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . .
FORMS
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
37
PYRIGHT 2003; International Electrotechnical Commission Document provided by IHS Licensee=/5902168001, User=, 06/28/2003 11:49:36 MDTQuestions or comments about this message: please call the Document PolicyManagement Group at 1-800-451-1584.
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7/25/2019 IEC 781 (1989-01)Guidance to Calculate Short Ckt Current
6/60
I E C
7 8 1
8 9
W
4 8 4 4 8 9 1
0 0 7 9 4 7 6 9
~~~~~~
Rgle des Six Mois Rapport de vote
73(BC)9 73(BC)10
- 4 -
781 O CE1
COMMISSION LECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE
GUIDE DAPPLICATION POUR LE CALCUL DES COURANTS DE
COURT-CIRCUIT DANS LES RSEAUX
BASSE TENSION RADIAUX
PRAMBULE
i)
Les dcisionsQU ccordsoffciels de la CE 1 en ce qui concerne les questions echniques,prpars par d es Comits #Etudes
O
sont
reprsents tous les Com its nationaux sintressant ces questions, expriment dans la plus grande m esure possible un accord
interna tional sur les sujets examins.
2) Ces dcisions constituent des recomm andations internationales et sont agres comm e telles par les Comits nationaux.
3)
Dans le but dencourager lunification internationale, a C E1 exprim e le vu que tou s les Comits nationaux adoptent dans leurs
rgles nationales le texte de la recomm andation de la C E I, dans la mesure O les conditions nationales le permettent. Toute
divergence entre la recom mandation de la C E1 et a rgle-nationale correspondantedoit, dans la mesure du possible, tre indiqu e
en termes clairs dans cette dernire.
PRFACE
Le prsent guide a t tabli par le Comit &Etudes no73 de la CE
I:
Courants de court-circuit.
Le texte de ce guide est issu des documents suivants:
Le
rapport de vote indiqu dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayant abouti
lapprobation de
ce
guide.
Les public ations suivantes de la CE sont cites dans le prsent guide:
Publications nos
38 (1983):
Tensions normales de la CE I.
50:
Vocabulaire Electrotechnique Interna tional (VEI).
50 (131) (1978):
Chapitre
131
: Circuits lectriques et magntiques.
50
(1
5 i )
1
978):
Chapitre 15 1
:
Dispositifs lectriqueset magntiques.
50
(441) (1984):
Chapitre
441
:
Appareillage et fusibles.
909 (1988):
Calcul des courants de court-circuit dans les rseaux triphass
courant alternatif.
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7/60
I E C 781
89
=
48114891 O079477 - _ _
_ _ _ ~
_ _ _ ~
781
O
EC 5
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION
APPLICATION GUIDE FOR CALCULATION OF SHORT-CIRCUIT
CURRENTS IN LOW-VOLTAGE RADIAL SYSTEMS
FOREWORD
I) The formal decisionsor agreementsof the I EC on technicalmatters, prepared by Technical Com mittees on which all the N ational
Comm ittees having a special interest therein are represented,express, as nearly as possible, an in ternatio nal consensusof opinion
on the subjects dealt with.
2) They have the form of recommendations for international use and they are accepted by the National Com mittees in that
sense.
3) In order to promote international unification, the I E C expresses the wish that all National Com mittees should adopt the text
of
the IE C recommendation for their national rules in so far as national conditions will permit. Any divergence between the IE C
recomm endation and the corresponding national rules should, as far as possible, be clearly indicated in the latter.
PREFACE
This guide has been prepared by
I
EC Technical Committee No.73:Short-circuit currents.
The text
of
this guide is based on the following documents:
I Six M onths? Rule I Report on Voting I
I 73(C0)9
I
73(CO)
10
I
Full information on the voting for the approval of this guide can
be
found in the Voting Report
indicated in the above table,
The followiiig IE
C
publications are quoted iii th is guide :
Publications
Nos.
38 (1983):
I
EC standard voltages.
50:
Internationa1Electrotechnical Vocabulary (IEV).
50 (131)( 978): Ch apt er 131:Electric and magnetic circuits.
50
(151)
(1978): Cha pter 151: Electrical and magnetic devices.
