ATPDraw简易教程.docx

1、ATPDraw简易教程ATPDraw的利用方法1前言2ATPDraw的操作步骤 2.1起动 2.2设定2.3选择元件和输入参数 2.4辅助操作2.4.1 连接2.4.2 移动2.4.3 复制2.4.4 旋转2.4.5 节点赋名2.5 ATP的执行2.6 计算结果的输出2.6.1 图形输出2.6.2 文本输出3ATPDraw的元件菜单3.1 探针和相接续器3.2 线性支路3.3 非线性支路3.4 架空线路/电缆3.4.1 集中参数3.4.2 带集中电阻的分布参数线路3.4.3 自动计算参数的架空线路/电缆模型3.5 开关3.6 电源3.7 电机3.8 变压器3.9 控制系统3.9.1 信号源3.

2、9.2 传递函数块3.9.3 特殊装置3.9.4 初始化3.10 频率相关元件3.11 复制4ATPDraw的应用实例4.1 系统结线图4.2 参数计算4.3 建模4.4 计算5ATP Launcher6结束语附录1 用ATPDraw Ver.3.5创建14相（同塔4回路）线路LCC模型的方法1. 前言ATP-EMTP是目前应用得最为广泛的电磁暂态计算的标准程序。从概念讲，EMTP可应用于任何电路的电磁暂态现象计算。但是另一方面，因为它的庞大功能，在只有固定格式的文本输入方式时，它的应用相当困难。许多电力技术人员虽然知道ATP-EMTP的潜在应用价值，但苦于入门艰难，迟迟不敢尝试ATP-EMT

3、P的应用。ATPDraw就是为了解决这个问题而开发的，它是建立计算模型用的人机对话图形接口。ATPDraw准备了电力系统各种元件的图符，点击这些图符，可打开相应的图框，输入有关参数。连接这些图符，可构成所需要的电路。各个元件的图框都带有帮助功能，提示各参数的定义。ATPDraw还具有设定时间步长、计算时间、输出要求及各种特殊要求（如频率扫描）的功能。ATPDraw生成文本输入文件，执行ATP时实际上还是通过文本输入文件。有了这个工具，使ATP-EMTP的利用大大方便了。但是，ATPDraw功能烦多，对初学者来说其利用仍有一定困难。本手册是为了便于初学者掌握ATPDraw的使用方法而编制的，它在

4、介绍ATPDraw基本操作和功能的基础上通过实例让初学者熟悉ATPDraw的应用。关于ATPDraw的详细介绍请查阅ATPDraw Users Manual。2.ATPDraw的基本操作2.1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 ATP/atpdraw的起动窗口点击图1的中的按钮，可打开如下图所示的新建文件窗口。图2 ATP/atpdraw的新建文件窗口2.2 设定选择图2菜单栏中的ATPSettings，建立各种设定用的对话框。图3 计算条件图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

5、白时，电感元件的单位为mH； 填入频率时，电感元件的单位为ohm。Copt：0或空白时，电容元件的单位为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4 输出条件选择HamonicHFS：谐波计算。选择Power Frequency：指定系统频率。图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

6、算结果。选择Extremal values：输出极大值和极小值。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5 开关和通用电机用图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8是设定参数值的对话框。 图9 元件菜单 2.3 选择元件和输入参数将光标移至图2的空白部分，并点击右键，将出现图9所示的菜单。从菜单中选择目标元

7、件后，将在空白部分的中心出现该元件对应的图标，如图10所示。双击图标，将出现输入该元件参数用的对话框，如图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。2.4 辅助操作2.4.1 连接如图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。2.4.2 移动将光标移至目标图标，点击左键，确定选择对象（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。2.4.3 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13的中的按钮，复制目标图

8、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。2.4.4 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14的中的按钮，旋转目标图标。每点击一次，顺时针旋转900。图15 节点名2.4.5 节点赋名将光标移至目标节点，点击右键，生成图15所示的节点赋名用对话框。在该框内可填入节点名（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。2.5 ATP的执行选择图2菜单栏中的ATPrun ATP，可生成文本输入文件（.ATP文件），并执

9、行ATP。如选择图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。2.6 计算结果的输出2.6.1 图形输出选择图2菜单栏中的ATPPlotXY，可输出用波形表示的计算结果（.pl4文件），2.6.2 文本输出选择图2菜单栏中的ATPEdit 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。3.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，A

10、TPDraw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。3.1 探针和相接续器Probes & 3-phase注(1) 节点电压探针Probe Volt(2) 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ABCBCATransp1(7) 换位ABCCABTransp2(8) 换位ABCCBATransp3(9) 换位ABCACBTransp4(10) 指定ABC相序的基准

11、节点ABC Reference(11) 指定DEF相序的基准节点DEF Reference3.2 线性支路Branch Linear(1) 电阻元件Resistor(2) 电容元件Capacitor(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)3.3 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

12、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(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 9896(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(TA

13、CS) 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、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, init3.4 架空线路/电缆Lines/Cables3.4.1 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. 513.4.2 带集中电阻的分布参数线路Distributed(1) 换位线路用的Clarke模型Tr

14、ansposed lines (Clarke)(2) 不换位线路用的KCLee模型Untransp. lines (KCLee)3.4.3 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 file3.5 开关Switches(1) 时控开关Switch time controlled(2) 三相时控开关Switch time

15、 3-ph(3) 压控开关Switch voltage 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 switch3.6 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

16、14(5) 冲击波电源Surge 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 Ungrounded3.7 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

17、(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 DC3.8 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XFRM3.9 控制系统TACS3.9.1 信号源

