etap实验系统建模

第一章 系统建模ETAP软件是一种非常全面的工程解决方案，可以进行设计、仿真，进行发电、传输、配电和独立电力系统等方面的分析。经过不断地优化和发展，使用户可以在同一界面窗口下，图形化的完成对包含多重子系统（如：交流系统和直流系统、电缆管道、接地网、GIS、配电板、继电保护、交流和直流控制系统等）的复杂电力系统的处理。 ETAP软件是以工程项目文件为基础来组织、管理工作的。每一个项目文件为电力系统建模和分析提供了所有必要的编辑工具和相应的支持。项目文件由系统的电气设备及它们相互的联接组成。ETAP中的每一个项目文件都提供了一整套的分析计算方法、用户访问控制以及分别存储设备和联接数据的独立数据库。 同时，在ETAP软件中，想要实现潮流分析、短路分析、继电保护配合、暂态稳定分析、电机起动分析、谐波分析、可靠性评估、优化潮流等工作，都是以单线图为基础的。本章介绍如何建立工程和单线图的基本内容，以及元件参数如何录入的问题。 第一节 建立工程1、 双击桌面上的“中文ETAP 11.1.1”图标，打开ETAP 11.1.1 中文版软件，如图1-1所示。 图1-1 ETAP 11.1.1 界面2、 打开“文件”下拉菜单，点击“新建工程”，如图1-2 所示。 图1-2 ETAP 11.1.1 新建工程界面3、 输入工程文件名称，如：“例题gddq01”，选择单位系统为“公制”，选择文件保存的路径。（如果需要这里也可以设置数据库或者工程管理的密码），如图1-3所示。 图1-3 输入工程文件名的界面 4、点击“确定”，打开了ETAP 软件的编辑模式，如图1-4所示。下面对编辑模式界面作简单的介绍：图中自上而下，依次为：标题栏、菜单栏、工具栏、ETAP 软件模块栏、帮助栏；右侧为电力及电气系统元件栏，包括交流元件、直流元件和仪表及继电器栏；左侧是系统工具栏和项目管理器，其中系统工具栏包括“Star系统(保护设备配合系统)”、“地下电缆管道系统”、“接地网系统”、“电缆拉力系统”、“实时系统”、“地理信息系统”、“控制系统图”和“用户自定义模型（UDM）图形编辑器”等；项目管理器包括“工程视图”、“单线图”和“回收站”等。 图1-4 ETAP 软件的编辑模式5、 打开“工程”下拉菜单，分别点击“信息”和“标准”，进入“工程信息”和“工程标准”对话框，如图下所示，对其进行设置。 第二节 建立单线图1、 鼠标左键单击元件栏中的交流元件，拖曳到图纸OLV1(编辑模式)上，如图1-5所示。这些元件分别是：等效电网、母线、发动机、变压器、传输线、电缆、等效负荷、电动机、电抗器、断路器等。 图1-5 在单线图上添加电力系统元件2、 鼠标左键单击元件的连接端子（呈红色），拖曳到另一个元件的连接端子，呈现红色表示可以连线。依次连线，建立的单线图如图1-6所示。 图1-6 建立的系统单线图图 1-7 放大的系统单线图图 1-8 复合网络Network1的单线图第三节 输入元件参数针对不同的分析计算，所需要录入的参数不同。用户只需录入您将要执行的分析所需要的数据。双击单线图的元件图标，打开元件编辑器，即可录入元件的相关参数。同时，ETAP软件还另外提供了一些快速录入数据的便捷方式，如：（1）采用元件数据库，快速录入元件参数。比如电缆，我们可以直接从数据库里选择，这样就有了电缆的阻抗，不用手动输入阻抗了。（2）对于非独立参数可选择不同录入参数，ETAP可自动转换为系统内部参数。也就是有些数据之间是有关联的，只要输入一个，其他的可以计算出来。比如下图的短路容量、短路电流和短路阻抗以及电压之间就有此关系，电压确定后，输入短路容量就能算出短路电流或者输入短路电流就能得到短路容量，二者只需输入一个，所以称为非独立参数。1、 录入母线参数母线标称电压取系统标称电压。 母线名称标称电压(kV)初始电压（%V）初始相角负荷调整系数最小最大Bus1110100080125Bus210100080125Bus410100080125Bus510100080125Bus610100080125Bus70.4100080125Bus80.4100080125Bus10101000801252、录入等效电网U1 参数 双击元件“等效电网U1”，输入参数：运行模式，额定电压=110kV，三相短路容量=2500MVA，单相短路容量=2000MVA，X/R 皆取30。 图1-9 等效电网编辑器属性页3、录入变压器参数 双击“变压器T1”，打开变压器编辑器输入相应参数，如图1-10和1-11所示。以同样的方式录入变压器T2、T3 的参数值，具体参数值见表1-1。 