电磁暂态程序电磁暂态程序 ATP的简单使用的简单使用ØATP程序的简介程序的简介 ØATP程序的使用程序的使用Ø仿真步骤介绍与举例仿真步骤介绍与举例Ø总结总结 ØØ ATPATP程序（程序（The Alternative Transients ProgramThe Alternative Transients Program））是目前是目前世界上电磁暂态分析程序（世界上电磁暂态分析程序（EMTP(The ElectromagneticEMTP(The ElectromagneticTransients Program))Transients Program))最广泛使用的一个版本，最广泛使用的一个版本，ATP-EMTPATP-EMTP程程序可在大多数类型的计算机上运行序可在大多数类型的计算机上运行ØØ EMTPEMTP程序的基本功能是进行电力系统仿真计算，典型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应用是预测电力系统在某个扰动( (如开关投切或故障如开关投切或故障) )之后感之后感兴趣的变量随时间变化的规律；将兴趣的变量随时间变化的规律；将 EMTPEMTP的稳态分析和电磁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。
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，另外，EMTPEMTP程序也广泛应用于电力电子领域的仿真计算程序也广泛应用于电力电子领域的仿真计算 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； · · 多相分布参数输电线路； 多相分布参数输电线路； · · 非线性电阻，这里 非线性电阻，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 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；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 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；极管和晶闸管也包括在内； · · 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 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。
单相、二相和三相感应电机和直流电机 · · 控制系统可以用 控制系统可以用TACS(Transient Analysis of Control Systems)TACS(Transient Analysis of Control Systems)来实现，允许不同种类的非线性和逻辑运算来实现，允许不同种类的非线性和逻辑运算 ATP程序的安装程序的安装ATPDrawATPDraw的主窗口的主窗口的主窗口的主窗口 安装完安装完安装完安装完ATPATP程序后，运行程序后，运行程序后，运行程序后，运行ATPDrawATPDraw程序其主窗口介绍如下：主窗口介绍如下：主窗口介绍如下：主窗口介绍如下：ATP程序的安装顺序程序的安装顺序 ATP程序的简单操作程序的简单操作 ATP程序的简单操作程序的简单操作元件选择菜单的操作元件选择菜单的操作元件选择菜单的操作元件选择菜单的操作 当当当当在在在在电电电电路路路路窗窗窗窗口口口口的的的的空空空空白白白白处处处处单单单单击击击击鼠鼠鼠鼠标标标标右右右右键键键键时时时时，，，，会会会会弹弹弹弹出出出出“ “元元元元件件件件选选选选择择择择菜菜菜菜单单单单” ”，，，，在在在在该该该该菜菜菜菜单单单单中中中中选选选选择择择择所所所所需需需需元元元元件件件件插插插插入入入入电电电电路路路路中中中中。
要要要要移移移移动动动动元元元元件件件件，，，，在在在在元元元元件件件件上上上上按按按按住住住住鼠鼠鼠鼠标标标标左左左左键键键键同同同同时时时时拖拖拖拖动动动动，，，，将将将将元元元元件件件件移移移移至至至至新新新新位位位位置置置置后后后后，，，，松松松松开开开开按按按按钮钮钮钮单单单单击击击击空空空空白白白白区区区区域域域域，，，，撤销对元件的选择并确定其新位置撤销对元件的选择并确定其新位置撤销对元件的选择并确定其新位置撤销对元件的选择并确定其新位置 元件选择菜单的使用元件选择菜单的使用n在电路窗口的空白处单击右键，显示该菜单，如下图所示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，分相和换相元件测量仪，分相和换相元件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 元件选择菜单的使用元件选择菜单的使用n鼠标移动到鼠标移动到Probes & 3-phase选项菜单后，出现的下级菜选项菜单后，出现的下级菜单如下图单如下图测量节点电压、测量支测量节点电压、测量支路电压、测量支路电流、路电压、测量支路电流、测量测量TACS值元件值元件分相元件分相元件换相元件换相元件ABC和和DEF元件参数的应元件参数的应用一般出现在用一般出现在6相电路中相电路中 元件选择菜单的使用元件选择菜单的使用n鼠标移动到鼠标移动到Branch linear选项菜单后，出现下级菜单如下图。
