四、短路电流计算及主要电气设备的选取
1 短路计算说明
电力系统发生短路时，电压严重下降，可能破坏常规发电机并联运行的稳定性，使整个系统被解列成为几个异步运行的部分，影响发电厂出力直至无法运行。为了保证发电厂的运行，不得不切除一部分负荷。而风力发电机有其特殊性，短路电流造成的电压跌落或使风机控制系统启动自我保护，造成风机群集体脱网，对电网恢复稳定运行及其不利。短路时电压下降的越大持续时间越长，破坏整个系统稳定运行的可能性越大。
为了保证电力系统安全可靠运行，减轻短路的影响，必须努力设法消除可能引起短路的隐患，还必须快速切除故障部分，使系统电压在较短时间内恢复到正常值，为此，可采用快速动作的继电保护和断路器，在常规发电厂应装设自动电压调整器，风电场选用具有低电压穿越能力（LVRT）的风力发电机，以及其他措施。
短路电流计算的目的是为了在主接线设计中用来选择电气设备、选择限制短路电流的方式、设计继电保护装置和分析电力系统的故障等。选择电气设备时，一般只需近似计算该设备的最大可能三相短路电流值，设计继电保护和分析电力系统故障时，必须计算各种短路情况下系统各支路中的电流和电压分布。
在进行短路电流计算时，应该根据计算要求收集有关资料，如电力系统接线图，运行方式和各元件的技术参数等。首先做出计算电路图，再做出针对各短路点的系统等值电路图，然后利用网络简化规则，化简等值电路，求出短路总电抗，最后根据总电抗即可求出短路电流值。
海上风电场初步设计阶段电气主接线短路电流计算，用以选择和校验所选电气设备的动稳定、热稳定的强度等相关参数。鉴于以上方案的选择，本计算只限于方案一链式结构的数据。
系统等值参数220kV系统等值阻抗(由电网提供的2010年度 220kV等值参数，等值在陆上220kV开关站母线）如下：
等值基准UB=230kV，SB=100MVA。 大方式：X0=0.0552，X1=X2=0.0372。
220kV海底电缆参数：电缆长度为35km。因无实测参数，采用厂家值，正序电阻值：0.037Ω/km ；正序电抗值：0.07Ω/km，相应的标么值计算为：
R1?35*0.037100*?0.000832302 R0?10*R1?0.008
24
X1?35*0.07100*?0.001523230 X0?3.5*X1?0.0053
2 系统等值阻抗电路图
各电压级的基值SB、UB如下表15所示：
基准容量 各侧基准电压为 各元件参数（正序）计算： 系统侧（含220kV电缆线路）：
正序电抗（标么值）＝0.0015+0.0372=0.0387 零序电抗（标么值）＝0.0053+0.0552=0.0605 计算略
35kV电缆线路参数标幺值，由前章数据计算得表16。
风机布局方案一 排号 A排（E排） B排（F排） C排（G排） D排（H排） 线路总长（km） 6.9 6.3 6.3 6.9 风机布局方案二 A排（F排） B排（G排） C排（H排） D排（I排） E排（J排）
100MVA 230kV 3.5kV 本段线路电抗 0.0262 0.0239 0.0309 0.0338 5.7 5.1 5.1 5.7 6.3 0.0279 0.0250 0.0250 0.0279 0.0309 25
图4-1 正序阻抗网络图
3 短路电流的计算
现选择d1和d2这两个短路点进行短路电流计算（35kV母线上的母联断路器合闸运行，即主变并列）。
图4-2 短路点选取
风机-箱变-电缆线路转移电抗计算如下图：
26
图4-3 转移电抗计算
所以, X'2?[(X1?X2?X'1)//(X1?X'1)]?X2//(X1?X'1)......?X1 X'2?0.3502 其他线路依此类推。
各单排风机-箱变-电缆线路转移电抗（计算过程略），表17。
风机布局方案一 电缆线路 A排（E排） B排（F排） C排（G排） D排（H排） 风机箱变线路转移电抗 风机箱变线路转移电抗（等值到母线） 0.3502 0.3416 0.3840 0.3939 风机布局方案二 A排（F排） B排（G排） C排（H排） D排（I排） E排（J排） 0.3962 0.3868 0.4173 0.4259 0.4348 0.04 0.045 注：全部风机箱变线路组合电抗，为所有风机箱变和线路等值到35kV母线的电抗。
d1点的短路电流计算:
27
图4-4 转移电抗化简（d1点）
略
d2点的短路电流计算:
图4-5 转移电抗化简（d2点）
风机提供：
28