atp防雷说明书.docx

1、atp防雷说明书1 ATP的基本操作1.1 起动双击 ATP/atpdraw 目录下的 atpdraw.exe 可打开如下图所示的窗口。图 1-1 ATP/atpdraw 的起动窗口点击图 1-1 的中的按钮，可打开如下图所示的新建文件窗口。图 1-2 ATP/atpdraw 的新建文件窗口1.2 设定选择图 1-2 菜单栏中的 ATPSettings，建立各种设定用的对话框。图 1-3 是设定计算条件用的对话框。delta T：时间步长s。Tmax：计算终止时间 s。Xopt： 0 或空白时，电感元件的单位为 mH；填入频率时，电感元件的单位为 ohmCopt： 0 或空白时，电容元件的单位

2、为 F；填入频率时， 电容元件的单位为 mho选择 Time domain ：暂态计算。选择 Frequency scan：频率扫描。图1-3计算条件选择 HamonicHFS ：谐波计算。选择 Power Frequency：指定系统频率。图 1-4 是设定输出条件用的对话框。Print freq ：指定文本输出频率。Plot freq ：指定图形输出频率。选择 Plotted output ：有图形输出。选择 Network connectivity：输出节点连接表。选择 Steady-state phasors：输出稳态计算结果。选择 Extremal values：输出极大值和极小值。

3、选择 Extra printout control：改变输出频率。选择 Auto-detect simulation errors ：在画面输出错误信息。图 1-4输出条件用图 1-5 的对话框指定计算操作过电压的统计分布时使用统计开关还是规律化开关。如有通用电机，在该对话框指定初始化方法、 所用的单位制和计算方法。图 1-6 是指定数据卡排列方式和附加要求用的对 话框。图 7 是管理 MODELS 变量名的对话框。图 1-8 是设定参数值的对话框。图 1-5 开关和通用电机图 1-6 数据卡的次序和附加要求 图 1-7 MODELS 变量名 图 1-8 参数值1.3 选择元件和输入参数将光标

4、移至图 1-2 的空白部分，并点击右键， 将出现图 1-9 所示的菜单。从菜单中选择目标元件后，将在空白部分的中心出现该元件对应的图标，如图 1-10 所示。双击图标，将出现输入该元件参数用的对话框，如图 1-11 所示。然后按照 Help 的提示输入各参数。在所有参数输入完毕后，点击 OK，结束该元件的建模。图 1-9 元件菜单图 1-10元件图标图 1-11 元件参数1.4辅助操作1.4.1连接如图 1-12 所示，光标置于一个元件的端子，按下左键， 将引线拖至另一个元件的端子，释放左键后再点击左键，结束连接的操作。图 1-12 元件的连接1.4.2 移动将光标移至目标图标，点击左键，确定

5、选择对象（在该图标外围形成方框，以下同） ，按下左键，将该图标拖至希望的位置，然后释放左键，结束移动的操作。1.4.3 复制将光标移至目标图标，点击左键，确定选择对象。然后，点击图 1-13 的中的按钮，复制目标图标。 复制图标和原图标是重叠在一起的， 按下左键，将复制图标拖至希望的位置，释放左键，结束复制的操作。图 1-13 复制1.4.4 旋转将光标移至目标图标，点击左键，确定选择对象。然后，点击右键或点击图1-14 的中的按钮，旋转目标图标。每点击一次，顺时针旋转90。图 1-14 旋转1.4.5 节点赋名将光标移至目标节点，点击右键，生成图 1-15 所示的节点赋名用对话框。在该框内可

6、填入节点名（ 6 个符号之内），并可指定是否显示节点名。如该节点是大地，则不需填写节点名，但需选择 Ground 栏。如没有对节点赋名，程序将自动给节点赋名。 图 1-15 节点名1.5 ATP 的执行选择图 1-2 菜单栏中的 ATP run ATP，可生成文本输入文件 （.ATP 文件），并执行 ATP。如选择图 1-2 菜单栏中的 ATPMark File As，则只生成文本输入文件（ .ATP 文件），而不执行 ATP。1.6 计算结果的输出1.6.1 图形输出选择图 1-2 菜单栏中的ATP PlotXY，可输出用波形表示的计算结果（.pl4文件），1.6.2 文本输出选择图 1-2