选项菜单后，出现下级菜单如下图线线性性电电阻阻、、电电容容、、电电感感、、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 元件选择菜单的使用元件选择菜单的使用n鼠标移动到鼠标移动到Branch Nonlinear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元件非线性电阻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 元件选择菜单的使用元件选择菜单的使用n鼠标移动到鼠标移动到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线路模型元件集中参数线路模型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路模型元件 元件选择菜单的使用元件选择菜单的使用n鼠标移动到鼠标移动到Switches选项菜单后，出现的下级菜单如下图选项菜单后，出现的下级菜单如下图时间控制的开关元件时间控制的开关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（自动暂态控制开关）元件暂态控制开关）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 元件选择菜单的使用元件选择菜单的使用n鼠标移动到鼠标移动到Sources选项菜单后，出现的下级菜单如下图。
选项菜单后，出现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、、冲冲击击、、斜角平顶波等电源模型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 n n鼠鼠鼠鼠标标标标移移移移动动动动到到到到MachinesMachines选选选选项项项项菜菜菜菜单单单单后后后后，，，，出出出出现现现现的的的的下下下下级级级级菜菜菜菜单单单单如左图n n这这这这个个个个模模模模块块块块主主主主要要要要是是是是用用用用来来来来模模模模拟拟拟拟电电电电机机机机，，，，包包包包括括括括同同同同步步步步电电电电机机机机和和和和通通通通用电机用电机用电机用电机n n所所所所有有有有的的的的3 3相相相相电电电电机机机机都都都都是是是是Y Y型型型型连接元件选择菜单的使用元件选择菜单的使用 n n鼠标移动到鼠标移动到鼠标移动到鼠标移动到TransformersTransformers选项菜单后，出现的下级选项菜单后，出现的下级选项菜单后，出现的下级选项菜单后，出现的下级菜单如左图。
菜单如左图菜单如左图菜单如左图n n这个模块主要是用来模拟这个模块主要是用来模拟这个模块主要是用来模拟这个模块主要是用来模拟变压器，包括单相和三相变压器，包括单相和三相变压器，包括单相和三相变压器，包括单相和三相变压器元件选择菜单的使用元件选择菜单的使用 n nMODELS MODELS 选项菜单选项菜单选项菜单选项菜单 在在在在 ATPATP程程程程 序序序序 中中中中 ，，，， 除除除除 了了了了 标标标标 准准准准 元元元元 件件件件 以以以以 外外外外 ，，，， 还还还还 能能能能 利利利利 用用用用MODELSMODELS仿真语言创建自己的元件模型仿真语言创建自己的元件模型仿真语言创建自己的元件模型仿真语言创建自己的元件模型n nTACS TACS 选项菜单选项菜单选项菜单选项菜单 元件选择菜单的使用元件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TACS开关模块所需的电源、开关模块所需的电源、FORTRAN语言模块语言模块 等 n n鼠标移动到鼠标移动到鼠标移动到鼠标移动到User specifiedUser specified选项选项选项选项菜单后，出现的下级菜单如菜单后，出现的下级菜单如菜单后，出现的下级菜单如菜单后，出现的下级菜单如左图。
左图n n除了使用标准元件外，可以除了使用标准元件外，可以除了使用标准元件外，可以除了使用标准元件外，可以利用该菜单来自定义元件利用该菜单来自定义元件利用该菜单来自定义元件利用该菜单来自定义元件元件选择菜单的使用元件选择菜单的使用 n n元件菜单可以调用的全部元件菜单可以调用的全部元件菜单可以调用的全部元件菜单可以调用的全部ATPATP标准元件如下图所示标准元件如下图所示标准元件如下图所示标准元件如下图所示元件选择菜单的使用元件选择菜单的使用 ATP程序的简单操作程序的简单操作元件对话框元件对话框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，在电路窗中选择元件之后，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（或双击左键），将弹出“元件对话框元件对话框” ATP程序的简单操作程序的简单操作n例如，单击一个单相例如，单击一个单相RLC元件的图标，将会弹出下图所示元件的图标，将会弹出下图所示 的对话框。