50 (441) (1984): Cha pter 441
:
Switchgear, controlgearan d fuses.
909 (1988): Sho rt-circu it curren t calculation in thre e-ph ase a.c. systems.
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8/60
I E C
783 87 W 4844893 0079478
2
- 6 - 781
O
CE1
GUIDE DAPPLICATION POUR LE CALCUL DES COURANTS DE
COURT-CIRCUIT
DANS LES RSEAUX
BASSE TENSION RADIAUX
1.
Dom aine dapplication
Le
prsent guide dapplication fournit une procdure normalise, mise au point partir de la
Publication 909 de la CE I, pour le calcul des courants de court-circuit dans les rseaux alternatifs
triphass fonctionnant
frquence nominale (50 ou 60Hz) orsque le court-circuit a lieu dans des
rseaux
basse tension radiaux et lorsque les conditions simplificatrices donnes
larticle
3
sont
remplies.
Pour en faciliter lapplication par des ingnieurs non spcialiss, un exemple calcul laide de
formulaires recommands est prsent.
2.
Objet
Lobjet de ce guide dapplication est de prsenter une mthode pratique de calcul des courants de
court-circuit dans les rseaux
basse tension. Cette mthode correspond rigoureusement
la
Publication 909 de la CE1 et conduit
des rsultats prudents et suffisamment prcis.
- e courant de court-circuit
maximal
qui provoque les plus grands effets thermiques et lectro-
- e courant de court-circuit
minimal
qui peut servir de base au rglage des dispositifs de
Deux courants de court-circuitj qui diffrent en amplitude, sont considrer:
magntiques sur le matriel lectrique et dtermine ses caractristiques;
protection.
3. Mthodes gnrales et hypothses de calcul
. les conditions suivantes:
Le
calcul des courants de court-circuit conformment au prsent guide dapplication est fond sur
- Le
court-circuit est loign de tout gnrateur et est aliment en
un
seul point par un rseau
-
Le
rseau
basse tension considr nest pas maill.
-
Les
valeurs de la tension dalimentation et les impdances des diffrents matriels lectriques
Les rsistances de contact et les impdances de dfaut ne sont pas prises en compte.
-
Le
court-circuit est simultan sur toutes les phases, sil est polyphas.
Les courants de court-circuit ne sont pas calculs pour les dfauts internes dun cble dun
- I1 ny a pas de modification des circuits pendant toute la dure du court-circuit.Le nombre de
phases impliques reste le mme, par exe-mple
un
court-circuit triphas reste triphas pendant
toute la dure du court-circuit.
dalimentation en lectricit.
sont supposes constantes.
ensemble de cbles en parallle.
-
Les
capacits des lignes et les admittances parallles des lments passifs sont ngliges.
- Les dfauts doubles la terre en diffrents emplacements ne sont pas considrs.
-
Les
conditions pour ngliger linfluence des moteurs, donnes au paragraphe
7.3,
doivent tre
- Les changeurs de prise des transformateurs sont supposs tre sur la position principale.
- Selon le paragraphe4.10.2:
&)
= &).
remplies. Sinon, se reporter la Publication 909 de la CEI.
Pour plus de dtails, se reporter
la Pubkcation 909 de la CEI.
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9/60
q 4 4 L 0077479
4
781
O
IEC - 7 -
APPLICATION GUIDE FOR CALCULATION OF SHORT-CIRCUIT
CURRENTS
IN
LOW-VOLTAGE RADIAL SYSTEMS
1. scope
This application guide specifiesa standardized procedure developed from
I
EC Publication 909
for the calculation of short-circuit currents in three-phase a.c. systems operatingat nominal
frequency (50 or 60Hz)when the short circuit occurs in low-voltage radial systems and when the
simplifiing conditions given in Clause
3
are met.
In order to facilitate application by non-specialist engineers, an example calculated using the
recommended forms is included.
2. Object
It is the object of this application guide to present a practical method to be used when calculating
short-circuit currents in low-voltage networks. The method corresponds strictly with IEC Publi-
cation 909 nd leads to conservative results with sufficient accuracy.
-
he maximum short-circuit current which causes the maximum thermal and electromagnetic
-
the minimum short-circuit current which may be
a
basis for the adjustment of protective
Two short-circuit currents which differ in magnitude are to be calculated:
effects on electrical equipment and determines the required capacity or rating;
devices.