7、 菜单栏中的 ATP Edit LIS-file，可生成文本表示的计算结果（.lis文件），文本输出文件重复文本输入文件的内容，并用表格形式输出暂态计算结果，给出警告信息和错误信息， 还可输出电路的节点连接表、 稳态计算结果 （复数表示） 和暂态过程的极值。2. ATPDraw 的元件菜单ATPDraw 的元件菜单如图 9 所示。为了构筑各种计算电路， ATPDraw准备了各种各样的电力系统元件。 TPDraw 的元件菜单中，还有输出用的各种探针、单相表示和三相表示的转接器及线路换位器。2.1 探针和相接续器 Probes & 3-phase 注(1) 节点电压探针 Probe Volt(2)

8、 支路电压探针 Probe Branch volt(3) 支路电流探针 Probe Curr(4) 指定 TACS 变量的输出 Probe Tacs(5) 三相表示与单相表示的转接 Splitter(6) 换位 ABC BCATransp1(7) 换位 ABC CABTransp2(8) 换位 ABC CBATransp3(9) 换位 ABC ACBTransp4(10) 指定 ABC相序的基准节点 ABC Reference(11) 指定 DEF相序的基准节点 DEF Reference 2.2 线性支路 Branch Linear(1) 电阻元件 Resistor(2) 电容元件 Capa

9、citor(3) 电感元件 Inductor(4) RLC 串联支路 RLC(5) 3 相耦合 RLC 支路 RLC 3-ph(6) 3 相 Y 形连接 RLC-Y 3-ph(7) 3 相 形连接 RLC- 3ph(8) 有残留电压的电容 C: U(0)(9) 有残留电流的电感 L: I(0)2.3 非线性支路 Branch Nonlinear(1) 折线表示的非线性电阻 (时间滞后型 )R(i) Type 99(2) 折线表示的非线性电阻 (补偿型 )R(i) Type 92(3) 时变电阻 (时间滞后型 ) R(t) Type 97(4) 时变电阻 (补偿型 ) R(t) Type 91(

10、5) 折线表示的非线性电感 (时间滞后型 )L(i) Type 98(6)折线表示的非线性电感 (补偿型 )L(i) Type 93(7)磁滞曲线表示的非线性电感(时间滞后型 )L(i) Type 96(8) 磁滞曲线表示的非线性电感 (时间滞后型 )L(i) Hevia 98 96(9)指数函数表示的非线性电阻(补偿型 )MOV Type 92(10)指数函数表示的三相非线性电阻(补偿型 )MOV Type 3-ph(11) TACS 控制的非线性电阻 (补偿型 )R(TACS) Type 91(12)带剩磁的、折线表示的非线性电感(时间滞后型 )Type 98, init(13)带剩磁的、

11、磁滞曲线表示的非线性电感(时间滞后型 )Type 96, init(14)带剩磁的、折线表示的非线性电感(补偿型 )Type 93, init2.4 架空线路 / 电缆 Lines/Cables2.4.1 集中参数 Lumped(1) 单相或多相 型电路 RLC Pi-equiv. 1(2) 多相耦合 RL 电路 RL Coupled 51(3)对称分量表示的多相耦合RL 电路 RL Sym. 512.4.2带集中电阻的分布参数线路 Distributed(1) 换位线路用的 Clarke 模型 Transposed lines (Clarke)(2) 不换位线路用的 KCLee模型 Untr

12、ansp. lines (KCLee) 2.4.3 自动计算参数的架空线路 / 电缆模型 LCC(1) 带集中电阻的分布参数线路 Bergeron(2) 型电路 pi(3) J.Marti 频率相关分布参数线路模型 JMarti(4) Semlyen 频率相关分布参数线路模型 Semlyen(5) 野田频率相关分布参数线路模型Noda(6) 从既有 pch 文件建立 LCC模型 Read PCH file 2.5 开关 Switches(1) 时控开关 Switch time controlled(2) 三相时控开关 Switch time 3-ph(3) 压控开关 Switch voltag

13、e contr.(4) 二极管 Diode (type 11)(5) 可控二极管 Valve (type 11)(6) 三极管 Triac (type 12)(7) TACS 控制开关 TACS switch (type 13)(8) 测量开关 Measuring(9) 统计开关 Statistic switch(10) 规律化开关 Systematic switch2.6 电源 Sources(1) 直流电源 DC type 11(2) 单斜角波电源 Ramp type 12(3) 双斜角波电源 Slope-Ramp type 13(4) 交流电源 AC type 14(5) 冲击波电源 S

14、urge type 15(6) Heidler 冲击波电源 Heidler type 15(7) Standler 冲击波电源 Standler type 15(8) Cigre 冲击波电源 Cigre type 15(9) TACS 控制电源 TACS source(10) 三相交流电源 AC 3-ph type-14(11) 不接地交流电源 AC Ungrounded(12) 不接地直流电源 DC Ungrounded2.7 电机 Machines(1) 同步电机 SM59(2)用通用电机表达的同步电机UM1 Synchronous(3)用通用电机表达的感应电机UM3 Induction(

