Elektrik Tesisatlarında
Kısa Devre Akımlarının Hesaplanması

Barış Akdoğan 

İşletme esnasında tesisattaki akımların ve kısa devre akımının hesaplanması, elektrik tesisat tasarımının başında göz önüne alınması gereken ilk iki temel adımdır. Kısa devre, dinamik ve ısıl etkileri nedeniyle ciddi işletimsel hatalara sebep olabilen yüksek kısa devre akımıyla ortaya çıkar. Bu yüzden, kısa devre akımlarımın büyüklüğünü bilmek ve hızlı şekilde açmayı sağlamak için koruma cihazlarını buna uygun şekilde seçmek ve ayarlamak  gerekir.

Bu yazıda, elektrik tesisatlarında kısa devre akımlarının hesaplanması konusu aşağıdaki başlıklar altında ele alınmıştır;

1. Kısa devre hatalarının oluşumu ve kısa devre türleri

2. Kısa devreyi besleyen kaynaklar

3. Kısa devre akımlarının hesaplanmasıyla ilgili standartlar ve hesaplama yöntemleri

1. Kısa devre hatalarının oluşumu ve kısa devre türleri

Kısa devre, “gerilim altındaki iki veya daha fazla  iletken bölüm arasında raslantısal  kaza ile veya bilerek  bağlantı” olarak tanımlanır. Bunun sonucunda, bu iletkenler bölümler arasındaki elektrik potansiyeli farkı sıfır veya sıfıra yakın olur (IEC 60909-0’a göre). Kısa devreler, hatalı kullanım, yalıtımın mekanik olarak hasar görmesi, aşırı gerilim, kablo hasarı vb. nedeniyle oluşabilir.

Şebekede oluşan bir kısa devre, farklı gerilimlere sahip iletkenler arasındaki empedansın aniden azalmasıyla ortaya çıkan geçici bir elektromanyetik olaydır ve normal çalışma akımından kat kat daha yüksek bir anlık akım artışıyla ortaya çıkar. Hatanın bulunduğu yerdeki koşullara bağlı olarak, bu değer genelde binlerce ampere ulaşır ve tesisat elemanları ve güç sistemi üzerinde ciddi dinamik (kuvvet) ve ısıl etkiler oluşturur.

Bu durumun üç fazlı sistemlerdeki temel açıklaması için aşağıdaki kısa devre tipleri kullanılır

•    üç fazlı simetrik kısa devre

•    iki fazlı kısa devre (faz-faz kısa devresi)

•    iki fazlı toprak kısa devresi (toprak bağlantılı faz-faz kısa sevresi)

•    tek fazlı asimetrik kısa devre (faz-toprak kısa devresi)


 

Şekil 1 – Üç fazlı bir şebekede oluşan kısa devre türleri
 

Konuya elektrik şebekesi tasarımı açısından baktığımızda, en yüksek kısa devre akımının oluştuğu üç fazlı simetrik kısa devre, koruma cihazlarının kesme kapasitesini değerlendirmek için önemlidir. Bunun tam tersi ise, genellikle çıkış devrelerinde görülen ve yüksek bir hata çevrim empedansına sahip olduğu için nispeten düşük değerde kısa devre akımı üreten tek fazlı toprak kısa devresidir.

Bu nedenle, kısa devre akım seviyesiyle ilgili iki durum her zaman dikkate alınmalıdır:

Maksimum kısa devre akımı (I”_kmax): DC bileşeni ve asenkron motorların payı da dahil olmak üzere mümkün olan en büyük kısa devre akımıdır; bu akım, tesisatın ısıl ve mekanik yükünü doğrulamak ve koruma cihazlarının kesme kapasitelerini seçmek için kullanılır.

Minimum kısa devre akımı (I”_kmin): Kısa devre esnasındaki gerilim düşümünü ve hat direncinde kısa devre akımı nedeniyle ortaya çıkan eşzamanlı artışı hesaplamak için kullanılan, mümkün olabilecek en düşük kısa devre akımıdır.Bu akım değeri hatalı kısmın standartlar tarafından belirlenen süre içinde ayrılma koşullarını ve koruma cihazlarının çalışma durumunu doğrulamak amacıyla kullanılır.