3.
General calculation methods and calculation assumptions
The calculation of short-circuit currents according to this application guide is based on the
following conditions:
- The short circuit is far-from-generator and is supplied at
one
point by an electricity supply
- The low-voltage network considered is unmeshed.
-
The values of the source voltage and the impedances of ali electrical equipment are assumed to
Contact resistances and fault impedances are not taken into account.
-
The short circuit is simultaneous in ali poles,
if
multiphase.
- Short-circuit currents are not calculated for internal faults in oneof several parallel cables.
network.
be constant.
- For the duration of the short circuit thereis no change in the circuits involved. The number of
phases involved remains the same e.g. a three-phase short circuit remains three-phase during the
time of the short circuit.
- Line capacitances and parallel admittances of passive elements are disregarded.
- Double earth faults at different locations are disregarded.
- The conditions for disregarding the influence of motors, given in Sub-clause 7.3, must
be
met.
Transformer tap-changers are assumed to be in the main position.
- According to Sub-clause 4.10.2: z ,) .
If not, see IEC Publication
909.
For more detailed information see
I
EC
Publication
909
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I E C 781 8 9 m
484489L
0 0 7 9 4 8 0 O m
- 8 - * 781 O CE1
4.
Dfinitions
Dans le cadre de
ce
guide d'application, on utilise les dfinitions suivantes qui font rfrence au
Vocabulaire Electrotechnique International (VEI) [Publication 50 de la CE11 chaque fois que celui-
ci peut convenir.
4.1
Court-circuit
Connexion accidentelle ou intentionnelle, par une rsistance ou une impdance relativement
faibles, de deux ou plusieurs points d'un circuit se trouvant normalement
des tensions diffrentes.
(VE1
151-03-41).
4.2.
Court-circuit loign
d un
gnrateur
Court-circuit pendant lequel l'amplitude de la composante alternative symtrique du courant de
court-circuit prsum .reste pratiquement constante.
4.3
Courant de court-crcuit
Surintensit rsultant d'un court-circuit d un dfaut ou un branchement incorrect dans un
circuit lectrique( W I 441-1 1-07).
Note. -
1 y
a lieu de distinguer entre le cour ant de court-circuit
a
point d e dfaut et les courants de cour t-circuit circulant
dans les branches du rseau.
4.4
Courant de court-circuitprsum
Courant qui circulerait si le court-circuit tait remplac par une connexion idale d'impdance
ngligeable, sans modification de l'alimentation.
4.5
Courant de court-circuit symtrique init ial Ii
Valeur efficace de la composante symtrique alternative d'un courant de court-circuit prsum
l'instant d'apparition du court-circuit, si l'impdance conserve sa valeur initiale (voir figure
1).
4.6
Courant de court-circuit de crte ip
Valeur instantane maximale possible du courant de court-circuit prsum.
Note. -
L'amplitude du courant de court-circuit de crte vane av ec l'instant d'apparition du court-circuit. calcul de la
valeur de cr te du courant de cou rt-circuit triphas
i p
s'effectue pour la phase et l'instant conduisant au courant de
court-circuit maximal.
4.7
Courant de court-circuit symtrique
coup
I b
Valeur efficace d'un cycle complet de la composante alternative symtrique du courant de
court-circuit prsum
l'instant de la sparation des contactsdu premier ple de l'appareil de
manuvre.
4.8
Courant de court-circuit permanent I k
transitoires (voir figure I).
Valeur efficace du courant de court-circuit se maintenant aprs extinction des phnomnes
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11/60
781 O EC
- 9 -
4.
Definitions
For the purpose of this application guide, the following definitions apply. Reference is made to
the International Electrotechnical Vocabulary (IEV)
[I
EC Publication 501 when applicable.
4.1 Short circuit
The accidental or intentional connection, by a relatively low resistance or impedance, of two or
more points in a circuit which are normally at different voltages (IEV 151-03-41).
4.2 Far-from-generator hort circuit
A short circuit during which the magnitude of the symmetrical a.c. component of the prospective
short-circuit current remains essentially constant.