15、4)用通用电机表达的感应电机(双向励磁 )UM4 Induction(5)用通用电机表达的单相感应电机UM6 Single phase(6)用通用电机表达的直流电机UM8 DC2.8变压器 Transformers(1) 单相理想变压器 Ideal 1 phase(2) 三相理想变压器 Ideal 3 phase(3) 单相饱和变压器 Saturable 1 phase(4) 三相饱和变压器 Saturable 3 phase(5) Y-Y 内铁式变压器 # Sat. Y/Y 3-leg(6) 三相变压器参数计算 BCTRAN(7) 单相变压器参数计算 XFRM2.9控制系统 TACS2.9.

16、1信号源 Sources(1)直流信号 DC-11(2)交流信号 AC-14(3)脉冲信号 Pulse-23(4)斜角波信号 Ramp-24(5) 指定 type-90 、type-91 、type-92 、type-93 信号源的相应节点、开关或电机内部变量 Coupling to Circuit2.9.2 传递函数块 Transfer functions(1)一般型 General(2)积分型 Integral(3) 微分型 Derivative(4)低通滤波器 Low pass(5)高通滤波器 High pass2.9.3特殊装置 Devices(1) 频率测量器 Freq sensor

17、 - 50(2) 继电器 Relay switch - 51(3) 触发器 Level switch -52(4) 延迟器 Trans delay - 53(5) 脉冲延迟器 Pulse delay - 54(6) 数值采样器 Digitizer - 55(7) 用户定义非线性 User def nonlin - 56(8) 时序开关 Multi switch - 57(9) 可控积分器 Cont integ - 58(10) 简化微分器 Simple deriv - 59(11) 条件判断输出器 Input IF - 60(12) 选择输入器 Signal select - 61(13) 采

18、样和追踪器 Sample track - 62(14) 最小值和最大值选择器 Inst min/max - 63(15) 最小值和最大值追踪器 Min/max tracking - 64(16) 累加器和计数器 Acc count - 65(17) 有效值测量器 RMS meter - 66(18) Fortran 语言表达式 Fortran statements(19) 指定 Fortran 语言表达式的输出流向 Draw relation2.9.4 初始化(1) 指定 TACS 变量的初始值 Initial cond. 2.10 频率相关元件 Frequency Comp.(1) 频率扫描

19、用交流电源 HFS Source(2) 单相 CIGRE负荷 CIGRE Load 1 ph(3) 三相 CIGRE负荷 CIGRE Load 3 ph(4) 线性 RLCLinear RLC(5) Kizilcay 频率相关支路 Kizilcy F-Dependent 2.11 复制(1) 选择己定义的 LIB 文件，在 ATP 文件中增加 $INCLUDE 文Library(2) 选择己定义的 LIBREF_1 文件，建立单相参考支路 Ref. 1-ph(3) 选择己定义的 LIBREF_3 文件，建立三相参考支路 Ref. 3-ph(4) 选择己定义的 SUP文件，在 ATPDraw 窗

20、口增加新元件 Files(5) 从标准元件库选择元件增加到ATPDraw 窗口 Standard Component注： 内是 ATPDraw为该元件设定的名称3 防雷计算中电气设备的等效模型及参数设置对于变电站的等效模型， 主要有交流电源、 杆塔、输电线、避雷器、 隔离开关、 断路器、电压互感器、电流互感器、变压器等模型。为模拟雷击过程，主要有雷电流模型、绝缘子闪络模型。3.1 电源模型（1）模型选择对一条或几条线路进行过电压研究时， 被研究的线路节点称为内部节点，节点称为外部节点。在 ATP 仿真中，内部节点和外部节点的等效电源均用一理想三相电压源内部节点外的Ac3ph.sup表示。外部节

21、点的等效电源阻抗，用一个集中参数的线路元件 Linesy_3.sup来等效，之所以采用线路元件而不是直接用 Rlc_3.sup 阻抗元件，是因为还要反应出电源的零序参数。 内部节点的等效电源阻抗，模型选用Linesy_3.sup元件或不反映零序参数的 Rlc_3.sup 阻抗元件。用 Rlc_3.sup 的原因是由于 BPA 计算得到某些内部节点等效阻抗中可能出现零序电感或电阻值为负值的情况， 此时如果仍采用集中参数的线路元件 Linesy_3.sup 就会出现计算错误情况。故外部等效电源及阻抗在 ATP 中由 模型表示。内部等效电源及阻抗由或 模型表示。（2）参数设置Ac3ph.sup 模型