的对话框 元件的参数输入元件的参数输入①①全部电路元件的全部电路元件的“元件对话框元件对话框”布局大致相同用户在布局大致相同用户在该窗口中输入元件所需的数据该窗口中输入元件所需的数据②②参数数值可以是实数或整数，实数可写成带有参数数值可以是实数或整数，实数可写成带有“E”或或“e”的指数形式例如：的指数形式例如：，，323E+02，，32300，，32.3e+3等③③在节点输入栏下方，是在节点输入栏下方，是“标签标签”文字输入栏，这里输入文字输入栏，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签可移动 ④④“帮助帮助”按钮可以唤醒按钮可以唤醒“帮助阅读器帮助阅读器”显示对象的帮助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）文件这个对于参数填写和元件使用非常有用）ATP程序的简单操作程序的简单操作 左键单击左键单击左键单击左键单击n选择对象（也包括连接线）；选择对象（也包括连接线）；n画连接线移动鼠标到连接线终点，画连接线移动鼠标到连接线终点，单击左键确定连接，右键取消单击左键确定连接，右键取消右键单击右键单击n打开打开“节点对话框节点对话框”；；n打开打开“元件对话框元件对话框”；；n旋转元件对象。
旋转元件对象ATP程序的简单操作程序的简单操作 左键按住不放左键按住不放n移动对象；移动对象；n画矩形框用于组选择，当松开鼠标键，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矩形框中的对象变成一组左键双击左键双击n弹出弹出“节点对话框节点对话框”；；n弹出弹出“元件对话框元件对话框”；；n修改元件标签修改元件标签ATP程序的简单操作程序的简单操作 几个常用的快捷键几个常用的快捷键n复制复制Ctrl+Cn粘贴粘贴Ctrl+Vn全选全选 Ctrl+An n显示地图窗口显示地图窗口显示地图窗口显示地图窗口 MMATP程序的简单操作程序的简单操作 n n仿真步骤仿真步骤仿真步骤仿真步骤: :1. 1.根根根根据据据据实实实实际际际际要要要要求求求求建建建建立立立立各各各各个个个个电电电电力力力力元元元元件件件件的的的的ATPATP程程程程序序序序等等等等效效效效模型；模型；模型；模型；2. 2.输入各元件模型的参数；输入各元件模型的参数；输入各元件模型的参数；输入各元件模型的参数；3. 3.作出仿真电路图；作出仿真电路图；作出仿真电路图；作出仿真电路图；4. 4.设置仿真时间和仿真步长；设置仿真时间和仿真步长；设置仿真时间和仿真步长；设置仿真时间和仿真步长；5. 5.运行运行运行运行runatprunatp选项或通过选项或通过选项或通过选项或通过F2F2快捷键进行仿真。
快捷键进行仿真快捷键进行仿真快捷键进行仿真 （具体结合例子介绍）（具体结合例子介绍）（具体结合例子介绍）（具体结合例子介绍）仿真步骤介绍与举例仿真步骤介绍与举例 n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20Ωn仿真电路图如下：仿真电路图如下： n n例例例例1 1 幅幅幅幅值值值值为为为为10kV10kV工工工工频频频频电电电电源源源源合合合合闸闸闸闸于于于于空空空空载载载载无无无无损损损损线线线线路路路路，，，，电电电电源源源源内内内内阻阻阻阻忽忽忽忽略略略略，，，，线线线线路路路路长长长长度度度度为为为为5km5km，，，，波波波波阻阻阻阻抗抗抗抗为为为为300300欧欧欧欧姆姆姆姆，，，，波波波波速速速速为为为为光光光光速速速速，，，，求出线路首端与末端的电压波形求出线路首端与末端的电压波形求出线路首端与末端的电压波形求出线路首端与末端的电压波形n n首先，建立首先，建立首先，建立首先，建立ATPATP程序仿真模型，如下图所示：程序仿真模型，如下图所示：程序仿真模型，如下图所示：程序仿真模型，如下图所示：仿真步骤介绍与举例仿真步骤介绍与举例 n n输入元件参数输入元件参数输入元件参数输入元件参数1. 1.电源：由于线路合闸瞬间时间极短电源：由于线路合闸瞬间时间极短电源：由于线路合闸瞬间时间极短电源：由于线路合闸瞬间时间极短, ,故合闸时工频电压源幅故合闸时工频电压源幅故合闸时工频电压源幅故合闸时工频电压源幅值基本不变，可看成一个幅值为值基本不变，可看成一个幅值为值基本不变，可看成一个幅值为值基本不变，可看成一个幅值为10kV10kV直流电压源。
如下图直流电压源如下图直流电压源如下图直流电压源如下图所示仿真步骤介绍与举例仿真步骤介绍与举例 2. 2.开关：仿真采用时间控制开关，假定在时合闸空载线开关：仿真采用时间控制开关，假定在时合闸空载线开关：仿真采用时间控制开关，假定在时合闸空载线开关：仿真采用时间控制开关，假定在时合闸空载线路，合闸之后保持闭合路，合闸之后保持闭合路，合闸之后保持闭合路，合闸之后保持闭合仿真步骤介绍与举例仿真步骤介绍与举例 3. 3.线路：用线路采用分布参数，用波阻抗来等效模拟线路：用线路采用分布参数，用波阻抗来等效模拟线路：用线路采用分布参数，用波阻抗来等效模拟线路：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仿真步骤介绍与举例 4. 4.输出：在需要输出的节点或支路加上相应的测量元件如输出：在需要输出的节点或支路加上相应的测量元件如输出：在需要输出的节点或支路加上相应的测量元件如输出：在需要输出的节点或支路加上相应的测量元件如本例路首末端加上了测量节点电压的元件本例路首末端加上了测量节点电压的元件本例路首末端加上了测量节点电压的元件本例路首末端加上了测量节点电压的元件n n建立仿真电路图如前面模型图所示。