4.3
Short-circuit current
An over-current resulting from a short circuit due toa fault or an ncorrect connection in an
electric circuit (IEV 441-1 1-07).
Nofe.-
t is necessary to distinguish between the short-circuit current at the short-circuit location and
in
the network
branches.
4.4 Prospective (available) short-circuit current
The current that would flow if the short circuit were replaced by an ideal connection of
negligible impedance without any change of the supply.
4.5
Initial symmetrical short-circuit current
I ;
The r.m.s. value of the a.c. symmetrical component of a prospective (available) short-circuit
current applicable at the instant of short circuit
if
the impedance remains at zero-the value
see
Figure 1).
4.6
Peak short-circuit current
ip
The maximum possible instantaneous value of the prospective (available) short-circuit
current.
Note.
-
The magnitude of the peak short-circuit current varies in accordance with the mo men t at which the short circuit
occurs. The calculation
of
the peak three-phase short-circuit current
ip
applies
for
that phas eand uctor and that
mom ent in which the greatest possi ble short-circuit current exists .
4.7
Sym metrical short-circuit breaking current Ib
short-circuit current at the instant of contact separation of the fust pole of a switching device.
The r.m.s. value of an integral cycle of the symmetrical a.c. component of the prospective
4.8 Ste ady -sta te short-circuit current Ik
The r.m.s. value of the short-circuit current which remains after the decay
of
the transient
phenomena (see Figure 1).
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12/60
I E C 781
87
U
4 8 4 4 8 9 1 0077482
4
-
10
-
781
O
CE1
Enveloppe suprieure
/
Composante contini
I t /
/
ue (apriodique)dcroissante iDc
nveloppe infrieure
CJ
II-
emps
4
i,,
1,
Courant de court-circuit permanen t
Dc
Com posante continue dcroissante (apriodique)du
A
Courant d e cou rt-circuit symtrique initial
Courant de cou rt-circuit de crte
Valeur initiale d e ia com posante apriodique iDc
965/87
jurant de court-circuit
FIG,
1. - Courant de court-circuit relatif A un court-circuit loign dun gnrateur (trac
schmatique).
4.9
Tension nominale dun rseau
Un
caractristiques de fonctionnement.
Les
valeurs figurent dans la hblication 38 de la CEI.
Tension (entre phases) par laquelle on dsigne un rseau et laquelle on rapporte certaines
4.1O
Impdances d e court-circuit des matriels dlectriques
4.10.1
Impdance de court-circuit directe dun matriel lectrique
Rapport de la tension phase-neutre au courant de court-circuit de la phase correspondantedun
matriel lectrique aliment par un systme direct symtrique de tensions.
Note. - Lindice d u sym bole g,,)
eut
tre omis sil ny a pas de risque de co nfusion avec les imp danc es de court-c ircuit
invers e et hom opolaire.
4.10.2
Impdance de court-circuit inverse dun matriel lectrique
Rapport de la tension phase-neutre au courant de court-circuit de la phase correspondante dun
matriel lectrique aliment par un systme inverse symtrique de tensions.
Note.
- Dan s le prsent guide dapplication, qui traite d es cour ts-circu its loigns des gnrateurs, il est adm is que
&) =
g( , ) ans tous les cas.
4.10.3
Impdance de court-circuit homopolaire zco> dun matriel lectrique
Rapport de la tension phase-neutre au courant de court-circuit dune phase dun matriel lec-
trique aliment par
une
source de tension alternative, lorsque les trois conducteurs de phase servent
en parallle.pour le courant de sortie et quun quatrime conducteur et/ou la terre servent de
conducteur commun de retour.
----------
- - *
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13/60
781 O IEC
t
urrent
- 11 -
Decaying (aperiodic)component
DC
Bottom envelope
-
ime
965187
Pi
Initial symmetrical short-circuit current
ip
Peak short-circuit current
Z,
Steady-state short-circuit current
x Decaying d.c. (aperiodic) com ponen t of short-circu it curren t
A
Initial value
of
the aperiodic componentix
FIG.
1. Short-circuit current of a far-from-generator short circuit (schematic diagram).
4.9
Nominal system voltage
U,,
Voltage (line-to-line) by which a system is designated and to which certain operating
characteristics are referred. Values are listed in IEC Publication 38.