表 1-1 变压器元件参数表变压器名称额定电压(kV)额定容量(MVA)分接头Tap接地ZX/RT1110/10.5500/0Y0/10.5取典型值T210/0.40.630/0 /Y0取典型值取典型值T310/0.410/0 /Y0取典型值取典型值T4110/10.5500/0Y0/10.5取典型值 图1-10 双绕组变压器T1 编辑器的“额定值”和“阻抗”属性页 图1-11 双绕组变压器T1 编辑器的“分接头”和“接地”属性页 4、录入等效负荷参数 双击元件“等效负荷Lump1”，打开等效负荷编辑器“铭牌”属性页，录入相应的参数：负荷类型=传统的（Concentional），额定电压=10kV，额定容量=18MVA，功率因数(%PF)=95%。随后ETAP自动生成有功17.1MW、无功5.62Mvar、电流1039A。负荷模型选定：电动机负荷百分数（恒容量kVA）=100%，ETAP自动生成静态负荷百分数（恒阻抗Z）=0%。负荷类型:Design=100、Normal=90。如图1-12 所示： 图1-12 等效负荷Load1 编辑器的“信息”和“铭牌”属性页以同样的方式录入其他等效负荷的参数，具体参数值见表1-2。 表 1-2 等效负荷元件参数表等效负荷名称额定容量 (MVA)PF负荷类型负荷类型 恒容量恒阻抗Design NormalLump118951000100 90 Lump24901000100 100 Lump326951000100 100 Lump40.3901000100 100 Lump50.6901000100% 100% Lump61.2901000100 100 5、录入静态负荷参数 在静态负荷Load 1 的“负荷”属性页输入：额定电压=10kV，额定容量=8MVA，功率因数(%PF)=85%。ETAP 自动生成有功6.8MW、无功4.214Mvar、电流461.9A 等数据；负荷类型：Design100、Normal80、电缆（型号BS6622 EPR 、Cable2长度30米、截面积400mm2）。如图1-13 所示。 图1-13 静态负荷编辑器的“负荷”属性页6、录入感应电动机参数 电动机Mtr1：输入额定功率2000kW、额定电压10kV 、功率因数(%PF)和100、 75、50负载时的效率（%Eff）后自动生成视在功率、满载电流，如图1-14 所示。图1-14 感应电动机Mtr1 编辑器的“铭牌”属性页以同样的方式录入其他5 台发动机的参数。系统所有电动机的主要参数见表1-3。其中电动机Mtr4、Mtr5、Mtr6 共同组成复合电机Cmtr1。表 1-3 系统所有电动机的主要参数电动机名称额定功率kW额定电压kV负荷类型 Design NormalMtr1200010100% 90% Mtr21000.38100 90 Mtr3100010100 90 Mtr4500.38100% 90 Mtr5750.38100% 90 Mtr6250.38100%907、录入发电机Gen1 参数 运行模式为无功控制；额定有功功率=25MW；额定电压=10.5kV；功率因数(%PF)=80；发电类型为Design时，有功功率=25MW，无功功率=15.5 Mvar，Qmax=18.75Mvar，Qmin=-8 Mvar；发电类型为Normal时，有功功率=20MW，无功功率=12.4 Mvar，Qmax=15 Mvar， Qmin=-6.5 Mvar，如图1-15 所示。 图1-15 同步发电机编辑器的“额定值”属性页8、录入电缆参数 Cable1：长度=200m。从ETAP数据库中选择BS6622 XLPE（橡胶绝缘）电缆，选定标称面积50mm2。电缆Cable1 的“信息”属性页如图1-16-1 所示。ETAP 自动生成单位长度的电阻、电抗和电纳的数值。电缆Cable1 的“阻抗”属性页如图1-16-2 所示。系统所有电缆的主要参数见表1-4。 图1-16 电缆Cable1 编辑器的“信息”和“阻抗”属性页表 1-4 系统所有电缆的主要参数电缆名称 电缆型号 截面积(mm2) 长度(m) Cable1 BS6622 XLPE（橡胶绝缘） 50 200 Cable2 （静态负荷）BS6622 EPR 400 30 Cable4 BS6622 EPR 400 500 Cable5 BS6622 EPR 400 500 9、录入电抗器参数 电抗器X1：额定电压=10kV、额定电流=3000A、UR()10、X/R=34(取典型值)。输入阻抗有名值：正序阻抗=0.1924，零序阻抗=0.1924。阻抗的计算过程如下：Z10%10103/(1.7323000) 0.1924。 图1-17 电抗X1编辑器的“信息”和“额定值”属性页10、断路器额定电压取ETAP 设备数据库的相关断路器的额定电压。11、其他数据：略