IEC TR 60909-4:2000
(Main)Short-circuit currents in three-phase a.c. systems - Part 4: Examples for the calculation of short-circuit currents
Short-circuit currents in three-phase a.c. systems - Part 4: Examples for the calculation of short-circuit currents
Courants de court-circuit dans les réseaux triphasés à courant alternatif - Partie 4: Exemples pour le calcul des courants de court-circuit
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
RAPPORT CEI
TECHNIQUE IEC
TR 60909-4
TECHNICAL
Première édition
REPORT
First edition
2000-07
Courants de court-circuit dans les réseaux
triphasés à courant alternatif –
Partie 4:
Exemples pour le calcul des courants
de court-circuit
Short-circuit currents in three-phase
a.c. systems –
Part 4:
Examples for the calculation of
short-circuit currents
Numéro de référence
Reference number
IEC/TR 60909-4:2000
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Numéros des publications Numbering
Depuis le 1er janvier 1997, les publications de la CEI As from 1 January 1997 all IEC publications are
sont numérotées à partir de 60000. issued with a designation in the 60000 series.
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Les versions consolidées de certaines publications de Consolidated versions of some IEC publications
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Par exemple, les numéros d’édition 1.0, 1.1 et 1.2 edition numbers 1.0, 1.1 and 1.2 refer, respectively, to
indiquent respectivement la publication de base, la the base publication, the base publication incor-
publication de base incorporant l’amendement 1, et la porating amendment 1 and the base publication
publication de base incorporant les amendements 1 incorporating amendments 1 and 2.
et 2.
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Le contenu technique des publications de la CEI est The technical content of IEC publications is kept
constamment revu par la CEI afin qu'il reflète l'état under constant review by the IEC, thus ensuring that
actuel de la technique. the content reflects current technology.
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mation de la publication sont disponibles dans le of the publication is available in the IEC catalogue.
Catalogue de la CEI.
Les renseignements relatifs à des questions à l’étude et Information on the subjects under consideration and
des travaux en cours entrepris par le comité technique work in progress undertaken by the technical
qui a établi cette publication, ainsi que la liste des committee which has prepared this publication, as well
publications établies, se trouvent dans les documents ci- as the list of publications issued, is to be found at the
dessous: following IEC sources:
• «Site web» de la CEI* • IEC web site*
• Catalogue des publications de la CEI • Catalogue of IEC publications
Publié annuellement et mis à jour Published yearly with regular updates
régulièrement (On-line catalogue)*
(Catalogue en ligne)*
• IEC Bulletin
• Bulletin de la CEI Available both at the IEC web site* and
Disponible à la fois au «site web» de la CEI* as a printed periodical
et comme périodique imprimé
Terminology, graphical and letter
Terminologie, symboles graphiques
et littéraux symbols
For general terminology, readers are referred to
En ce qui concerne la terminologie générale, le lecteur
se reportera à la CEI 60050: Vocabulaire Electro- IEC 60050: International Electrotechnical Vocabulary
technique International (VEI). (IEV).
For graphical symbols, and letter symbols and signs
Pour les symboles graphiques, les symboles littéraux
approved by the IEC for general use, readers are
et les signes d'usage général approuvés par la CEI, le
referred to publications IEC 60027: Letter symbols to
lecteur consultera la CEI 60027: Symboles littéraux à
utiliser en électrotechnique, la CEI 60417: Symboles be used in electrical technology, IEC 60417: Graphical
graphiques utilisables sur le matériel. Index, relevé et symbols for use on equipment. Index, survey and
compilation of the single sheets and IEC 60617:
compilation des feuilles individuelles, et la CEI 60617:
Graphical symbols for diagrams.
Symboles graphiques pour schémas.
* Voir adresse «site web» sur la page de titre. * See web site address on title page.