Her iki durumda da, elektriksel direncin (empedans) her zaman sıfıra eşit olduğu kabul edilen, sadece  iletken bölümlerin temas etmesiyle oluşan bir kısa devre durumunun oluştuğu varsayılmaktadır.

Temel kısa devre türlerine (üç fazlı, tek fazlı) ek olarak, kısa devre türü hata esnasında değiştiğinde daha karmaşık durumlar da ortaya çıkmaktadır. Tek fazlı veya iki fazlı kısa devre, daha sonra büyüyerek bir üç fazlı kısa devre halini alan iki fazlı bir toprak kısa devresine dönüşebilir. Ancak bu kombinasyonlar temel hesaplamalar esnasında dikkate alınmamaktadır.

Bir alternatif akım devresinde kısa devre ve geçici olguların oluşması:

Enerji asla yok olmaz, fakat zamanla başka bir forma dönüşür. Çok kısa bir süre içinde, pek çok koşula bağlı olan bir geçici olgu ortaya çıkar. Alternatif akım devrelerinde, endüktans ve karşılık gelen reaktans (reaktif empedans bileşeni X = ω L), önemli bir role sahiptir ve alternatif gerilim kaynağına bağlanma anında başlangıçtaki akımın büyüklüğünü etkiler.

Elektrik tesisatındaki bir hata, Şekil 2’de gösterildiği gibi basit bir bağlantı örneği kullanılarak açıklanabilir. Devre teorisi, herhangi bir karmaşık elektrik devresinin, seri bağlı bir direnç ve endüktans şeklinde basitleştirilebileceğini göstermektedir (Thevenin teoremi). Anahtar ON konumuna getirilerek bir kısa devre simülasyonu oluşturulur. Jeneratör aniden, sadece jeneratörün iç empedansı ve güç hattının empedansı ile sınırlı olan daha yüksek bir akımla besleme yapmak zorunda kalır.

Empedans karmaşık olarak şu şekilde ifade edilir:


 
Mutlak empedans değeri aşağıdaki gibidir:

Şekil 2 – Bir alternatif gerilim devresinde asimetrik kısa devre akımının oluşumu
 

Alternatör (jeneratör) gerilimine ait akımın salınımı esnasında, kısa devrenin oluşma anına bağlı olarak, sistemde bir DC akım bileşeni oluşabilir veya oluşmayabilir. Gerilim sıfırdan geçerken anahtar kapatılırsa (kısa devre oluşursa), mümkün olabilecek en yüksek DC akım bileşeni ortaya çıkar. Bu bileşen zaman içinde azalır ve bir süre sonra yok olur.

DC akım bileşeni alternatif akım bileşenine eklenir ve bu, Şekil 3 de gösterildiği gibi asimetrik bir kısa devre akımının ortaya çıkmasına neden olur.

Şekil 3 – Bir alternatif gerilim devresinde oluşan asimetrik kısa devre akımının yapısı
 

Gerilimin tepe noktasında kısadevre oluşur ise DC akım bileşeni oluşmaz. Kısa devre herhangi bir anda ortaya çıkabildiği için, ne kadar kısa devre akımı ihtimali varsa, o kadar da kısa devre akımı dalga şekli bulunmaktadır. Kaynaktan uzaklaşıldıkça, hattın aktif direncinin (R) etkisi artmakta ve reaktansın (X) etkisi azalmaktadır. Kısa devre akım parametreleri hesaplanırken, DC bileşeni değerinin en yüksek olduğu en kötü senaryo, yani kısa devrenin başlangıcı için en elverişsiz an, (“konservatif” olarak adlandırılan yaklaşım) göz önüne alınır.

2. Kısa devreyi besleyen kaynaklar

Endüstriyel frekanstaki alternatif akım sistemlerinde kullanılan kaynaklar, kısa devre oluştuğunda kısa devreyi besleyen gerilim kaynaklarına dönüşürler.

Bu sınıftaki başlıca gerilim kaynakları şunlardır:

•    Jeneratörler,

•    Trafolar,

•    Kesintisiz güç kaynakları (UPS) – bir kısa devre akımı sağlayabiliyorlarsa.

