ATP-EMTP的简单使用

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（TheAlternativeTransientsProgram）是目前世界上电磁暂态分析程序（EMTP(TheElectromagneticTransientsProgram))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(TransientAnalysisofControlSystems)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.exeInstATP115_add.exeInstATP115_lib.exeATPLnchUpdate.exeATPDrawUpdate.exePl42mat.exeATP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Branchlinear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BranchNonlinear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Userspecified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①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。②参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。③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。④“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MATP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300Ω的阻尼电阻。整流二极管的缓冲电路由33Ω的电阻和1μF的电容串联而成。稳压电容1000μF，负载电阻20Ω。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EDITLTS-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310kV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