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RAPPORT CEI
TECHNIQUE IEC
TR 60909-4
TECHNICAL
Première édition
REPORT
First edition
2000-07
Courants de court-circuit dans les réseaux
triphasés à courant alternatif –
Partie 4:
Exemples pour le calcul des courants
de court-circuit
Short-circuit currents in three-phase
a.c. systems –
Part 4:
Examples for the calculation of
short-circuit currents
IEC 2000 Droits de reproduction réservés Copyright - all rights reserved
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– 2 – TR 60909-4 © CEI:2000
SOMMAIRE
Pages
AVANT-PROPOS.6
Articles
1 Généralités .10
1.1 Domaine d'application et objet.10
1.2 Documents de référence.10
1.3 Définitions, symboles et indices, et équations.12
2 Impédances directe, inverse et homopolaire des matériels électriques .12
2.1 Lignes aériennes, câbles et réactances de limitation du courant de court-circuit .12
2.2 Transformateurs.14
2.3 Alternateurs et groupes de production.26
3 Calcul des courants de court-circuit dans un réseau basse tension U = 400 V .36
n
3.1 Problème.36
3.2 Détermination des impédances directes.36
3.2.1 Réseau d'alimentation .36
3.2.2 Transformateurs.40
3.2.3 Lignes (câbles et ligne aérienne).40
3.3 Détermination des impédances homopolaires.42
3.3.1 Transformateurs.42
3.3.2 Lignes (câbles et lignes aériennes).42
"
3.4 Calcul de I et i pour les court circuits triphasés .44
p
k
3.4.1 Point de court-circuit F1 .44
3.4.2 Point de court-circuit F2 .46
3.4.3 Point de court-circuit F3 .48
"
3.5 Calcul de I et i pour les courts-circuits phase terre .48
p1
k1
3.5.1 Point de court-circuit F1 .48
3.5.2 Point de court-circuit F2 .52
3.5.3 Point de court-circuit F3 .54
3.6 Récapitulation des résultats.54
4 Calcul des courants de court-circuit triphasés dans un réseau moyenne tension – influence
des moteurs .56
4.1 Problème.56
4.2 Calcul complexe à partir de grandeurs réelles .58
4.3 Calcul avec les réactances de court-circuit du matériel électrique.66
4.4 Calcul à partir des grandeurs réduites .70
4.5 Calcul avec la méthode de superposition.74
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TR 60909-4 © IEC:2000 – 3 –
CONTENTS
Page
FOREWORD .7
Clause
1 General.11
1.1 Scope and object.11
1.2 Reference documents .11
1.3 Definitions, symbols and indices, and equations .13
2 Positive-sequence, negative-sequence and zero-sequence impedances of electrical
equipment.13
2.1 Overhead lines, cables and short-circuit limiting reactors .13
2.2 Transformers.15
2.3 Generators and power-station units .27
3 Calculation of short-circuit currents in a low-voltage system U = 400 V.37
n
3.1 Problem .37
3.2 Determination of the positive-sequence impedances .37
3.2.1 Network feeder .37
3.2.2 Transformers .41
3.2.3 Lines (cables and overhead lines) .41
3.3 Determination of the zero-sequence impedances.43
3.3.1 Transformers .43
3.3.2 Lines (cables and overhead lines) .43
"
3.4 Calculation of I and i for three-phase short circuits .45
k p
3.4.1 Short-circuit location F1.45
3.4.2 Short-circuit location F2.47
3.4.3 Short-circuit location F3.49
"
3.5 Calculation of I and i for line-to-earth short circuits.49
p1
k1
3.5.1 Short-circuit location F1.49
3.5.2 Short-circuit location F2.53
3.5.3 Short-circuit location F3.55
3.6 Collection of results.55
4 Calculation of three-phase short-circuit currents in a medium-voltage system –
influence of motors.57
4.1 Problem .57
4.2 Complex calculation with absolute quantities .59
4.3 Calculation with short-circuit reactances of electrical equipment .67
4.4 Calculation with per-unit quantities .71
4.5 Calculation with the superposition method .75
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– 4 – TR 60909-4 © CEI:2000
Articles Pages