Bu kaynakların her biri kendine has özellikleriyle nitelendirilir ve çeşitli büyüklüklerde kısa devre akımı sağlayabilir. Bu durum, koruma cihazlarının seçimini etkiler.

•    Jeneratörler

Senkron jeneratör, sargı endüktansında enerji depolayan aktif bir rotora sahiptir ve kısa devre durumunda bu enerji kademeli bir şekilde kısa devrenin ortaya çıktığı devreye verilir. Kısa devre akımının ilerleyişini tanımlamak için üç reaktans değişkeni kullanılır:

-    Geçici hata reaktansı X”_d, hata ortaya çıktıktan sonra birinci döngü esnasında kısa devre akımının ilerleyişini belirler. Yaklaşık 0,1 sn içinde sönümlenir.

-    Geçici reaktans X'_d, bir kaç döngü üzerinde etkilidir (0,5 ila 2 saniye).

-    Senkron reaktans X_d, kısa devre akımının kararlı değerini belirler.

DC bileşeninin büyüklüğünü etkileyen  X"_d geçici hata bileşeni, devre kesicinin açma kapasitesi değerlerine göre seçimi için önemlidir. Senkron reaktans (X_d), devre kesici aşırı yükü için kullanılan açtırma ünitesinin ayarını belirler ve jeneratörler için kısa devre akımlarının küçük katlarını (2 ... 4 x In) ayarlama olanağına sahip devre kesici tipleri kullanmanın sebebi budur.

Jeneratörün yakınındaki kısa devre koşullarının değerlendirilmesi için, terminallerindeki kısa devre akımını belirlemek gerekir:



•    Trafolar

Trafolar, elektromanyetik endüksiyon prensibine göre çalışan, dönmeyen elektikli makinelerdir. Akım birinci sargıdan akarken, ikinci sargıda, beyan dönüştürme oranı (tT) ile belirtilen büyüklükte bir gerilim indükleyen bir manyetik alan oluşur. Bunun anlamı, bu sargıların belirli bir gerilimdeki alternatif akımı, farklı bir gerilimdeki farklı değerde bir alternatif akıma çevirmesidir. Bu durumda frekans değişmez.

Bir trafonun beyan kısa devre gerilimi (ukr) değeri, trafonun dâhili empedans (ZT) değerini niteler. Değer ne kadar küçükse, trafonun çıkış terminallerindeki kısa devre akımı o kadar yüksek olacaktır.

Trafo terminallerindeki kısa devre akımı:

 

Tablo 1 – Standart trafoların beyan kısa devre akımları (orta gerilim tarafında sınırsız kısa devre gücü için)
 

Gösterilen temel hesaplamalar, basitleştirilmiş prosedürler (empedans yöntemi vb.) için kullanılmaktadır ve ilk değerlendirme için genellikle yeterlidir. IEC 60909-0’un gereklilikleri uygulanırken, maksimum kısa devre akımını hesaplamak için, gerilim faktörü (c_max) ve trafonun empedans düzeltme katsayısı (K_T) gibi diğer etmenler de dikkate alınmalıdır.

Daha doğru hesaplamalar gerektiren durumlarda, trafonun dâhili empedansı (Z_T) hesaba katılmalıdır. Bu empedans, Tablo 1’e kıyasla biraz daha düşük sonuçlar vermektedir (trafo tipine bağlı olarak yaklaşık %2 ila 3 azalma söz konusudur). Gerekli olan veriler, trafonun bilgi plakasında veya trafo üreticisinin kataloglarında bulunabilir. Bununla birlikte, hesaplama amacına bağlı olarak, bahsedilen her bir prosedür uygulanabilir.

Trafonun sekonder tarafındaki kısa devre akımını büyüklüğü, trafonun dâhili empedansıyla (Z_T)sınırlanır. Bu empedans, trafonun gücüne ve tasarımına bağlıdır (u_kr). Hesaplamalarda dikkate alınacak diğer bir parametre ise üst şebeke kaynağının empedansıdır (Z_Q). Bu değer, üst taraftaki orta gerilim şebekesinin kısa devre gücünü belirler.

