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数据中心短路的类型主要有以下几种：三相短路、两相短路、两相接地短路及单相接地短路。三相短路时，由于被短路的三相阻抗相等，因此三相短路电流和电压仍是对称的，又称为对称短路。其余的几种短路，因系统的三相对称结构遭到破坏，供电网络中的三相电压和电流不再对称，故又称为不对称短路。
对于上述四种短路类型及短路电流如图5-1所示。
图5-1 短路类型及短路电流
数据中心的短路故障类型中以单相接地短路所占的比例最高。
数据中心供配电系统发生短路的主要原因如下：
1）电气设备载流部分的绝缘损坏。
2）维护人员违反安全规程的误操作。
3）电器设备因设计、安装及维护不良所导致的设备缺陷引发的短路。
短路发生时，强大的短路电流将对电气设备和供配电系统的正常运行产生很大的危害。主要体现在以下几个方面：
1）短路电流的热效应会使设备发热急剧增加，可能导致设备过热而损坏甚至烧毁。
2）短路电流将在电气设备的导体间产生很大的电动力，可引起设备机械变形、扭曲甚至损坏。
3）不对称短路产生的不平衡磁场会对通信系统及弱电设备产生电磁干扰，影响其正常工作，甚至危及设备和人身安全。
为减少短路故障对数据中心供配电系统的危害，将发生短路的部分与供配电系统的其他部分迅速隔离开，使未发生故障的部分保持正常运行状态，这都离不开对短路电流的计算。短路电流的计算有以下目的：
1）为选择和校验各种电气设备的机械（动）稳定、热稳定及分断能力提供依据，如：断路器、电流互感器、电压互感器等。
2）合理配置系统中各种继电保护和自动装置，并正确整定其参数，提供可靠的设计和整定依据，如：过电流保护、速断保护、灵敏系数校验等。
在配置高压配电系统中的继电保护和自动装置，以及其整定计算和灵敏系数的校验时，应考虑配电系统的最大运行方式和最小运行方式下的短路计算结果。最大运行方式是指系统投入的电源容量最大时，系统具有最小的短路阻抗值，发生短路后产生的短路电流最大的一种运行方式。一般根据系统最大运行方式的短路电流值来校验所选用的开关电器的稳定性。最小运行方式是指系统投入的电源容量最小时，系统具有最大的短路阻抗值，发生短路后产生的短路电流最小的一种运行方式。一般根据系统最小运行方式的短路电流值来校验继电保护装置的灵敏系数。
最大、最小运行方式用等值电抗表示时，分别对应于系统最小和最大电抗。系统最小和最大电抗是短路电流计算的重要参数。
在供配电系统中，发生单相短路的可能性最大，而发生三相短路的可能性最小，但从短路电流大小来看，三相短路的短路电流最大，造成的危害也最为严重。三相短路属于对称性短路，而其他形式的短路为不对称性短路。为使数据中心供配电系统中的电气设备在最严格的短路状态下也能可靠地工作，在作为选择和校验电气设备用的短路计算中，应以三相短路计算为主。
在短路电流计算时，首先要引入无穷大功率电源这个概念。
无穷大功率电源是指供电容量相对于用户供电系统容量大得多的电力系统。即如果电力系统的电源总阻抗不超过短路电路总阻抗的5%~10%，或者电力系统容量超过用户供电系统容量的50倍时，可将电力系统视为无穷大功率电源。对于数据中心供配电系统来说，其容量远小于市政供电网络总容量，而阻抗又较市政供电网络大得多，因此，当数据中心供配电系统内发生短路时，数据中心一级高压配电系统上一级的公共变电站或数据中心专用变电站的配电母线上的电压几乎维持不变，也就是说可将市政供电网络视为无穷大功率的电源。
无穷大功率电源的特征为：当用户供电系统的负荷变动甚至发生短路时，电力系统变电所配电母线上的电压能基本保持不变。
在一个无穷大功率电源供电系统中发生三相短路时，其对称短路电流初始值按下式计算。
式中 I k ——对称短路电流初始值（kA）；
U av ——短路点的短路计算电压（0.4kV、10.5kV、21kV、37kV）；
Z ∑ ——短路电路的总阻抗；
R ∑ ——短路电路的总电阻值（Ω）；
X ∑ ——短路电路的总电抗值（Ω）。