5 Calcul des courants de court-circuit triphasés pour un groupe de production et
le réseau auxiliaire .82
5.1 Problème.82
5.2 Impédances de court-circuit des matériels électriques.86
5.2.1 Réseau d'alimentation .86
5.2.2 Groupe de production .86
5.2.3 Transformateurs auxiliaires .90
5.2.4 Transformateurs basse tension 2,5 MVA et 1,6 MVA.90
5.2.5 Moteurs asynchrones .98
5.3 Calcul des courants de court-circuit .98
5.3.1 Point de court-circuit F1 .98
5.3.2 Point de court-circuit F2 .100
5.3.3 Point de court-circuit F3 .104
5.3.4 Point de court-circuit F4 .110
5.3.5 Point de court-circuit F5 .114
6 Réseau d'essai pour le calcul des courants de court-circuit avec des programmes
informatiques, conformément à la CEI 60909-0.118
6.1 Généralités.118
6.2 Réseau d'essai à haute tension 380 kV/ 110 kV/30 kV .120
6.2.1 Topologie et caractéristiques du réseau .120
6.2.2 Impédances de court-circuit des matériels électriques.124
6.3 Résultats .128
6.3.1 Courants de court-circuit triphasés .128
6.3.2 Courants de court-circuit phase terre .130
---------------------- Page: 6 ----------------------
TR 60909-4 © IEC:2000 – 5 –
Clause Page
5 Calculation of three-phase short-circuit currents for a power station unit and
the auxiliary network.83
5.1 Problem .83
5.2 Short-circuit impedances of electrical equipment.87
5.2.1 Network feeder .87
5.2.2 Power-station unit.87
5.2.3 Auxiliary transformers.91
5.2.4 Low-voltage transformers 2,5 MVA and 1,6 MVA .91
5.2.5 Asynchronous motors .99
5.3 Calculation of short-circuit currents.99
5.3.1 Short-circuit location F1.99
5.3.2 Short-circuit location F2.101
5.3.3 Short-circuit location F3.105
5.3.4 Short-circuit location F4.111
5.3.5 Short-circuit location F5.115
6 Test network for the calculation of short-circuit currents with digital programs
in accordance with IEC 60909-0.119
6.1 General .119
6.2 High-voltage test network 380 kV/ 110 kV/30 kV.121
6.2.1 Network topology and data .121
6.2.2 Short-circuit impedances of electrical equipment .125
6.3 Results .127
6.3.1 Three-phase short-circuit currents .129
6.3.2 Line-to-earth short-circuit currents .131
---------------------- Page: 7 ----------------------
– 6 – TR 60909-4 © CEI:2000
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE
____________
COURANTS DE COURT-CIRCUIT DANS LES RÉSEAUX TRIPHASÉS À
COURANT ALTERNATIF –
Partie 4: Exemples pour le calcul des courants de court-circuit
AVANT-PROPOS
1) La CEI (Commission Électrotechnique Internationale) est une organisation mondiale de normalisation composée
de l'ensemble des comités électrotechniques nationaux (Comités nationaux de la CEI). La CEI a pour objet de
favoriser la coopération internationale pour toutes les questions de normalisation dans les domaines de
l'électricité et de l'électronique. A cet effet, la CEI, entre autres activités, publie des Normes internationales. Leur
élaboration est confiée à des comités d'études, aux travaux desquels tout Comité national intéressé par le sujet
traité peut participer. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison
avec la CEI, participent également aux travaux. La CEI collabore étroitement avec l'Organisation Internationale
de Normalisation (ISO), selon des conditions fixées par accord entre les deux organisations.
2) Les décisions ou accords officiels de la CEI concernant les questions techniques représentent, dans la mesure du
possible, un accord international sur les sujets étudiés, étant donné que les Comités nationaux intéressés sont
représentés dans chaque comité d’études.
3) Les documents produits se présentent sous la forme de recommandations internationales. Ils sont publiés comme
normes, spécifications techniques, rapports techniques ou guides et agréés comme tels par les Comités nationaux.