. 4.10
Short-circuit impedances of electrical equipment
4.10.1 Positive-sequenceshort-circuit impedance %il of electrical equipment
The ratio of the line-to-neutral voltage to the short-circuit current of the corresponding phase of
an electrical equipment when fed by a symmetrical positive-sequence system of voltages.
Note.
- ndex of symbol
3,)
ay
be
omitted if there is
no
possibility
of
confusion with the negative-sequence and the
zero-sequence short-circu it impedances.
4.10.2
Negative-sequenceshort-circuit impedance
2 2>
of
electrical equipment
The ratio of the he-to-neutral voltage to the short-circuit current of the corresponding phase of
an electrical equipment when fed by a symmetrical negative-sequence system of voltages.
N o f e - n this applic ation guide, covering far-from-generator sh ort circuits, it is assu med that Z =3,)n all cases.
4.1O.
3
Zero-sequence short-circuit impedance 2 0, of electrical equipment
The ratio of the line-to-earth voltage to the short-circuit current of one phase of an electrical
equipment when fed by an a.c. voltage source,
if
the three paralleled phase conductors are used for
the outgoing current and a fourth line and/or earth is joint return.
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7/25/2019 IEC 781 (1989-01)Guidance to Calculate Short Ckt Current
14/60
I E C
781
8 9
W
4844891 0079484 8 W
12 -
4.1 1 Impdances de court-circuit
l'emplacement du court-circuit F
781
O
CE1
4.1 1.1
Impdance de court-circuit directe
Z(i)
d'un rseau triphas
courant alternatif
Impdance dans le systme direct vue de l'emplacement du court-circuit (voir figure2a).
4.1 1.2
Impdance de court-circuit homopolaire
2 0,
d'un rseau triphas
courant alternatif
Impdance dans le systme homopolaire vue de l'emplacementdu court-circuit (voir figure 2
b).
Elle comprend le triple de l'impdance de mise la terre du neutre 3ZNE.
725/88
FIG.
2.
-
mpdance de court-circuit d'un rseau triphas
courant alternatif
l'emplacement du
court-circuitE
a) Impdance de court-circuit directe:
b)
Impdance de court-circuit homopolaire:
Z(1,=U(i>/l(I)
Z 0)
= q o
0 )
.
4.12 Source de tension
Element actif qui peut tre reprsent par une source idale de tension indpendante de tout
courant ou tension du circuit, et associeA un lment passif en srie (VE1 131-01-37). I
4.13
Source de tension quivalente
c U n / f i
Tension d'une source idale applique l'emplacement du court-circuit dans le systme direct,
en tant que seule tension active, pour le calcul du courant de court-circuit comme indiquA
l'article 9.
4.14 Facteur de tension c
Rapport de la source de tension quivalente la tension nominale du rseau Undivise par
fi.
Pour les valeurs se reporter au tableau I.
Note. -
L'introduction d'un facteur de tension
c
est n cessaire pour diffrentes raisons:
-
es variations de tension dans le temps e t dan s l'espace,
- es changements de prise d es transformateurs,
-
a non-prise en com pte des charges et des c apacitS.dans
es
calculs selon l'article 9.
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_ _
EC-781
89 4 8 4 4 8 9 3 0 0 7 9 4 8 5 T W
781 8 IEC - 13 -
4.1 1 Short-circuit impedances at the short-circuit location
F
4.1 1.1 Positive-sequence short-circuit impedance of a three-phase a.c. system
The impedance of the positive-sequence system
as
viewed from the short-circuit location
(see
Figure 2a) .
4.1 1.2 Zero-sequence short-circuit impedance
Z(o)of
a three-phase a.c. sy stem
The impedance
of
the zero-sequence system as viewed from the short-circuit location (see
Figure 2b). It includes three times the neutrai-to-earth impedance 3 & .
725/88
FIG.
2
Short-circuit impedance of
a
three-phase a.c. system at the short-circuit location
F.
a)
Positive-sequence short-circuit impedance:
b) Zero-sequence short-circuit impedance:
31)=31)
I)
30 = g o 4 ( 0 )
4.12 Voltage source
An active element which canbe represented
by
an L a 1 oltage source independentofall currents
and voltagesin the circuit, in series with a passive circuit element
(IEV
131-01-37).
