ATP-EMTP的简单使用

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电磁暂态程序,ATP,的简单使用,ATP,程序的简介,ATP,程序的使用,仿真步骤介绍与举例,总结,ATP,程序（,The Alternative Transients Program,）,是目前世界上电磁暂态分析程序（,EMTP(The ElectromagneticTransients Program),最广泛使用的一个版本，,ATP-EMTP,程序可在大多数类型的计算机上运行。,EMTP,程序的基本功能是进行电力系统仿真计算，典型应用是预测电力系统在某个扰动,(,如开关投切或故障,),之后感兴趣的变量随时间变化的规律；将,EMTP,的稳态分析和电磁暂态分析相结合，可以作为电力系统谐波分析的有力工具。另外，,EMTP,程序也广泛应用于电力电子领域的仿真计算。,目前，,ATP-EMTP,的数学模型包括如下几种：,集总参数电阻,R,、电感,L,和电容,C,；,多相,PI,等值电路；,多相分布参数输电线路；,非线性电阻，这里,v-i,特性曲线是单值的；,非线性电感器，既可模拟常规的单值特性曲线，也可包括剩磁和磁滞；,时变电阻；,开关，用来模拟断路器、火花间隙及其它网络联接的改变，二极管和晶闸管也包括在内；,电压和电流源；,动态旋转电机，除了模拟最常用的三相同步电机外，还可模拟单相、二相和三相感应电机和直流电机。,控制系统可以用,TACS(Transient Analysis of Control Systems),来实现，允许不同种类的非线性和逻辑运算。,ATP,程序的安装,ATPDraw,的主窗口,安装完,ATP,程序后，运行,ATPDraw,程序。其主窗口介绍如下：,InstATP115.exe,InstATP115_add.exe,InstATP115_lib.exe,ATPLnchUpdate.exe,ATPDrawUpdate.exe,Pl42mat.exe,ATP,程序的安装顺序,ATP,程序的简单操作,ATP,程序的简单操作,元件选择菜单的操作,当在电路窗口的空白处单击鼠标右键时，会弹出,“,元件选择菜单,”,，在该菜单中选择所需元件插入电路中。要移动元件，在元件上按住鼠标左键同时拖动，将元件移至新位置后，松开按钮单击空白区域，撤销对元件的选择并确定其新位置。,元件选择菜单的使用,在电路窗口的空白处单击右键，显示该菜单，如下图所示,。,测量仪，分相和换相元件,线性和非线性的基本元件,开关、电源、设备、变压器,提供,MODELS,和,TACS,组件,用户自定义元件,元件选择菜单的使用,鼠标移动到,Probes & 3-phase,选项菜单后，出现的下级菜单如下图。,测量节点电压、测量支路电压、测量支路电流、测量,TACS,值元件,分相元件,换相元件,ABC,和,DEF,元件参数的应用一般出现在,6,相电路中,元件选择菜单的使用,鼠标移动到,Branch linear,选项菜单后，出现下级菜单如下图。,线性电阻、电容、电感、,RLC,组合元件,线性三相,RLC,元件,有初值的线性电容、电感元件,元件选择菜单的使用,鼠标移动到,Branch Nonlinear,菜单后，出现下级菜单如下图。,非线性电阻元件,非线性电感元件,氧化锌避雷器元件,TACS,控制的非线性电阻元件,有初值的非线性电感元件,元件选择菜单的使用,鼠标移动到,lines/cables,选项菜单后，出现下级菜单如下图,集中参数线路模型元件,分布参数线路模型元件,LCC,架空线路模型元件,PCH,架空线路模型元件,元件选择菜单的使用,鼠标移动到,Switches,选项菜单后，出现的下级菜单如下图,时间控制的开关元件,电压控制的开关元件,二极管、电子管、可控硅开关元件、,TACS,（自动暂态控制开关）元件,测量开关元件,分类、统计开关元件,元件选择菜单的使用,鼠标移动到,Sources,选项菜单后，出现的下级菜单如下图。,一端接地的各类单相电源模型，如直流、交流、冲击、斜角平顶波等电源模型,一端接地的三相交流电源模型,两端不接地的交流、直流电源模型,鼠标移动到,Machines,选项菜单后，出现的下级菜单如左图。,这个模块主要是用来模拟电机，包括,同步电机和通用电机,。,所有的,3,相电机都是,Y,型连接。,元件选择菜单的使用,鼠标移动到,Transformers,选项菜单后，出现的下级菜单如左图。,这个模块主要是用来模拟变压器，包括单相和三相变压器。,元件选择菜单的使用,MODELS,选项菜单,在,ATP,程序中，除了标准元件以外，还能利用,MODELS,仿真语言创建自己的元件模型。,TACS,选项菜单,元件选择菜单的使用,鼠标移动到此选项菜单后，出现的下级菜单如左图。,包括建立,TACS,开关模块所需的电源、,FORTRAN,语言模块,等。,鼠标移动到,User specified,选项菜单后，出现的下级菜单如左图。