当数据中心高压侧发生短路时，在短路计算中，通常总电抗远比总电阻大，所以一般只计总电抗值，不计总电阻值。当数据中心低压侧发生短路时，也只有当总电阻值大于总电抗值的三分之一时才需计入电阻值。
如果不计总电阻值，即 R ∑ 远小于 X ∑ ，则：
式（5-2）则变为
在无穷大功率电源的供电系统中，系统母线电压可以看作是不变的，其短路电流周期分量有效值 I k 在短路全过程中维持不变。在校验高低压电气设备时还有两个重要的物理量，即短路冲击电流 i sh 和短路冲击电流有效值 I sh 。
短路冲击电流是指短路全电流中的最大瞬时值，可由下式计算：
短路冲击电流有效值是短路后第一个周期的短路电流有效值，又称为短路全电流的最大有效值，可由下式计算：
式（5-5）和式（5-6）中的 K sh 为短路电流冲击系数，在高压电路发生短路时，一般取 K sh =1.8，则有
在低压电路发生短路时，即数据中心变压器低压侧及低压电路中发生三相短路时，一般取 K sh =1.3，则有
供电电路的短路点的短路容量是短路点所在供电网络的平均额定电压与短路电流稳态值的乘积，例如三相短路容量（ S k ）为
由式（5-4）可见，求三相短路电流周期分量有效值的关键是要求出短路回路总电抗值。在数据中心供配电系统中，母线、电流互感器一次绕组、低压断路器过电流脱扣器线圈等阻抗及开关触头的接触电阻均相对较小，在一般短路计算中都可以忽略不计，而只考虑电力系统（市电引入电源）、变压器设备和电力线路的阻抗计算。在略去上述阻抗后，计算所得的短路电流会略比实际值偏大，但用略有偏大的短路电流来选择和校验诸如断路器、熔断器、负荷开关等电气设备，却可以使其运行的安全性更有保证。
在计算数据中心供配电系统某一点的短路电流时，应考虑短路点前端的总电抗值。图5-2中供电系统过的总电抗由变电站、电缆1、高压开关柜、电缆2、变压器、母线和低压开关柜组成，因高压开关柜、电缆2、母线、低压开关柜的阻抗值很小，在K 1 、K 2 点的短路电流计算时可忽略不计。
图5-2 数据中心供电系统短路计算电路图
如果在供配电系统设计中，需要对断路器、电流互感器、负荷开关等元器件进行校验时，则需要对图5-2中K 1 、K 2 两点进行短路电流计算。
为了取得合理的经济效益，电力网络的各级电压的短路容量从网络设计、电压等级、变压器容量、阻抗选择、运行方式等方面进行控制，使各级电压断路器的开断电流以及设备的动热稳定电流相配合。在变电站内的系统母线，一般不超过表5-1中的数值。
建议在220kV及以上变电站的低压侧选取表5-1中较高的数值，110kV及以下变电站的低压侧选取表5-1中较低的数值；一般高压配电线路上的短路容量将沿线路递减，因此沿线挂接的配电设备的短路容量可再适当降低标准；若单路市电供电回路容量超过一般情况，必要时经过技术经济论证可超过表5-1中规定的数值。
表5-1 各电压等级电力网络的短路电流
在数据中心设计中，电力系统就是数据中心一级高压配电系统的上一级变电站配电系统。变电站配电系统的电阻相对于电抗来说很小，可以不予考虑。配电系统的电抗可用变电站配电系统的馈电线出口断路器的短路容量 S ∝ （MV·A）来估算。将 S ∝ 看作变电站配电系统的极限短路容量 S k ，则变电站配电系统的电抗为
为了便于短路回路总阻抗的计算，免去阻抗换算的麻烦，式（5-12）中的
U
av
可直接采用短路计算电压（短路点的计算电压，单位为V）；
S
∝
为系统出口断路器的断流容量，可查有关手册或产品样本得出。如果只有断路器的开断电流
I
∝
数据，则其断流容量
，根据数据中心市电引入电压等级，
U
N
=
U
av
为出口断路器的额定电压（10.5kV或21kV或37kV）。
数据中心用电力系统断流容量和电抗与断路器开断电流的关系见表5-2。
表5-2 数据中心用电力系统断流容量和电抗与断路器开断电流的关系
城市高、低压配电网的短路电流水平见表5-3。
表5-3 城市高、低压配电网的短路电流水平
变压器的阻抗 Z T 由电阻 R T 和电抗 X T 组成。
变压器的电阻 R T 可由变压器的短路损耗近似计算，因为
则有
式中 S N ——变压器的额定容量（kV·A）；
Δ P k ——变压器的短路损耗（负荷损耗）（kW）；