4.13
Equivalent voltage source
cUn/fi
The voltage of an ideal source applied at the short-circuit locationin the positive-sequence
network as the oniy active voltage of the system for calculating the short-circuit current according to
Clause
9.
4.14
Voltagefactor c
The ratio between the equivalent voltage source and the nominal system voltageUndivided by
fi.
or values see Table
I.
Nofe.
- The introduction of a voltage factor c is necessary for various reasons. These are:
-
voltage variations depending on time and place,
-
changing
of
transform er tappings,
-
neglecting loads and capacitances by calculations according to C lause
9.
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I E C
78
8 9
=
4 8 4 4 8 9 3
0077486
1
-
14
-
781
O
CE1
5. Symboles, indices
et exposants
Les symboles des grandeurs complexes sont souligns, par exemple:
z
R +
jX
Toutes les quations sont donnes sans indication d'units.
Les
symboles reprsentent des gran-
deurs ayant des valeurs numriques et des dimensions indpendantes des units, dans la mesure
O
l'on a choisi un systme d'units cohrent, tel que le Systme international d'units
(SI).
5.1 Symboles
A
R'
-
x o u x
C
l l k r
t Rr
tr
rl
K
cos cp
e
4n
cun/v3
5.2
Indices
(1)
(2)
0)
r
n
k ou k3
k2
k l
I
E
F
HV
LV
L
M
N
Q
T
Valeur initiale de ia composante apriodique
Courant de court-circuit sym trique initial (valeur efficace)
Valeur de crte d u cou rant de court-circuit
Courant d e court-circuit sym trique coup (valeur efficace)
Courant de cou rt-circuit permanent (valeur efficace)
Puissance appa rente assigne d'un matriel lectrique
Pertes totales des enroulem ents d'un transformateur au courant assign
Tension nominale entre phases
d'un
rseau (valeur efficace)
Impdance de court-circuit directe
Impdance de court-circuit inverse
Impdance de court-circuit homopolaire
Rsistance, en valeur absolue ou rduite
Rsistance par unit de longueur
Ractance en valeu r absolue
ou
rduite
Ractance par unit de longueur
Facteur de tension
Tension de cou rt-circuit assigne, en pour-cent
Chu te de tension rsistive assigne, en pour-c ent
Longueur de ligne ou de cble
Rapport de transformation assign (changeur de pnse en position principale); Ir
Source de ten sion quiv alente (valeur efficace)
Rendement des moteurs asynchrones
Facteur relatif au c oura nt de court-circuit d e crte
Facteur de puissance
Rsistivit,
Section nominale
1
Composante directe
Composante inverse
Composante homopolaire
Valeur assigne
(VE1
151-04-03)
Valeur nominale (VE1 151-04-01)
Court-circuit triphas (figure 3 4
Court-circuit biphas isol (figure 3b)
Court-circu it monophas, phase-neu tre ou phase-terre (figure 3c)
Valeur transforme
Terre
Dfaut, position du dfaut
Haute tension, ct haute tension d'un transformateur
Basse tension, ct basse tension d'un transformateur
Ligne ou cble
Moteur
ou
groupe de moteurs asynchrones
Neutre d'un systme courant alternatif triphas
Point de liaison une alimentation
Transformateur
5.3
Exposants
,
Valeur initiale (subtransitoire)
Rsistance ou ractance par unit d e longueur
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781 O IE C
5. Symbols, subscripts
and
superscripts
Symbols of complex quantities are underlined,
for
example:
z
=R + jX
AU equations are written without units specified. The symbols represent quantities possessing
both numerical values and dimensions that are independent of units, provided that a consistent
unit system is chosen, for example the International System of Units (SI).
-
'
X
esp.
x
i
9
cos
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16
6. Types de court-circuit
Les
types de court-circuit suivants sont traits:
c)
L3
781 O CE1
C
Courant de court-circuit
-D-
Courants de court-circuit partiels dans les conducteurs et la terre
726/88
FIG.
3.
Caractrisation des courts-circuits et de leurs courants.
