【正文】 短路時電壓下降的越大持續(xù)時間越長，破壞整個系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的可能性越大。為了保證電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行，減輕短路的影響，必須努力設(shè)法消除可能引起短路的隱患，還必須快速切除故障部分，使系統(tǒng)電壓在較短時間內(nèi)恢復(fù)到正常值，為此，可采用快速動作的繼電保護(hù)和斷路器，在常規(guī)發(fā)電廠應(yīng)裝設(shè)自動電壓調(diào)整器，風(fēng)電場選用具有低電壓穿越能力（LVRT）的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，以及其他措施。短路電流計算的目的是為了在主接線設(shè)計中用來選擇電氣設(shè)備、選擇限制短路電流的方式、設(shè)計繼電保護(hù)裝置和分析電力系統(tǒng)的故障等。選擇電氣設(shè)備時，一般只需近似計算該設(shè)備的最大可能三相短路電流值，設(shè)計繼電保護(hù)和分析電力系統(tǒng)故障時，必須計算各種短路情況下系統(tǒng)各支路中的電流和電壓分布。 在進(jìn)行短路電流計算時，應(yīng)該根據(jù)計算要求收集有關(guān)資料，如電力系統(tǒng)接線圖，運(yùn)行方式和各元件的技術(shù)參數(shù)等。首先做出計算電路圖，再做出針對各短路點(diǎn)的系統(tǒng)等值電路圖，然后利用網(wǎng)絡(luò)簡化規(guī)則，化簡等值電路，求出短路總電抗，最后根據(jù)總電抗即可求出短路電流值。海上風(fēng)電場初步設(shè)計階段電氣主接線短路電流計算，用以選擇和校驗所選電氣設(shè)備的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定的強(qiáng)度等相關(guān)參數(shù)。鑒于以上方案的選擇，本計算只限于方案一鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)。 系統(tǒng)等值參數(shù)220kV系統(tǒng)等值阻抗(由電網(wǎng)提供的2010年度 220kV等值參數(shù)，等值在陸上220kV開關(guān)站母線）如下：等值基準(zhǔn)UB=230kV，SB=100MVA。大方式：X0=，X1=X2=。220kV海底電纜參數(shù)：電纜長度為35km。因無實測參數(shù)，采用廠家值，正序電阻值：；正序電抗值：，相應(yīng)的標(biāo)么值計算為： 2 系統(tǒng)等值阻抗電路圖各電壓級的基值SB、UB如下表15所示：基準(zhǔn)容量100MVA各側(cè)基準(zhǔn)電壓為230kV各元件參數(shù)（正序）計算：系統(tǒng)側(cè)（含220kV電纜線路）：正序電抗（標(biāo)么值）＝+=零序電抗（標(biāo)么值）＝+=計算略35kV電纜線路參數(shù)標(biāo)幺值，由前章數(shù)據(jù)計算得表16。風(fēng)機(jī)布局方案一排號線路總長（km）本段線路電抗A排（E排）B排（F排）C排（G排）D排（H排）風(fēng)機(jī)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）圖41 正序阻抗網(wǎng)絡(luò)圖3 短路電流的計算現(xiàn)選擇d1和d2這兩個短路點(diǎn)進(jìn)行短路電流計算（35kV母線上的母聯(lián)斷路器合閘運(yùn)行，即主變并列）。圖42 短路點(diǎn)選取風(fēng)機(jī)箱變電纜線路轉(zhuǎn)移電抗計算如下圖：圖43 轉(zhuǎn)移電抗計算所以, 其他線路依此類推。各單排風(fēng)機(jī)箱變電纜線路轉(zhuǎn)移電抗（計算過程略），表17。風(fēng)機(jī)布局方案一電纜線路風(fēng)機(jī)箱變線路轉(zhuǎn)移電抗風(fēng)機(jī)箱變線路轉(zhuǎn)移電抗（等值到母線）A排（E排）B排（F排）C排（G排）D排（H排）風(fēng)機(jī)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）注：全部風(fēng)機(jī)箱變線路組合電抗，為所有風(fēng)機(jī)箱變和線路等值到35kV母線的電抗。