Orta gerilim şebekesine ait kısa devre gücünün, trafonun çıkış tarafındaki (400V) kısa devre akımı üzerinde oluşturduğu etki aşağıdaki Tablo 2’de görülebilir.

Tablo 2 – Orta gerilim şebekesinin kısa devre gücü değerine göre trafonun çıkışındaki (400V) kısa devre akım değeri

Sonuç olarak, üst orta gerilim şebekesinin kısa devre gücüyle (S_kQ) nitelendirilen empedansı, kısa devre akımının büyüklüğünü etkilemektedir ve özellikle büyük kısa devre akımları söz konusu olduğunda hesaba katılmalıdır. Fakat trafo çıkışında ortaya çıkan kısa devre akımı üzerindeki en büyük etki, trafonun dâhili empedansından (Z_T) kaynaklanır. Bu empedans, güç (S_rT) ve bağıl kısa devre gerilimi (u_kr) ile belirlenmektedir.

•    Kesintisiz güç kaynakları (UPS)

UPS, çıkış tarafında bir kısa devre oluştuğunda, yükü hemen statik bypass elemanına (eğer varsa) aktarır. Bu fonksiyon veya aktarma işlemi, genelde "acil durumda bypass'a aktarma" olarak adlandırılır. Bypass beslemesi, hatayı gidermek için invertör akım sınırına kıyasla önemli oranda daha fazla akım sağlayabilir. Bypass modunda, hata akımı sadece hat empedansı ve UPS statik anahtar kapasitesi ile sınırlıdır.

UPS bypass beslemesinin kullanılamadığı durumlarda ve UPS sistem çıkışında hata oluştuğunda, UPS hatayı gidermek için invertörü (invertörleri) kullanır. Bu durumda, invertörler hata giderilene ve sistem gerilimi eski haline dönene kadar, (akım sınırları elverdiği ölçüde) mümkün olduğu kadar fazla akımla besleme sağlar. Eğer invertör hatayı gideremezse, zamanlayıcının süresi dolana kadar kapanır. Bu durumda, UPS sistemi kapatılır ve yüke giden güç kesilir. İnvertör akım sınırının değeri ve süresi, UPS modellerine göre farklılık gösterir ve UPS tedarikçisi veya yayınlanan veriler aracılığıyla teyit edilmelidir.

Bir UPS invertörü, kendini korumasını sağlayan bir akım sınırlama fonksiyonuna sahiptir. Hem akım genliği, hem de akım süresi sınırlanır. Bir invertör akım sınırlamasıyla bir hatayı beslediğinde, akım kaynağı işlevi görür. Akımın r.m.s değeri, genelde UPS modelinin nominal akımının 2 veya 3 katıdır.

Bir invertörün kısa devreyi beslediği maksimum genlik ve süre, UPS modellerine göre değişir. UPS ürün standartları, bu süreyi maksimum 5 saniyeyle sınırlamaktadır ancak bu değer, alçak gerilim elektrik tesisatlarıyla ilgili yerel yönetmeliklerin gerekliliklerini aşıyor olabilir. İnvertör çıkışında trafo bulunmayan modern bir UPS, genel olarak tek fazlı, üç fazlı veya iki fazlı bir hata için hemen hemen aynı miktarda kısa devre akımı beslemesi sağlar.

Bazı UPS üniteleri, invertör üzerinden 300 veya 400 milisaniye süreyle kısa devre akımını besler; bu, IEC 60364-4-41 Elektrik çarpmasına karşı koruma standardında tanımlandığı gibi,  63 A ‘e kadar bir veya daha fazla prizler ve 32 A ‘e kadar   doğrudan beslenen sabit elektrik  kullanan cihazlar beslemenin otomatik olarak kesilmesi ilgili gereksinime uygundur.


Hatanın empedansı, UPS invertörüyle verilen kısa devre akımının miktarını genelde etkilemez. İnvertör, sistem çıkışında, tanımlanan değerle sınırlı olacak şekilde referans gerilimi üretmek için verebileceği tüm akımı, vermeye çalışır. Tipik hata empedansı değerlerinde, dağıtımda kullanılan kabloların uzunluğu ne olursa olsun, UPS invertöründen gelen kısa devre akımı yaklaşık aynıdır.