,除了使用标准元件外，可以利用该菜单来自定义元件。,元件选择菜单的使用,元件菜单可以调用的全部,ATP,标准元件如下图所示。,元件选择菜单的使用,ATP,程序的简单操作,元件对话框,从“元件选择菜单”中选择元件之后，在电路窗口中将出现一个由矩形框包围的电路元件。单击鼠标右键可旋转，单击空白区域可退出选择和放置对象。在未选择的电路对象上单击鼠标右键（或双击左键），将弹出“元件对话框”。,ATP,程序的简单操作,例如，单击一个单相,RLC,元件的图标，将会弹出下图所示 的对话框。,元件的参数输入,全部电路元件的“元件对话框”布局大致相同。用户在该窗口中输入元件所需的数据。,参数数值可以是实数或整数，实数可写成带有“,E”,或“,e”,的指数形式。例如：,3.24e4,，,323E+02,，,32300,，,32.3e+3,等。,在节点输入栏下方，是“标签”文字输入栏，这里输入的内容会在屏幕上显示，同时也会写入电路文件中。标签可移动。,“帮助”按钮可以唤醒“帮助阅读器”显示对象的帮助文件。（这个对于参数填写和元件使用非常有用）,ATP,程序的简单操作,左键单击,选择对象（也包括连接线）；,画连接线移动鼠标到连接线终点，单击左键确定连接，右键取消。,右键单击,打开,“,节点对话框,”,；,打开,“,元件对话框,”,；,旋转元件对象。,ATP,程序的简单操作,左键按住不放,移动对象；,画矩形框用于组选择，当松开鼠标键，矩形框中的对象变成一组。,左键双击,弹出,“,节点对话框,”,；,弹出,“,元件对话框,”,；,修改元件标签。,ATP,程序的简单操作,几个常用的快捷键,复制,Ctrl+C,粘贴,Ctrl+V,全选,Ctrl+A,显示地图窗口,M,ATP,程序的简单操作,仿真步骤,:,1.,根据实际要求建立各个电力元件的,ATP,程序等效模型；,2.,输入各元件模型的参数；,3.,作出仿真电路图；,4.,设置仿真时间和仿真步长；,5.,运行,runatp,选项或通过,F2,快捷键进行仿真。,（具体结合例子介绍）,仿真步骤介绍与举例,一个单相整流桥，由,120V,（有效值），,60Hz,交流电源供,电。电源的电感是,1mH,，并联,300,的阻尼电阻。整流二极管,的缓冲电路由,33,的电阻和,1F,的电容串联而成。稳压电容,1000F,，负载电阻,20,。,仿真电路图如下：,例,1,幅值为,10kV,工频电源合闸于空载无损线路，电源内阻忽略，线路长度为,5km,，波阻抗为,300,欧姆，波速为光速，求出线路首端与末端的电压波形。,首先，建立,ATP,程序仿真模型，如下图所示：,仿真步骤介绍与举例,输入元件参数,1.,电源：由于线路合闸瞬间时间极短,故合闸时工频电压源幅值基本不变，可看成一个幅值为,10kV,直流电压源。如下图所示。,仿真步骤介绍与举例,2.,开关：仿真采用时间控制开关，假定在,0.002s,时合闸空载线路，合闸之后保持闭合。,仿真步骤介绍与举例,3.,线路：用线路采用分布参数，用波阻抗来等效模拟。,仿真步骤介绍与举例,4.,输出：在需要输出的节点或支路加上相应的测量元件。如本例在线路首末端加上了测量节点电压的元件,建立仿真电路图如前面模型图所示。,设置仿真时间与步长。,仿真步骤介绍与举例,仿真，如下图所示,:,仿真步骤介绍与举例,首先运行,RUNATP,运行,PlotXY,，若程序正确则输出需要的波形，若程序有错则无法输出波形,运行,EDIT LTS-FILE,可以看到编译后的,ATP,程序以及程序结果，还可以查看程序出错的位置和原因,首末两端波形即程序结果,图中,1:,首端，,2:,末端,仿真步骤介绍与举例,例,2,利用,ATP,建立如下电路图，参数如下：直流电压源幅值为,10kV,，,K,的合闸时间为,1.0E-5S,，,C1,为,1000pF,；,C2,为,1.0E+5pF,，,Z1,为,300,欧姆，线路长为,300m,；,Z2,为,500,欧姆，线路长度为,90m,；,Z3,为,400,欧姆，线路长度为,60m,，波速为光速。,仿真步骤介绍与举例,1,，,2,，点的电压波形如下：,仿真步骤介绍与举例,仿真步骤介绍与举例,3,点的电压波形如下,：,仿真步骤介绍与举例,4,点的电压波形如下：,例,3,10kV,中性点绝缘系统发生单相接地故障的仿真模拟。接地故障的用时间控制开关来模拟（在相电压最大值时发生接地故障），电源内阻抗为,0.4+j0.8,欧姆，线路单相对地电容为,10.6uF,。,仿真电路图如下：,仿真步骤介绍与举例,故障相电压波形（,A,）,仿真步骤介绍与举例,健全相电压波形（,B,C,）,仿真步骤介绍与举例,中性点,O,的电压波形,仿真步骤介绍与举例,做,ATP,程序仿真要学会各电力设备在不同过电压情况下所采用的仿真模型。,ATP,程序可对电力系统过电压进行仿真，包括操作过电压和雷电过电压。,ATP,程序的使用在于多练习，各元件模型的使用以及参数设置，仿真中遇到错误问题的解决都在不断使用中得以掌握。,总结,