ATP使用简易教程实用教案

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1、ATP程序（TheAlternativeTransientsProgram）是目前世界(shji)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 EMTP程序的基本功能是进行电力系统仿真计算程序的基本功能是进行电力系统仿真计算(j (j sun)sun)，典型应用是预测电力系统在某个扰动，典型应用是预测电力系统在某个扰动( (如开关投切或如开关投切或故障故障) )之后感兴趣的变量随时间变化的规律；将之后感兴趣的变量随时间变化的规律；将 EMTP EMTP的稳

2、态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，有力工具。另外，EMTPEMTP程序也广泛应用于电力电子领域的程序也广泛应用于电力电子领域的仿真计算仿真计算(j sun)(j sun)。 第1页/共43页第一页，共44页。目前，目前，ATP-EMTPATP-EMTP的数学模型包括如下几种：的数学模型包括如下几种： 集总参数电阻集总参数电阻R R、电感、电感L L和电容和电容C C； 多相多相PIPI等值电路；等值电路； 多相分布参数输电多相分布参数输电(shdin)(shdin)线路；线路； 非线性电阻，这里非线性

3、电阻，这里v-iv-i特性曲线是单值的；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；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；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；闸管也包括在内； 电压和电流源；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。相和三相感应电机和直流电机。 控制系统可以用控制系统

4、可以用TACS(Transient Analysis of Control Systems)TACS(Transient Analysis of Control Systems)来实现，来实现，允许不同种类的非线性和逻辑运算。允许不同种类的非线性和逻辑运算。第2页/共43页第二页，共44页。ATP程序(chngx)的安装ATPDraw的主窗口 安装(nzhung)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.exePl42

5、mat.exeATP程序程序(chngx)的的安装顺序安装顺序第3页/共43页第三页，共44页。ATP程序的简单(jindn)操作第4页/共43页第四页，共44页。第5页/共43页第五页，共44页。ATP程序的简单(jindn)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(chxio)对元件的选择并确定其新位置。第6页/共43页第六页，共44页。元件选择(xunz)菜单的使用n在电路窗口在电路窗口(chungku)的空白处单击右键，显示

6、该菜单，的空白处单击右键，显示该菜单，如下图所示。如下图所示。测量仪，分相和换相元件测量仪，分相和换相元件(yunjin)线性和非线性的基本元件线性和非线性的基本元件 开关、电源、设备、变压器开关、电源、设备、变压器提供提供MODELS和和TACS组件组件 用户自定义元件用户自定义元件第7页/共43页第七页，共44页。元件选择(xunz)菜单的使用n鼠标移动到鼠标移动到Probes & 3-phase选项菜单后，出现选项菜单后，出现(chxin)的的下级菜单如下图。下级菜单如下图。测量节点电压、测量支路测量节点电压、测量支路电压、测量支路电流电压、测量支路电流(dinli)、测量、测量TACS

7、值值元件元件分相元件分相元件换相元件换相元件ABC和和DEF元件参数的应用元件参数的应用一般出现在一般出现在6相电路中相电路中第8页/共43页第八页，共44页。元件(yunjin)选择菜单的使用n鼠标移动到鼠标移动到Branch linear选项菜单后，出现选项菜单后，出现(chxin)下级菜单如下图。下级菜单如下图。线线性性电电阻阻(dinz)、电电容容、电感、电感、RLC组合元件组合元件线性三相线性三相RLC元件元件有初值的线性电容、电感元件有初值的线性电容、电感元件第9页/共43页第九页，共44页。元件选择菜单(cidn)的使用n鼠标移动鼠标移动(ydng)到到Branch Nonlin

