参考资料1ETAP应用培训例题使用 手册.docx

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参考资料1ETAP应用培训例题使用手册

参考资料Ⅰ

ETAP电力及电气系统综合分析计算软件

应用培训例题使用手册

欧特艾远东（南京）计算机技术有限公司

2010年9月

本文件是公司内部资料，为OTIFAR-EAST公司所有。

没有得到OTIFAR-EAST公司的书面许可，本文件内容不能被翻印、复制、传播，或者泄漏给其他任何人。

版权所有©2010OTIFAR-EAST。

第一章系统建模.........................................................................................................................1

第一节建立工程.......................................................................................................................................1

第二节建立单线图..................................................................................................................................3

第三节输入元件参数..............................................................................................................................5

第二章潮流分析.......................................................................................................................12

第一节潮流分析.....................................................................................................................................12

第二节潮流分析中变压器LTC的应用..........................................................................................18

第三节变压器容量估计.......................................................................................................................19

第四节电缆尺寸选择............................................................................................................................20

第五节不同负荷类型与发电类型用于潮流计算..........................................................................22

第三章短路分析.......................................................................................................................25

第一节增添短路分析需要的数据.....................................................................................................25

第二节设定故障位置与设置短路分析参数...................................................................................25

第三节三相短路计算............................................................................................................................26

第四节断路器的选择和电缆热稳定校验.......................................................................................26

第五节不对称故障分析.......................................................................................................................28

第六节暂态短路电流计算（IEC363）...........................................................................................30

第七节不同的数据版本用于设置系统短路计算的最大与最小运行方式............................32

第四章电机起动分析...............................................................................................................34

第一节静态电机起动分析...................................................................................................................34

第二节动态起动分析............................................................................................................................38

第五章暂态稳定分析...............................................................................................................43

第一节增添暂态稳定分析需要的数据............................................................................................43

第二节暂态分析案例............................................................................................................................44

第六章继电保护配合...............................................................................................................52

第一节添加保护配合需要的数据.....................................................................................................52

第二节案例分析.....................................................................................................................................57

第七章谐波分析.......................................................................................................................60

第一节给静态负荷LOAD1添加谐波电流源数据........................................................................60

第二节在设置谐波源后，对系统进行谐波分析..........................................................................60

第三节滤波器设计................................................................................................................................61

第四节在投入滤波器之后的谐波分析............................................................................................65

第五节频率扫描.....................................................................................................................................66

第八章接地网系统...................................................................................................................67

第一节接地网系统的设计...................................................................................................................67

第二节接地网系统的优化...................................................................................................................71

第三节IEEE方法接地网工程计算...................................................................................................73

第四节有限元法接地网工程计算........................................................................................77

结束语.........................................................................................................................................82

第一章系统建模

ETAP软件中，是以工程来管理工作的。

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、单击桌面上的“中文ETAP5.5.5”图标，打开ETAP5.5.5中文版软件，如图1-1所示。

图1-1ETAP5.5.5界面

2、打开“文件”下拉菜单，点击“新建工程”，如图1-2

所示。

图1-2ETAP5.5.5

－新建工程界面

3、输入文件名，如：

“培训例题1”，选择“米制”，选择文件保存的路径。

（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。

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，其中项目管理器包括“工程视图”、“单线图”、

“回收站”等。

图1-4ETAP

软件的编辑模式

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、变压器、传输线、电缆、等效负荷、母线等。

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；

（2）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。

1、录入等效电网U1参数

双击元件“等效电网U1”，输入参数：

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等效电网编辑器的额定值属性页

2、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

图1-10双绕组变压器T1编辑器的“额定值”属性页

图1-11双绕组变压器T1编辑器的“接地”属性页

3、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：

额定容量=18MVA，功率因数（PF=95%。

随后ETAP自动生成17.1MW、5.62Mvar、1039A。

负荷模型选定：

恒容量kVA=100%，ETAP自动生成恒阻抗=0%。

负荷类型-Design=100％、负荷类型-Normal=90％。

如图1-12

所示：

图1-12等效负荷Load1编辑器的“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

4、录入静态负荷参数

在静态负荷Load1的“负荷”属性页输入：

额定容量=8MVA；功率因数（PF=85%。

ETAP自动生成6.8MW、4.214Mvar、461.9A等数据；负荷类型-Design＝100％、负荷类型-Normal＝80％。

如图1-13所示。

图1-13静态负荷编辑器的“负荷”属性页

5、录入电动机参数

电动机Mtr1：

输入额定功率2000kW、额定电压10kV后自动生成视在功率、满载电流、100％75％50％负载下的功率因数及效率、滑差、转速，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

6、录入发电机Gen1参数

控制方式为无功控制；额定有功功率=25MW；额定电压=10.5kV；功率因数=80％；发电类型=Design，有功功率=25MW，无功功率=15.5Mvar，Qmax=18.75Mvar，Qmin=-8Mvar；发电类型=Normal，有功功率=20MW，无功功率=12.4Mvar，Qmax=15Mvar，Qmin=-6.5Mvar，如图1-15所示。

图1-15同步发电机编辑器的“额定值”属性页

7、录入电缆参数

Cable1：

长度=200m。

从ETAP数据库中选择BS6622XLPE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1-16-1电缆Cable1编辑器的“信息”属性页