U av ——短路点的计算电压，400V。
变压器的短路损耗可在有关产品手册中查询。
变压器的电抗 X T 可由变压器的短路电压 U k %近似计算。
则有
式中 U k %——变压器的短路电压（或称阻抗电压）百分值，可查阅有关产品手册。
【例】表5-2中1600kV·A变压器 S N 为1600kV·A；Δ P k 为11730W； U av 为0.4kV； U k %为6%，求电阻 R T 和电抗 X T 。
解：已知变压器的 S N 、Δ P k 、 U k %， U av 为400V。
根据电阻计算公式，计算如下
根据电抗计算公式，计算如下
表5-4~表5-7中的数据可供设计人员参考。
表5-4 10kV/0.4kV干式变压器技术指标与电阻及电抗关系表
注：表中变压器损耗数据为节能型变压器能耗数据（F绝缘等级，120°）。
表5-5 20kV/0.4kV干式变压器技术指标与电阻及电抗关系表
表5-6 35kV/10kV干式变压器技术指标与电阻及电抗关系表
表5-7 35kV/0.4kV干式变压器技术指标与电阻及电抗关系表
从表5-4~表5-7中数据看，变压器的电抗 X T 远大于变压器的电阻 R T ，这有利于设计人员对高低压断路器的短路电流的简化计算和校验。
设计人员也可根据表5-4~表5-7中的 R T 和 X T 估算变压器的最大短路电流值（见6.6.3小节）。
1）电力线路的电阻。
电力线路的电阻 R WL 可用导线或电缆的单位长度电阻 r 0 值求得，即
式中 r 0 ——导线或电缆单位长度电阻（Ω/km），可查阅有关产品手册；
l ——线路长度（km）。
2）电力线路的电抗。
电力线路的电抗 X WL 可用导线或电缆的单位长度电抗 x 0 值求得，即
式中 x 0 ——导线或电缆单位长度电抗（Ω/km），可查阅有关产品手册；
l ——线路长度（km）。
如果线路的结构数据不详时， x 0 可按表5-8取其电抗平均值。
表5-8 电力线路每相的单位长度电抗平均值参考表（单位：Ω/km）
需要注意的是，在计算架空线路或电缆线路的阻抗时，若此段线路含有变压器时，则电路内各段线路的阻抗都应统一换算到短路点的短路计算电压中去。阻抗等效换算的条件是线路功率损耗不变。即在计算数据中心变压器低压侧电缆线路的阻抗时，需要对由变电站来的所有电缆线路的阻抗进行换算，也就是说将变压器高压侧的电缆线路阻抗折算到短路点（变压器低压侧）。
根据线路的阻抗值与电压平方成正比的原则，换算公式如下：
式中 R 、 X 、 U av ——换算前线路的电阻（Ω）、电抗（Ω）、变压器高压侧电压（kV）；
R
′、
X
′、
——换算后的电阻（Ω）、电抗（Ω）、变压器低压侧电压（kV）。
短路电流计算是一个比较复杂的过程，为了简化短路电流的计算，且保证有效地选择和校验各种电气设备的机械（动）稳定、热稳定及分断能力，可以采用最常用的欧姆法进行短路电流的计算。从式（5-2）中可以看出，若要准确地计算系统某点的短路电流，主要取决于这点以上供电部分的阻抗的取定。
若计算数据中心市电输入端的短路电流需要已知以下条件：
1）市电引入电压等级（10kV、20kV、35kV）。
2）上级变电站（所）的出口断路器的断流容量 S ∝ （MV·A），其断流容量由供电部门给出，若供电部门不能给出断流容量，则需要了解出口断路器的开断电流 I ∝ （kA）。
3）市电引入架空线的长度（km）。
4）市电引入电缆的长度（km）。
则总阻抗等于变电站配电系统的阻抗和市电电源引入线路阻抗之和，再根据式（5-21）计算出高压配电系统市电电源输入端短路电流。
若计算数据中心变压器低压输出侧的短路电流需要已知以下条件：
1）上级变电站（所）配电系统电抗 X s 。
2）市电引入架空线的长度（km），计算其电抗（折算后的）。
3）市电引入电缆的长度（km），计算其电抗（折算后的）。
4）变压器电抗。
5）变压器输出线阻抗，一般可以忽略。
则总阻抗等于电力系统电抗、市电电源引入线路电抗、变压器阻抗及变压器输出线阻抗之和，再根据式（5-21）计算出变压器低压输出侧短路电流。