4) Dans le but d'encourager l'unification internationale, les Comités nationaux de la CEI s'engagent à appliquer de
façon transparente, dans toute la mesure possible, les Normes internationales de la CEI dans leurs normes
nationales et régionales. Toute divergence entre la norme de la CEI et la norme nationale ou régionale
correspondante doit être indiquée en termes clairs dans cette dernière.
5) La CEI n’a fixé aucune procédure concernant le marquage comme indication d’approbation et sa responsabilité
n’est pas engagée quand un matériel est déclaré conforme à l’une de ses normes.
6) L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent rapport technique peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. La CEI ne saurait être tenue pour responsable de ne pas
avoir identifié de tels droits de propriété et de ne pas avoir signalé leur existence.
La tâche principale des comités d’études de la CEI est l’élaboration des Normes internationales.
Toutefois, un comité d’études peut proposer la publication d’un rapport technique lorsqu’il a réuni
des données de nature différente de celles qui sont normalement publiées comme Normes
internationales, cela pouvant comprendre, par exemple, des informations sur l’état de la technique.
La CEI 60909-4, qui est un rapport technique, a été établie par le comité d’études 73 de la CEI:
Courants de court-circuit.
Ce rapport technique doit être utilisé conjointement avec la CEI 60909-0.
Le texte de ce rapport technique est issu des documents suivants:
Projet d’enquête Rapport de vote
73/105/CDV 73/108/RVC
Le rapport de vote indiqué dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayant
abouti à l'approbation de ce rapport technique.
Cette publication a été rédigée selon les Directives ISO/CEI, Partie 3.
Ce document, purement informatif, ne doit pas être considéré comme une Norme internationale.
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TR 60909-4 © IEC:2000 – 7 –
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION
____________
SHORT-CIRCUIT CURRENTS IN THREE-PHASE AC SYSTEMS –
Part 4: Examples for the calculation of short-circuit currents
FOREWORD
1) The IEC (International Electrotechnical Commission) is a worldwide organization for standardization comprising
all national electrotechnical committees (IEC National Committees). The object of the IEC is to promote
international co-operation on all questions concerning standardization in the electrical and electronic fields. To
this end and in addition to other activities, the IEC publishes International Standards. Their preparation is
entrusted to technical committees; any IEC National Committee interested in the subject dealt with may
participate in this preparatory work. International, governmental and non-governmental organizations liaising
with the IEC also participate in this preparation. The IEC collaborates closely with the International Organization
for Standardization (ISO) in accordance with conditions determined by agreement between the two organizations.
2) The formal decisions or agreements of the IEC on technical matters express, as nearly as possible, an international
consensus of opinion on the relevant subjects since each technical committee has representation from all
interested National Committees.
3) The documents produced have the form of recommendations for international use and are published in the form of
standards, technical specifications, technical reports or guides and they are accepted by the National Committees
in that sense.
4) In order to promote international unification, IEC National Committees undertake to apply IEC International
Standards transparently to the maximum extent possible in their national and regional standards. Any divergence
between the IEC Standard and the corresponding national or regional standard shall be clearly indicated in the
latter.
5) The IEC provides no marking procedure to indicate its approval and cannot be rendered responsible for any
equipment declared to be in conformity with one of its standards.
6) Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this technical report may be the subject of patent
rights. The IEC shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
The main task of IEC technical committees is to prepare International Standards. However, a
technical committee may propose the publication of a technical report when it has collected data
of a different kind from that which is normally published as an International Standard, for
example "state of the art".
IEC 60909-4, which is a technical report, has been prepared by IEC technical committee 73:
Short-circuit currents.
This technical report shall be used in conjunction with IEC 60909-0.
The text of this technical report is based on the following documents:
Enquiry draft Report on voting
73/105/CDV 73/108/RVC
Full information on the voting for the approval of this technical report can be found in the report
on voting indicated in the above table.
This publication has been drafted in accordance with the ISO/IEC Directives, Part 3.
This document, which is purely informative, is not to be regarded as an International Standard.
---------------------- Page: 9 ----------------------
– 8 – TR 60909-4 © CEI:2000
Le comité a décidé que le contenu de cette publication ne sera pas modifié avant 2004.