建立仿真电路图如前面模型图所示建立仿真电路图如前面模型图所示建立仿真电路图如前面模型图所示n n设置仿真时间与步长设置仿真时间与步长设置仿真时间与步长设置仿真时间与步长仿真步骤介绍与举例仿真步骤介绍与举例 n n仿真，如下图所示仿真，如下图所示仿真，如下图所示仿真，如下图所示: :仿真步骤介绍与举例仿真步骤介绍与举例首先运行首先运行RUNATP运行运行PlotXY，若程序正确则输出需要的，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 n n首末两端波形即程序结果首末两端波形即程序结果首末两端波形即程序结果首末两端波形即程序结果 图中图中图中图中1:1:首端，首端，首端，首端，2:2:末端末端末端末端仿真步骤介绍与举例仿真步骤介绍与举例 n n例例例例2 2 利利利利用用用用ATPATP建建建建立立立立如如如如下下下下电电电电路路路路图图图图，，，，参参参参数数数数如如如如下下下下：：：：直直直直流流流流电电电电压压压压源源源源幅幅幅幅值值值值为为为为10kV10kV，，，，KK的的的的合合合合闸闸闸闸时时时时间间间间为为为为，，，，C1C1为为为为1000pF1000pF；；；；C2C2为为为为1.0E+5pF1.0E+5pF，，，，Z1Z1为为为为300300欧欧欧欧姆姆姆姆，，，，线线线线路路路路长长长长为为为为300m300m；；；；Z2Z2为为为为500500欧欧欧欧姆姆姆姆，，，，线线线线路路路路长长长长度为度为度为度为90m90m；；；；Z3Z3为为为为400400欧姆，线路长度为欧姆，线路长度为欧姆，线路长度为欧姆，线路长度为60m60m，波速为光速。
波速为光速波速为光速波速为光速仿真步骤介绍与举例仿真步骤介绍与举例 n n1 1，，，，2 2，点的电压波形如下：，点的电压波形如下：，点的电压波形如下：，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 仿真步骤介绍与举例仿真步骤介绍与举例n n3 3点的电压波形如下点的电压波形如下点的电压波形如下点的电压波形如下：： 仿真步骤介绍与举例仿真步骤介绍与举例n n4 4点的电压波形如下：点的电压波形如下：点的电压波形如下：点的电压波形如下： n n例例例例3 3 10kV10kV中中中中性性性性点点点点绝绝绝绝缘缘缘缘系系系系统统统统发发发发生生生生单单单单相相相相接接接接地地地地故故故故障障障障的的的的仿仿仿仿真真真真模模模模拟拟拟拟接接接接地地地地故故故故障障障障的的的的用用用用时时时时间间间间控控控控制制制制开开开开关关关关来来来来模模模模拟拟拟拟（（（（在在在在相相相相电电电电压压压压最最最最大大大大值值值值时时时时发发发发生生生生接接接接地地地地故故故故障障障障）））），，，，电电电电源源源源内内内内阻阻阻阻抗抗抗抗为为为为欧欧欧欧姆姆姆姆，，，，线线线线路路路路单单单单相相相相对对对对地电容为。
地电容为地电容为地电容为n n仿真电路图如下：仿真电路图如下：仿真电路图如下：仿真电路图如下：仿真步骤介绍与举例仿真步骤介绍与举例 n n故障相电压波形（故障相电压波形（故障相电压波形（故障相电压波形（A A））））仿真步骤介绍与举例仿真步骤介绍与举例 n n健全相电压波形（健全相电压波形（健全相电压波形（健全相电压波形（B,CB,C））））仿真步骤介绍与举例仿真步骤介绍与举例 n n中性点中性点中性点中性点OO的电压波形的电压波形的电压波形的电压波形仿真步骤介绍与举例仿真步骤介绍与举例 n n做做做做ATPATP程程程程序序序序仿仿仿仿真真真真要要要要学学学学会会会会各各各各电电电电力力力力设设设设备备备备在在在在不不不不同同同同过过过过电电电电压压压压情况下所采用的仿真模型情况下所采用的仿真模型情况下所采用的仿真模型情况下所采用的仿真模型n nATPATP程程程程序序序序可可可可对对对对电电电电力力力力系系系系统统统统过过过过电电电电压压压压进进进进行行行行仿仿仿仿真真真真，，，，包包包包括括括括操操操操作过电压和雷电过电压作过电压和雷电过电压作过电压和雷电过电压作过电压和雷电过电压。
n nATPATP程程程程序序序序的的的的使使使使用用用用在在在在于于于于多多多多练练练练习习习习，，，，各各各各元元元元件件件件模模模模型型型型的的的的使使使使用用用用以以以以及及及及参参参参数数数数设设设设置置置置，，，，仿仿仿仿真真真真中中中中遇遇遇遇到到到到错错错错误误误误问问问问题题题题的的的的解解解解决决决决都都都都在在在在不断使用中得以掌握不断使用中得以掌握不断使用中得以掌握不断使用中得以掌握总结总结 。