8、ear菜单后，出现下级菜单如下图。菜单后，出现下级菜单如下图。非线性电阻非线性电阻(dinz)元件元件非线性电感元件非线性电感元件氧化锌避雷器元件氧化锌避雷器元件TACS控制的非线性电阻元件控制的非线性电阻元件有初值的非线性电感元件有初值的非线性电感元件第10页/共43页第十页，共44页。元件(yunjin)选择菜单的使用n鼠标移动鼠标移动(ydng)到到lines/cables选项菜单后，出现下级菜单如下图选项菜单后，出现下级菜单如下图集中参数集中参数(cnsh)线路模型线路模型元件元件分布参数线路模型元件分布参数线路模型元件LCC架空线路模型元件架空线路模型元件PCH架空线路模型元件架空线

9、路模型元件第11页/共43页第十一页，共44页。元件(yunjin)选择菜单的使用n鼠标移动到鼠标移动到Switches选项菜单选项菜单(ci dn)后，出现的下级菜单后，出现的下级菜单(ci dn)如下图如下图时间控制的开关时间控制的开关(kigun)元件元件电压控制的开关元件电压控制的开关元件二极管、电子管、可控硅二极管、电子管、可控硅开关元件、开关元件、TACS（自动暂（自动暂态控制开关）元件态控制开关）元件测量开关元件测量开关元件分类、统计开关元件分类、统计开关元件第12页/共43页第十二页，共44页。元件选择(xunz)菜单的使用n鼠标移动到鼠标移动到Sources选项菜单后，出现选

10、项菜单后，出现(chxin)的下级菜单如下图。的下级菜单如下图。一一端端接接地地的的各各类类单单相相电电源源模模型型，如如直直流流、交交流流(jioli)、冲冲击、斜角平顶波等电源模型击、斜角平顶波等电源模型一端接地的三相交流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、直流电源模型两端不接地的交流、直流电源模型第13页/共43页第十三页，共44页。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(boku)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(xunz)菜单的使用第14页/共43页第十四页，共44页。鼠标移动到Transf

11、ormers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(mn)变压器，包括单相和三相变压器。元件选择菜单(cidn)的使用第15页/共43页第十五页，共44页。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(chungjin)自己的元件模型。TACS 选项菜单 元件(yunjin)选择菜单的使用鼠标移动到此选项菜单后，出现的鼠标移动到此选项菜单后，出现的下级菜单如左图。下级菜单如左图。包括建立包括建立(jinl)TACS开关模块所开关模块所需的电源、需的电源、FORTRAN语言模块语言模块 等。等。第16页/共43页第十六页，共44页。

12、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(biozhn)元件外，可以利用该菜单来自定义元件。元件选择菜单(cidn)的使用第17页/共43页第十七页，共44页。元件菜单可以(ky)调用的全部ATP标准元件如下图所示。元件(yunjin)选择菜单的使用第18页/共43页第十八页，共44页。ATP程序的简单(jindn)操作元件对话框元件对话框 从从“ “元件选择菜单元件选择菜单” ”中选择元件之后，在电路中选择元件之后，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，单击空白击鼠标右键可旋转，

13、单击空白(kngbi)(kngbi)区域可区域可退出选择和放置对象。在未选择的电路对象上单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），将弹出击鼠标右键（或双击左键），将弹出“ “元件对话元件对话框框” ”。第19页/共43页第十九页，共44页。ATP程序(chngx)的简单操作n例如，单击一个例如，单击一个(y )单相单相RLC元件的图标，将会弹出下元件的图标，将会弹出下图所示图所示 的对话框。的对话框。第20页/共43页第二十页，共44页。元件的参数(cnsh)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(cnsh)数值可以是实

14、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(cnsh)填写和元件使用非常有用）ATP程序(chngx)的简单操作第21页/共43页第二十一页，共44页。左键单击左键单击选择对象（也包括连接线）；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。击左键确定连接，右键取消。右键单击右键单

15、击打开打开(d ki)“(d ki)“节点对话框节点对话框” ”；打开打开(d ki)“(d ki)“元件对话框元件对话框” ”；旋转元件对象。旋转元件对象。ATP程序(chngx)的简单操作第22页/共43页第二十二页，共44页。左键按住不放移动对象；画矩形框用于组选择，当松开(sn ki)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(chngx)的简单操作第23页/共43页第二十三页，共44页。几个常用(chn yn)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(chngx)的简单操作第24