图1-16-2电缆Cable1编辑器的“阻抗”属性页

表1-4系统所有电缆的主要参数

8、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=0.1924Ω，零序阻抗=0.1924Ω。

阻抗的计算过程如下

Z＝10%×10×103/（1.732×3000Ω＝0.1924Ω。

图1-17电抗x1编辑器的“额定值”属性页

9、母线标称电压取系统标称电压。

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

第二章潮流分析

ETAP软件不仅能够实现潮流分析功能，同时还能辅助电力系统规划设计工作。

如：

（1）优化系统运行状态

（2）在规划设计中协助用户重新选择设备规格。

第一节潮流分析

1、编辑好单线图并录入参数后，点击“模式”工具栏的“潮流分析”按钮切换到潮流分析模式，弹出“分析案例”工具栏，窗体右侧的切换为“潮流”工具栏。

2、在“潮流分析案例”工具栏上，通过“分析案例”下拉菜单选择想要编辑的分析案例名称，如LF，切换到分析案例LF。

（这里也可以新建一个潮流分析案例）

3、在“潮流分析案例”工具栏上，点击“编辑分析案例”按钮，打开“潮流分析案例”编辑器，编辑该潮流分析案例。

该编辑器有四个属性页中，具体设置如下：

（1）信息页

①有关设置项的说明：

在此可以对潮流计算方法（牛顿－拉夫迅法、快速解耦法等）、最大迭代次数等进行设置，如图2-1所示。

其中：

（a选定“更新”－“变压器LTC”复选框表示在潮流计算过程中考虑更新变压器有载调节分接头（LTC）的位置；（b选定“方法－应用变压器相移”复选框表示潮流计算结果－母线电压的相角是考虑了变压器相移的。

图2-1

潮流分析案例编辑器的“信息”属性页

②本算例的设置：

具体设置情况也如图2-1所示。

（2）负荷属性页

①有关设置项的说明

a、发电类型

ETAP软件有10个发电类型可以选择，它们分别通过发电机额定功率的百分数来指定发电机送出的功率，如图2-2所示。

图2-2潮流分析案例编辑器的“负荷”属性页－发电类型

图2-3

发电类型名称编辑器

10个发电类型的名称分别为：

Design、Normal、Shutdown、Emergency、Standby、Startup、Accident、SummerLoad、WinterLoad、GenCat10，如图2-3所示，也可以在如图2-3所示的编辑器修改ETAP给出的名称。

b、负荷类型：

有10个可以选择，它们分别通过负荷额定容量的百分数来指定负荷消耗的有功和无功功率，如图2-4所示。

图2-4潮流分析案例编辑器的“负荷”属性页－负荷类型

图2-5负荷类型名称编辑器

10个负荷类型的名称分别为：

Design、Normal、Brake、WinterLoad、SummerLoad、FLReject、Emergency、Shutdown、Accident、Backup，如图2-5

所示，也可以在如图

2-5

所示的编辑器修改ETAP给出的名称。

ETAP软件的负荷包括：

感应电动机、同步电动机、等效负荷、静态负荷等。

图2-6潮流分析案例编辑器的“负荷”属性页－负荷调整系数

图2-7母线Bus4编辑器的“信息”属性页－负荷调整系数

c、如图2-6所示，负荷调整系数的意义：

（a复选框“无”表示：

负荷取值＝负荷额定容量×负荷类型（即额定容量的百分数）

；

（b复选框“母线最小”表示：

负荷取值＝负荷额定容量×负荷类型×母线的负荷调整系数的最小百分数；

（c复选框“母线最大”表示：

负荷取值＝负荷额定容量×负荷类型×母线的负荷调整系数的最大百分数；

（d复选框“全部”表示：

负荷取值＝负荷额定容量×负荷类型×指定的各类负荷的百分数，例如下图设置即取全部恒容量负荷的125％；

说明：

在母线编辑器的“信息”属性页指定母线的负荷调整系数（%，默认最小值=80%，默认最大值=125％，如图2-7所示。

②本算例的设置：

将负荷类型、发电类型均设置为“Design”，负荷调整系数选择“无”复选框，具体设置如图2-8所示：

图2-8潮流分析案例编辑器的“负荷”属性页设置

3）调整属性页：

取默认设置值。

4）报警属性页：

设置临界和边界报警的范围，临界呈红色，边界呈粉红色。

此处取默认设置值。

潮流分析案例的“报警”属性页如图2-9

所示。

图2-9潮流分析案例编辑器的“报警”属性页

4、编辑好潮流分析案例后，点击“潮流”工具栏中的“启动潮流计算”按钮，ETAP运行潮流分析案例LF，选取输出报告名称=LF_Report。

潮流分析出现报警提示：

母线Bus10、Bus2、Bus5、Bus6的电压超过102%标称电压；Bus4、Bus8的电压超过105%标称电压；电缆Cable1电流超过额定电流，达到128.7%；发电机运行功率等于额定功率，即达到100%；变压器T2的负荷已经超过95%额定容量。

报警窗口如图2-10所示。

图2-10

潮流分析模块的报警窗口

第二节潮流分析中变压器LTC的应用

1、投入双绕组变压器T1高压侧的LTC，即选定一次侧LTC的AVR，“√”表示选定，如图2-11所示。

单击“LTC”按钮，出现“负荷分接头调节器”编辑器，在计算过程中自动调节分接头，使得母线Bus2的电压达到100%母线标称电压，如图2-12所示。

对于双绕组变压器T4，也投入负荷分接头调节器（LTC）。

图2-11双绕组变压器T