UPS, yük tarafındaki bir hatayı gidermek için, bu hata, UPS çıkış geriliminin çökmesine neden olacak bir büyüklükte ise, statik bypass özelliğinin kullanılabildiği her durumda derhal bypass’a aktarma işlemini başlatır. Bir UPS’in maksimum statik bypass akımı için bilgi formlarında yaygın olarak görülen değer, bir döngü için yaklaşık  10 x I_n ’dir. Bu değer, invertörden gelen nominal akımın 2 ila 3 katından çok daha fazladır. Bu nedenle, koruma cihazları için mümkün olan en kısa ayırma sürelerini elde etmek için yük tarafındaki hataları gidermek üzere, mümkün olan her yerde statik bypass modunu kullanmak faydalı olabilir.

Büyük üç fazlı UPS’ler genelde, olası hata akımının onlarca kiloamper olduğu kaynaklara bağlanmaktadır. Bu tür olaylarda ürünün güvenliğini garanti etmek için, UPS ürün güvenliği standartlarında özel gereklilikler belirtilir. Bu gereklilikler, 2016 yılından beri zorunlu olan EN 62040:1:2008 Değişiklik A 1: 2013’te ayrıntılı olarak açıklanmıştır. Her UPS tedarikçisi, UPS bypass giriş terminallerindeki izin verilen maksimum olası hata akımını beyan etmek ve ürünün kullanılabileceği tesisattaki maksimum kısa devre akım seviyesini tanımlamak zorundadır.

•    Asenkron motorların kısa devreye katkısı

Çalışma esnasında asenkron motorun terminallerinde simetrik bir kısa devre oluşursa, motor tipine bağlı olarak, beyan akımının yaklaşık altı katı büyüklüğünde bir tepe akımı oluşur. Bu akım, statorun, şebeke gerilimi olmadan nispeten hızlı bir şekilde kaybolan artık manyetik alan etkisiyle hareket eden rotor nedeniyle oluşur ve bu yüzden kısa devre katkısı kısa süre içinde (genellikle 0,1 saniyede) sıfıra iner.

Endüstriyel bir kablolu dağıtım sisteminde, hesaplamalarda motorların toplam güç girişine oranı dikkate alınmalıdır (bu değer, kurulu gücün % 60’ına kadar çıkabilir). IEC/EN 60909-0 standardına göre, eğer motor çıkışı kurulu çıkış gücünün %25’ini aşıyorsa, eşzamanlı olarak bağlanan motorların katkısı hesaba katılır. Kolaylık sağlamak için, tek bir eşdeğer motor oluşturmak üzere tüm motorların çıkışı toplanır. Dağıtım sistemlerinde ve konut tesisatlarında, bu katkılar genellikle ihmal edilir.

3. Kısa devre akımlarının hesaplanmasıyla ilgili standartlar ve hesaplama yöntemleri

Kısa devre akımları, farklı karmaşıklık seviyelerinde ve farklı amaçlar için hesaplanabilir. Elektrik tesisatlarının güvenliğine yönelik temel gereklilikler aşağıdaki standartlarda belirtilmiştir:

•    IEC/HD 60364-1: Temel prensipler, genel karakteristiklerin değerlendirilmesi ve tanımlar

•    IEC/HD 60364-4-41: Elektrik çarpmasına karşı koruma

•    IEC/HD 60364-4-43: Aşırı akıma karşı koruma

Elektrik tesisatlarında geçmişte görülen ulusal boyuttaki sapmalar ve özelikle bilgisayar programlarının kullanımı hususunda standart hesaplama yöntemlerinden faydalanma ihtiyacı göz önüne alındığında, “CLC/TR 50480: 2011 İletkenlerin kesit alanının belirlenmesi ve koruma cihazlarının seçilmesi” teknik raporuna bağlı olan ortak yöntemler kabul edilmiştir.