16、页/共43页第二十四页，共44页。仿真步骤:1.根据实际要求建立各个电力(dinl)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）仿真仿真(fn zhn)步骤步骤介绍与举例介绍与举例第25页/共43页第二十五页，共44页。n一个单相(dn xin)整流桥，由120V（有效值），60Hz交流电源供n电。电源的电感是1mH，并联300的阻尼电阻。整流二极管n的缓冲电路由33的电阻和1F的电容串联而成。稳压电容n1000F，负载电阻20。n仿真电路图如下：第26页/共43页第

17、二十六页，共44页。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(mxng)，如下图所示：仿真步骤介绍仿真步骤介绍(jisho)与举例与举例第27页/共43页第二十七页，共44页。输入元件参数1.电源：由于线路(xinl)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。仿真步骤介绍仿真步骤介绍(jisho)与举例与举例第28页/共43页第二十八页，共44页。2.开关：仿真采用时间控制开关，假定(jidng)在0.002s

18、时合闸空载线路，合闸之后保持闭合。仿真步骤仿真步骤(bzhu)介介绍与举例绍与举例第29页/共43页第二十九页，共44页。3.线路：用线路采用分布参数，用波阻抗来等效(dn xio)模拟。仿真仿真(fn zhn)步步骤介绍与举例骤介绍与举例第30页/共43页第三十页，共44页。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(mxng)图所示。设置仿真时间与步长。仿真步骤介绍仿真步骤介绍(jisho)与举例与举例第31页/共43页第三十一页，共44页。仿真(fnzhn)，如下图所示:仿真步骤仿真步骤(bzhu)介介绍与举例绍

19、与举例首先首先(shuxin)运行运行RUNATP运行运行PlotXY，若程序正确则输出需要的波形，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若程序有错则无法输出波形运运行行EDIT LTS-FILE可可以以看看到到编编译译后后的的ATP程程序序以以及及程程序序结结果果，还还可可以以查查看看程程序序出出错错的的位位置置和和原原因因第32页/共43页第三十二页，共44页。首末两端波形即程序结果(ji gu) 图中1:首端，2:末端仿真步骤仿真步骤(bzhu)介绍介绍与举例与举例第33页/共43页第三十三页，共44页。例2 利用ATP建立(jinl)如下电路图，参数如下：直流电压源幅值为

20、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。仿真步骤仿真步骤(bzhu)介介绍与举例绍与举例第34页/共43页第三十四页，共44页。1，2，点的电压波形(b xn)如下：仿真仿真(fn zhn)步骤步骤介绍与举例介绍与举例第35页/共43页第三十五页，共44页。仿真步骤仿真步骤(bzhu)介介绍与举例绍与举例3点的电压(diny)波形如下：第36页/共43页第三十六页，共44页。仿真步骤介绍仿真步骤介绍(jisho)与举例与举例4点的电

21、压(diny)波形如下：第37页/共43页第三十七页，共44页。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(dinrng)为10.6uF。仿真电路图如下：仿真步骤仿真步骤(bzhu)介介绍与举例绍与举例第38页/共43页第三十八页，共44页。故障(gzhng)相电压波形（A）仿真仿真(fn zhn)步步骤介绍与举例骤介绍与举例第39页/共43页第三十九页，共44页。健全(jin qun)相电压波形（B,C）仿真步骤仿真步骤(bzh

22、u)介绍介绍与举例与举例第40页/共43页第四十页，共44页。中性点O的电压(diny)波形仿真步骤仿真步骤(bzhu)介介绍与举例绍与举例第41页/共43页第四十一页，共44页。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(cozu)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。总结总结(zngji)第42页/共43页第四十二页，共44页。感谢您的观赏(gunshng)！第43页/共43页第四十三页，共44页。内容(nirng)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。目前，ATP-EMTP的数学模型包括如下几种：集总参数(cnsh)电阻R、电感L和电容C。粘贴Ctrl+V。图中1:首端，2:末端第四十四页，共44页。