d1點(diǎn)的短路電流計算:圖44 轉(zhuǎn)移電抗化簡（d1點(diǎn)）略d2點(diǎn)的短路電流計算:圖45 轉(zhuǎn)移電抗化簡（d2點(diǎn)）風(fēng)機(jī)提供：計算略短路計算的成果表18：短路點(diǎn)位置運(yùn)行方式短路電流計算參考數(shù)據(jù)沖擊電流0s4sd1兩臺變壓器并列運(yùn)行d2兩臺變壓器并列運(yùn)行4 主要220kV電氣設(shè)備的選取要求導(dǎo)體和電器的選擇設(shè)計，同樣必須執(zhí)行國家的有關(guān)技術(shù)政策，并應(yīng)做到技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理，安全可靠，運(yùn)行方便和適當(dāng)?shù)牧粲杏嗟?，以滿足電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的需要，對導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計規(guī)定簡述如下：1）應(yīng)滿足正常行，檢修，短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展。2）應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件檢驗，如海上運(yùn)行維護(hù)條件。3）應(yīng)與整個工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致，盡量使新老電器型號一致。4）選擇導(dǎo)線時應(yīng)盡量減少品種。5）選用新產(chǎn)品應(yīng)積極慎重，新產(chǎn)品應(yīng)有可靠試驗數(shù)據(jù)，并經(jīng)主管部門鑒定合格。導(dǎo)體和電器應(yīng)按正常運(yùn)行情況選擇，按短路條件驗算其動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定，并按環(huán)境條件校核電器的基本使用條件?；谇笆龈鼽c(diǎn)的短路電流的計算，選取一次設(shè)備。（1）設(shè)備選擇要求略（2）母線的選取略（3）斷路器的選取略（4）隔離開關(guān)的選取略（5）互感器的選取略（6）其他設(shè)備的選取略小結(jié)本章主要計算了海上風(fēng)電場中兩個關(guān)鍵點(diǎn)的短路沖擊電流，并選擇且校驗了相應(yīng)的設(shè)備。在風(fēng)電場中，短路沖擊電流形成的原因很多，種類也有所不同，但對設(shè)備及電網(wǎng)所造成的危害卻是極大的。因此對短路電流的計算在風(fēng)電場的設(shè)計初期就變得十分重要。 結(jié)束語本設(shè)計主要結(jié)論如下：風(fēng)電場匯流方案從經(jīng)濟(jì)技術(shù)上考慮宜選取架空線方案，但在海上風(fēng)電場，特別是沿海地區(qū)，環(huán)境條件比較惡劣，采用架空線比采用地埋電纜方案的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢不明顯。因此，此次的設(shè)計中海底電纜就成為必選的方案；在風(fēng)力發(fā)電場的多種分組連接方式中，鏈形結(jié)構(gòu)有無功損耗、電壓偏差大的問題，但工程造價最低，綜合經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)適中。鑒于此風(fēng)電場容量較大，對電網(wǎng)影響也大，在經(jīng)過技術(shù)比較，在電網(wǎng)對風(fēng)電場無功損耗、電壓偏差沒有特別限制的情況下，應(yīng)選擇投入較低的方案，這也符合國情?？傊?，本文對海上風(fēng)電工程設(shè)計中的幾個主要的問題進(jìn)行了一定層度的分析，總結(jié)出一些可在海上風(fēng)電場設(shè)計過程中用到的方法，并指出一些應(yīng)注意到的問題，可在今后的設(shè)計中提供一點(diǎn)點(diǎn)參考。設(shè)計里的不足之處：對鏈形結(jié)構(gòu)，實踐中往往對電纜截面按照往尾端逐步遞減的原則進(jìn)行設(shè)計，包括按此設(shè)計的短路電流和匯流線路各段功率損耗等，這部分沒有給予具體考慮。如通過精確計算，對進(jìn)一步降低35kV海底電纜工程造價更有理論說服力。