Üç fazlı AC şebekelerinde kısa devrelerin hesaplanmasına dair ayrıntılı kurallar, IEC 60909 standartlar serisinde ele alınmıştır. Bu standart, alçak gerilim üç fazlı AC sistemlerindeki ve 50 veya 60 Hz anma frekansında çalışan yüksek gerilim üç fazlı AC sistemlerindeki kısa devre akımlarının hesaplanmasında uygulanabilir. Bu standart, aşağıdaki diğer kısımlarla birlikte yorumlanmalıdır;


•    IEC 60909-0:2016 Üç fazlı ac sistemlerde kısa devre akımları - Bölüm 0: Akımların hesaplanması

•    IEC TR 60909-1:2002:  IEC 60909-0’a göre kısa devre akımlarını hesaplamak için kullanılan faktörler

•    IEC TR 60909-2:2008:  Kısa devre akımı hesaplamaları için elektrik ekipmanı verileri

•    IEC/EN 60909-3:2009:  Fazdan toprağa iki ayrı eşzamanlı kısa devreler esnasında oluşan akımlar ve topraktan akan kısmi kısa devre akımları

•    IEC TR 60909-4:2021 00:  Kısa devre akımlarını hesaplamayla ilgili örnekler

En önemli kısımlar Bölüm 0, 2 ve 4'tür. Bölüm 0'da hesaplama prosedürleri tanımlanmaktadır. Bölüm 2'de tesisatın her bir bileşeninin (trafo, hat, vb.) elektriksel parametrelerinin tipik değerleri özetlenmiştir. Bölüm 4’te ise seçilen prosedürlerin doğruluğunu teyit etmek için doğru hesaplama sonuçlarından örnekler sunulmuştur.

Kısa devrelerin ısıl ve dinamik etkilerinin değerlendirmesi, IEC 60865-1:2011 Kısa devre akımları - Etkilerin hesaplanması, Bölüm 1’de (Tanımlar ve hesaplama yöntemleri) açıklanmıştır.

Genel olarak, büyüklükleri farklı iki kısa devre akımının hesaplanması gerekir:

Elektrik ekipmanının kapasitesini veya değerini belirleyen maksimum kısa devre akımı (I_kmax) ve koruma cihazlarının seçimi ve motorlara yolvermeyi kontrol etmek için temel teşkil eden minimum kısa devre akımı (I_kmin).

Alternatif akım şebekelerindeki kısa devre akımları, basit ve karmaşık olmak üzere çeşitli yöntemler kullanılarak hesaplanabilir. Kaynak endüktansı üzerinde önemli bir etkiye sahip olan kaynaklara yakın devrelerde, etki eden tüm önemli olguları dikkate almak gerekir. Diğer yandan, yüksek aktif hat direncine sahip alçak gerilim terminal devrelerinde, reaktif empedans bileşeni ihmal edilerek hesaplamalar önemli ölçüde basitleştirilebilir.

En sık kullanılan basitleştirilmiş hesaplama yöntemleri şunlardır:

•    Bileşimsel yöntem; hat sonundaki maksimum kısa devrelerin hesaplanması için kullanılır.

•   Geleneksel yöntem; minimum kısa devre akımlarını hesaplamak için maksimum ayırma süresiyle ilgili olarak maksimum hat uzunluklarını belirlemek için kullanılır.

•    Empedans yöntemi; Ohm Kanunu ile aktif ve reaktif empedans bileşenlerinden faydalanılarak, genelde basit devrelerde kullanılır. Hesaplamalar, buradaki en önemli parametrelerle sınırlıdır. Maksimum ve minimum kısa devre akımları da buna uygun olarak hesaplanabilir.

Hesaplamalarda en doğru sonuçlara ulaşmak için yeterli nitelikte giriş verisine ihtiyaç duyulur. Pratikte ise, büyük miktarda giriş verisinin türetilmesi veya sadece düzgün tahmin yapılarak sağlanması gerekir.