22、输入参数包括三相电源电压幅值，频率，初始相角，电源投入时间，电源退出时间。参数由 BPA计算结果给出。Linesy_3.sup 模型输入参数包括三相线路正序、 零序电阻， 正序、 零序电抗。 参数由 BPA 计算结果给出。Rlc_3.sup 模型输入参数包括三相线路电阻、电感与电容。参数由 BPA计算结果给出。3.2 线路模型（ 1）模型选择外部节点与内部节点相连的线路称为外部线路，ATP中采用可反映长线特征的波阻抗线路模型Linezt.sup表示，输入参数由BPA计算结果给出。内部节点输电线路模型采用较精确反映长架空线路特征 LCC模型元件 。Model卡中计算模型方法有 Bergeron、

23、PI、因 Bergeron 特征线方法能较好的模拟输电线路的暂态过程，故计算采用具有分布参数的 Bergeron 特征线方法。 LCC 模型参数由实际输电线路的基本属性、几何参数等给出。（ 2）参数设置LCC模型中有 Model 卡和 Data 卡两个设置项。长度、计算频率、土地电阻率、计算模型方法等设置。何参数。Model 卡中有输电线路类型、输电线路Data 卡设置为输电线路的基本的几以施秉黎平的一回输电线路为例， Model 卡和Data 的设置分别如图 3-1、图 3-2 所示。具体设置方法可参见ATP软件说明 。图 3-1 LCC模型 Model 设置卡图 3-2 LCC模型 Dat

24、a 设置卡（ 3）实例以施秉黎平、黎平桂林两条单回紧凑型线路为例，采用线路模型如图 3-3 所示。图 3-3 两条单回紧凑型线路模型以桂林清远两条同杆紧凑型线路为例，为考虑两线路间的电磁耦合作用， 应采用线路模型 Lcc_6.sup 。为了实现换位，将线路分段，采用线路模型如图 3-4 所示。图 3-4 同杆紧凑型线路模型3.3 铁塔模型在计算短时间交流过电压和操作过电压时， 一般省略鉄塔的模拟， 只考虑接地电阻。 但在计算雷过电压时，鉄塔的冲击波特性的模拟就很重要了。鉄塔模型应具备的条件作为实用的鉄塔模型应具备以下的条件。(1) 初姶的塔顶阻抗在 100200 的范围内。（此是在雷道阻抗为

25、400 的前提下）(2) 从塔脚返回的反射波应呈现衰减。(3) 在经过一定时间后，塔頂阻抗应等于塔脚接地电阻。(4) 从塔脚返回的反射波有畸变。(5) 可用 EMTP计算。3.3.1 无损线路模型这是用和鉄塔高相当长度的无损线路来模拟鉄塔， 不能表现从塔脚返回的反射波的衰减和畸变。 IEEE的输电线雷事故率计算程序 FLASH准备了图 3-5 所示的四种鉄塔模型。r1Z2h2Hr2Z1DHh1r3r2r3Shape1Shape2Shape3Shape4图 3-5 IEEE FLASH的鉄塔模型这四个模型中的前三个用于一般鉄塔，它们的波阻抗用冲击波传播速度 v 为光速的 0.85 倍。3.1)式

26、(3.3) 式计算，铁塔内的Zshape12(H 2r32 )60 ln(3.1)r322H(3.2)Z shape260 ln60r2Z shape360 ln cot( 1 tan 1ravg) ln 2(3.3)h1h242式中，ravgr1h2r2 (h1h2 ) r3h1(3.4)h1h2r1 、r2 、 r3 为铁塔断面的内接园半径。图3-5的第 4个鉄塔模型的波阻抗用(3.5)式计算。Zshape4Z1Z 2(3.5)Z1Z2式中， Z1 是园柱的波阻抗， Z2 是水平园筒和园柱波阻抗的加权平均值。Z160 ln 2 2H60(3.6)rZ2( D 60 ln 2HHZ1) /( H D)(3.7)r3.3.2 細分化模型即将鉄塔分解成主材、斜材和横担，分别用线路模型模拟。原模型属于这种模型。原模型用无损线路的组合构成， 由于各段的波阻抗不同， 等价地模拟了行波的畸变， 但不满足条件 (2) 。以下介绍双回路鉄塔的原模型，如图3-6 所示。RT1rT1ZA1RT2ZT1ZL1rT2ZA2RT3ZT2rT3ZL2RT4ZA3rT4ZT3ZL3ZA4h4h3h2h1ZT4ZL4RBRGrBR