A cette date, la publication sera
• reconduite;
• supprimée;
• remplacée par une édition révisée, ou
• amendée.
---------------------- Page: 10 ----------------------
TR 60909-4 © IEC:2000 – 9 –
The committee has decided that the contents of this publication will remain unchanged
until 2004. At this date, the publication will be
• reconfirmed;
• withdrawn;
• replaced by a revised edition, or
• amended.
---------------------- Page: 11 ----------------------
– 10 – TR 60909-4 © CEI:2000
COURANTS DE COURT-CIRCUIT DANS LES RÉSEAUX TRIPHASÉS
À COURANT ALTERNATIF –
Partie 4: Exemples pour le calcul des courants de court-circuit
1 Généralités
1.1 Domaine d'application et objet
La présente partie de la CEI 60909 est un rapport technique destiné à fournir une aide à
l'application de la CEI 60909-0 pour le calcul des courants de court-circuit dans les réseaux
triphasés à courant alternatif 50 Hz ou 60 Hz.
Le présent rapport technique ne donne aucune prescription complémentaire mais constitue un
support pour la représentation des matériels électriques dans un système direct, inverse et
homopolaire (article 2) et la réalisation pratique des calculs dans un réseau à basse tension
(article 3), un réseau à moyenne tension avec moteurs asynchrones (article 4) et un groupe de
production avec son réseau auxiliaire alimentant un nombre important de moteurs asynchrones à
moyenne tension et de groupes de moteurs à basse tension (article 5).
Les trois exemples donnés aux articles 3, 4 et 5 sont similaires à ceux donnés dans la CEI 60909
(1988) mais ils ont été révisés conformément à la CEI 60909-0, qui la remplace.
Un paragraphe a été ajouté à l'exemple de l'article 3 pour donner une comparaison entre les
résultats trouvés avec l'application de la source de tension équivalente au point de court-circuit
selon la procédure donnée dans la CEI 60909-0 d'une part, et les résultats trouvés avec la
méthode par superposition d'autre part, qui tiennent compte des différentes conditions de flux de
puissance avant le court-circuit.
L'article 6 du présent rapport technique donne le schéma de circuit et les caractéristiques d'un
réseau d'essai ainsi que les résultats pour un calcul effectué conformément à la CEI 60909-0,
pour permettre la comparaison entre les résultats trouvés avec un programme informatique pour
″ ″
le calcul des courants de court-circuit et les résultats donnés pour I , i , I , I , I et i dans
k p k k1 p1
b
un réseau haute tension avec des groupes de production, des alternateurs, des moteurs asynchrones et
des lignes avec quatre niveaux de tension différents: 380 kV, 110 kV, 30 kV et 10 kV.
1.2 Documents de référence
CEI 60038:1983, Tensions normales de la CEI
CEI 60909-0:2000, Courants de court-circuit dans les réseaux triphasés à courant alternatif –
Partie 0: Calcul des courants
CEI 60909-1:1991, Calculs des courants de court-circuit dans les réseaux triphasés à courant
alternatif – Partie 1: Facteurs pour le calcul des courants de court-circuit dans les réseaux
alternatifs triphasés conformément à la CEI 60909
CEI 60909-2:1992, Matériel électrique – Données pour le calcul des courants de court-
circuit conformément à la CEI 60909
---------------------- Page: 12 ----------------------
TR 60909-4 © IEC:2000 – 11 –
SHORT-CIRCUIT CURRENTS IN THREE-PHASE AC SYSTEMS –
Part 4: Examples for the calculation of short-circuit currents
1 General
1.1 Scope and object
This part of IEC 60909 is a technical report intended to give help for the application of
IEC 60909-0 for the calculation of short-circuit currents in 50 Hz or 60 Hz three-phase a.c.
systems.
This technical report does not include additional requirements but gives support for the
modelling of electrical equipment in the positive-sequence, the negative-sequence and the zero-
sequence system (clause 2) and the practical execution of calculations in a low-voltage system
(clause 3), a medium-voltage system with asynchronous motor
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.