致 謝本畢業(yè)設(shè)計是在導(dǎo)師張紅的悉心指導(dǎo)和同事劉軍的關(guān)心下完成的。首先要衷心感謝尊敬的導(dǎo)師張紅！設(shè)計的構(gòu)架和寫作工作是在導(dǎo)師張紅的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。從2011年11月初到2012年1月底的近三個月時間，設(shè)計的選題到最終的定稿完成，都傾注了導(dǎo)師大量的心血。導(dǎo)師傾心的指導(dǎo)、求實作風(fēng)及高尚品德更是我學(xué)習(xí)的榜樣，她將永遠(yuǎn)給我以鼓勵和鞭策。再次向我的恩師張紅表示最真誠的感謝！另外要感謝同事劉軍總是能在百忙之中抽出時間對我的設(shè)計工作進(jìn)行細(xì)心幫助，回答我的咨詢。在這段時間的畢業(yè)設(shè)計寫作過程之中，雖然遇到了許多實踐問題，但是經(jīng)過了劉軍的關(guān)心幫助，都能夠得到很好的解決方案，對我的設(shè)計工作提出了很多寶貴的意見。謹(jǐn)在此設(shè)計完成之際，向所有關(guān)心、支持和幫助我的昆山學(xué)習(xí)中心老師以及同學(xué)，還有上海電氣集團(tuán)風(fēng)電裝備公司現(xiàn)場技術(shù)人員和我的工作單位神華國華（江蘇）風(fēng)電有限公司的領(lǐng)導(dǎo)致以最崇高的敬意和最衷心的感謝！感謝評審設(shè)計的各位專家、教授為本文提出的寶貴意見！參 考 文 獻(xiàn)[1] 風(fēng)力發(fā)電場設(shè)計技術(shù)規(guī)范(DLT_5383—2007) ，中電聯(lián)；[2] 風(fēng)電場接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定（報批稿）；[3] 風(fēng)電場接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定(Q/GDW3922009)；[4] 國家電網(wǎng)公司，風(fēng)電場接入系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容深度規(guī)定（修訂版）；[5] 大型風(fēng)電場并網(wǎng)設(shè)計技術(shù)規(guī)范（NB/T2010）； [6] 國家電網(wǎng)公司，風(fēng)電場電氣系統(tǒng)典型設(shè)計（ISBN：9787512318489）；[7] 熊信銀主編.《發(fā)電廠電氣部分》（第三版）.中國電力出版社；[8] 朱永強(qiáng), 張旭《風(fēng)電場電氣系統(tǒng)》. 機(jī)械工業(yè)出版社 2008；[9] ；[10] 談健，陸燕《江蘇風(fēng)電接入系統(tǒng)的若干問題》.上海,華東電力，20067；[11] 東海大橋海上風(fēng)電場工程；[12] 劉海東《江蘇沿海風(fēng)電開發(fā)的可行性分析》.北京,華北電力大學(xué)，2006；[13] John Finn《Designing Substations for Offshore Wind Farm Connections》,CIGRE NGN NAREC 22nd July 2008；[14] Predrag Djapic,Goran Strbac《Cost Benefit Methodology for Optimal Design of Offshore Transmission Systems》. FUNDED BY BERR,July 2008；[15] Wind Power Plant Substation and Collector System Redundancy, Reliability, and PES Wind Plant Collector System Design Working Group.[16] 所有風(fēng)資源數(shù)據(jù)和信息均來自國家發(fā)改委能源局、中國風(fēng)力發(fā)電、歐洲風(fēng)能協(xié)會、中國再生資源網(wǎng)、中國新能源與再生資源網(wǎng)、江蘇省發(fā)改委、全球風(fēng)能協(xié)會、東臺市氣象局、澳大利亞風(fēng)能協(xié)會、清潔能源網(wǎng)社區(qū)、國家電網(wǎng)公司、中國資源綜合利用協(xié)會可再生能源專業(yè)委員會等網(wǎng)站.