La
direction des flches relatives
aux courants est arbitraire.
a) Court-circuit triphas symtrique.
bJ Court-circuit biphas isol.
c)
Court-circuit phase-terre.
7.
Mthodes de
caicul
et
hypothses
7.1
Composantes symtriques
Le
calcul des courants de court-circuit dissymtriques est facilit par lemploi des composantes
symtriques.
Pour les rseaux basse tension loigns des gnrateurs, traits dans le prsent guide
dapplication, seules les impdances de court-circuit directes 3,)t homopolaires
so)
ont
considres.
Limpdance de court-circuit directe
&)
lemplacement du court-circuit
F
sobtient, comme
indiqu par la figure 2a, en appliquant en F un systme direct symtrique de tensions. Toutes les
machines tournantes tant court-circuites en amont de leurs impdances internes.
Limpdance de court-circuit homopolaire z o) lemplacement du court-circuit F sobtient,
comme indiqu par la figure
2b,
en appliquant une tension alternative entre les phases court-
circuites et le retour commun.
Sauf dans des cas particuliers, limpdance de court-circuit homopolaire diffre de limpdance
de court-circuit directe.
7.2
Source de tension quivalente
rem placement du court-circuit
de tension quivalente applique en ce point.
Le
courant de court-circuit lemplacement du court-circuit
F
est obtenu au moyen dune source
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781
O
IEC - 17 -
6. Short-circuit
types
The following types of short circuits are dealt with:
c)
L3
L2
Short-circuit current I
Branch short-circuit currents in conductors and earth
726 88
I
FIG.
3.
- Characterization of short circuits and their currents. The direction of current arrows is
chosen arbitrarily.
a) Balanced three-phase short circuit.
b) Line-to-line short circuit.
c) Line-to-earth short circuit.
1
- 7. Calculation methods and assumptions
.
7.1 Symmetrical components
The calculation of unbalanced short-circuit currents is simplified by the use
of
symmetrical
components.
For the far-from-generator low-voltage systems dealt with in this application guide, only the
positive-sequence short-circuit impedancesSI nd the zero-sequence short-circuit impedances
The positive-sequence short-circuit impedancez ,)t the short-circuit location
F
is obtained
according to Figure
2a,
when a symmetrical system of voltages of positive-sequence order is applied
to the short-circuit locationF and all rotating machines are short-circuited on the supply sideof
their internal impedances.
The zero-sequence short-circuit impedancezco,t the short-circuit locationF is obtained accord-
ing to Figure 2b,
if
an a.c. voltage is applied between the short-circuited lines and the common
returns.
Except for special cases, the zero-sequence short-circuit impedance differs from the positive-
sequence short-circuit impedance.
are taken into account.
7.2 Equivalent voltage source at short-circuit location
voltage source at the short-circuit location.
The short-circuit current at the short-circuit location
F
is determined by using an equivalent
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IEC - 19 -
Nom inal voltages
un
Low voltage
100
V
...
1000 V (I
EC
Publication 38,
Table I)
a) 230/400V
b/
Other values
High voltage
> 1 kV ... 35 kV (IEC Publication 38,
Table III)
The equivalent voltage source
cUn/fi
at the short-circuit locationF is composed of the voltage
factor c, the nominal system voltage Un and fi.
It is the oniy active voltageof the system.Ali other active voltages (system feeders, synchronous
and asynchronous machines) are set to zero, that is, short-circuited on the supply side of their
internal impedance. According to Clause 3 all line capacitances and parailel admittances (loads) are
disregarded for the purpose of this procedure.
The voltage factor c depends on the system voltage and is different for the calculation of mini-
mum and maximum short-circuit currents. It takes into account the influence of loads, variation of
system voltage and changing of transformer tappings. The voltage factorc is chosen from Table I
unless National Standards give other values.For calculating the impedancezQf a high-voltage
feeder, use the high-voltage factorca.
Voltage factor
c
for the calculation of
Maximum Minimum
short-circuit short-circuit
current current
Cmax emin
1 o0 0.95
1
O5
1.00
1.10
1.00
TABLE
Voltage actor
c
7.3
Conditions for disregarding the influence
of
motors
The contribution of asynchronous motors to the short-circuit current
Ii
is disregarded if:
c rM