IEC 60909’a göre üç fazlı bir sistemde kısa devre akımlarının hesaplanması:
Kısa devre akımlarının hesaplanması için, genellikle her bir elemanın boylamasına kısa devre empedanslarının karmaşık değerlerine ihtiyaç duyulur. Elle hesaplamada, kısa devre empedansı şebekenin kademeli olarak basitleştirilmesiyle belirlenir (örn. seri bağlantı, paralel bağlantı veya münferit elemanların üçgen-yıldız bağlantı geçişi).  Hesaplamalardaki varsayılan parametre, hata devresinin toplam kısa devre empedansıdır (Z_k), Başlangıçtaki simetrik tepe kısa devre akımı (I_k") bu empedansla hesaplanır.

Daha büyük elektrik sistemlerindeki süreçlerin matematiksel olarak tanımlanması çok zordur ve bu yüzden, pratik sebeplerden dolayı, hesaplamanın amacına uygun olarak seçilen ve kabul edilebilir bir hata seviyesiyle belirli basitleştirme işlemleri uygulanır. Bu, uluslararası anlamda kabul görmüş IEC 60909-0: AC şebekelerinde kısa devre akımlarının hesaplanması" standardı için geçerlidir ve tüm gerilim tiplerine (YG, OG, AG) uygulanabilir.
Hesaplamada faydalanılan varsayımlar aşağıdaki gibidir:

•    Varsayılan kısa devre akımı hesaplanırken, sadece iletken bölümlerin temas etmesiyle  oluşan  bir kısa devrenin söz konusu olduğu varsayılır. 

•    Kısa devre noktasında geçici dirençlerin veya elektrik arklarının etkisi dikkate alınmaz (bu konu, ark kısa devrelerinin hesaplanmasıyla ilgilidir),

•    Kısa devre tipi kısa devre süresince değişmez,

•    Kısa devre esnasında şebekede değişiklik olmaz,

•    Anma makine empedansları ve anma trafo çevrim değerleri dikkate alınır,

•    Hatların ve makinelerin çapraz admitanslarına ait bazı elemanlar ihmal edilir,

•    Bu amaçla, çıkık kutuplu senkron makineler silindirik rotorlu makineler olarak modellenir,

•    Kısa devre esnasında, senkron motorun uyarma devresindeki değişikliklerin etkisi dikkate alınmaz veya basitleştirilmiş bir şekilde dikkate alınır.

Hesaplama prosedürü bir kaç adımda açıklanabilir:

1.    Kısa devreleri hesaplamak için bir ikame devre şeması oluşturulur.

2.    Simetrik üç fazlı kısa devreler için, kısa devre empendansı (Z_k) belirlenir. Asimetrik kısa devrelerle ilgili hesaplamalar, bileşen yöntemi (pozitif, negatif ve sıfır empedanslı bileşen) kullanılarak gerçekleştirilir.

3.    Kısa devre noktasında, hesaplama gerilimi belirlenir.

4.    Başlangıçtaki tepe akımı (I_k”) ve başlangıçtaki kısa devre gücü (S_k”) belirlenir.

5.    Tepe kısa devre akımı (i_p) hesaplanır.

6.    Eşdeğer ısıl akım (Ith) hesaplanır; sınırlayıcı koruma cihazlarının kullanıldığı durumlarda enerji tüketim değerleri (I²t) kullanılır.

Şekil 4'te, eşdeğer gerilim kaynağı yöntemi kullanılarak bir ikame devre şeması oluşturma prosedürü açıklanmaktadır. Bu standart, bazı parametreleri belirlemek için alternatif prosedürlerin kullanılabilmesine olanak tanımaktadır. Kullanılması durumunda, hesaplamanın açıklamasına bakılarak prosedürlerden hangilerinin kullanıldığı anlaşılmalıdır.

Şekil 4 – Başlangıçtaki tepe akımının (Ik’’) hesaplanması için eşdeğer devre şeması (IEC 60909-0'a göre)
 

Karmaşık sayılar içeren matematiksel işlemlerin elle yapılması çok zordur ve bu işlemler sadece daha basit bağlantılar için kullanılır. Daha karmaşık şebekeler, özellikle de örgü şebekeler söz konusu olduğunda, bu standartlarda kısa devre hesaplamaları için hesaplama programlarının kullanılması önerilir.