18、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 Circuit3.9.2 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 pass3.9.3 特殊装置Devices(1) 频率测量器Freq sensor - 50(2) 继电器Re

19、lay 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) 采样和追踪器Sample track - 62(14

20、) 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 relation3.9.4 初始化(1) 指定TACS变量的初始值Initial cond.3.10 频率相关元件Frequency Comp.(1) 频率扫描用交流电源HFS Source(2) 单相CIGRE负荷CIGRE Load 1

21、 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-Dependent3.11 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ATPD

22、raw为该元件设定的名称4.ATPDraw的应用实例这里用单相接地故障计算的例子，说明如何用ATPDraw建立系统模型并进行计算。4.1 系统结线图图16 系统结线图4.2 参数计算(1) 电源用3个单相交流电源表示。因系统线电压为V=275kV，故单相交流电源幅值为(2) 短路电抗设短路容量Pb=15000(MVA)，则短路电抗为短路电感为(3) 线路用型电路表示，并且只考虑正序参数。设以275kV、10MVA为基准时，正序电阻为R=0.015%，正序电抗为X=0.08%，正序电纳为Y/2=27.5%，则型电路的参数为(4) 变压器设以300MVA为基准时，1次侧与2次侧间的短路电抗为21.

23、63%；以90MVA为基准时，1次侧与3次侧间的短路电抗为17.41%；以90MVA为基准时，2次侧与3次侧间的短路电抗为9.60%。换算至10MVA基准时，因此，相应的电感值为另外，设2次侧中性点接地电阻为200。(5) 负荷设2次侧的负荷为100+j48(MVA)，则(6) 单相接地故障用时控开关模拟。设0.2秒时发生接地故障。4.3 建模(1) 起动ATPDraw,打开新建文件窗口，如图2所示。(2) 选择图2菜单栏中的ATPSettings，打开设定用的对话框。先选择”Simulation”，如图17所示，填入相应参数。这里取时间步长为100s，计算时间为1s。Xopt和Copt均为零

24、，表示所有的电抗的单位为mH，所有电容的单位为F。然后选择”Output”，如图18所示，填入相应参数。这里，指定每500个时间步文本输出1次，每1个时间步图形输出1点。并输出节点连接表、稳态计算结果和极值。这里选择了Auto-detect simulation errors，因此如果计算有错误，将在屏幕输出错误内容和错误编码。 (3) 建立电源模型将光标移至图2的空白部分，并点击右键，从菜单中选择SourcesAC 3-ph type 14，建立三相交流电压源的图标。双击该图标，打开输入参数用的对话框，输入各参数，如图19所示。然后点击OK键，完成三相交流电压源模型的建立。这里设A相电源相位

25、为00，则B相和C相电源的相位自动设为-1200和1200。图19 电源参数 (4) 建立短路电抗模型将光标移至图2的空白部分，并点击右键，从菜单中选择Branch LinearRLC 3-ph，建立三相串连RLC的图标。双击该图标，打开输入参数用的对话框，输入各参数，如图20所示。然后点击OK键，完成短路电抗模型的建立。图20 短路电抗 (5) 建立线路模型将光标移至图2的空白部分，并点击右键，从菜单中选择Lines/CablesLumpedRLC Pi-equiv. 13 phase，建立三相电路的图标。双击该图标，打开输入参数用的对话框，输入各参数，如图21所示。R11=R22=R33=

26、1.134，L11=L22=L33=19.258mH，C11=C22=C33=0.2315F。然后点击OK键，完成三相电路模型的建立。图21 三相电路 (6) 建立接地故障模型将光标移至图2的空白部分，并点击右键，从菜单中选择SwitchesSwitches time 3-ph，建立三相时控开关的图标。双击该图标，打开输入参数用的对话框，输入各参数，如图22所示。然后点击OK键，完成三相时控开关模型的建立。因是模拟接地故障，需指定该开关一端接地。如图23所示，双击中的节点，打开节点名赋值对话框，选择”接地(Ground)”， 然后点击OK键，完成接地的指定。本算例是单相（C相）接地故障，也可只

27、在C相连接一个接地时控开关，而不用三相开关。图22 三相时控开关 (7) 建立变压器模型将光标移至图2的空白部分，并点击右键，从菜单中选择TransformersSaturable 3 phase，建立三相变压器的图标。双击该图标，打开输入参数用的对话框，输入各参数，如图24所示。然后点击OK键，完成三相变压器模型的建立。这里，输入的各侧电压是确定变比用，因此也可以输入其他值，只要保持变比不变即可；不考虑励磁支路。图24 三相变压器变压器一次侧中性点为直接接地。如图25所示，双击图标中的变压器一次侧中性点（中的节点），打开节点名赋值对话框，选择”接地(Ground)”， 然后点击OK键，完成接

28、地的指定。变压器二次侧中性点为电阻接地。将光标移至图2的空白部分，并点击右键，从菜单中选择Branch LinearResister，建立单相电阻的图标。双击该图标，打开输入参数用的对话框，输入各参数，如图26所示。然后点击OK键，完成电阻模型的建立。然后参照图23，双击该电阻图标的一端节点，打开节点名赋值对话框，选择”接地(Ground)”， 然后点击OK键，完成接地的指定。图26 中性点接地电阻变压器三次侧为结线，为计算稳定，人为地让三个节点分别通过相同的大电阻接地。为此，将光标移至图2的空白部分，并点击右键，从菜单中选择Branch LinearRLC 3-ph，建立三相串连RLC的图标

29、。双击该图标，打开输入参数用的对话框，输入各参数，如图27所示。然后点击OK键，完成高电阻模型的建立。然后参照图23，双击该图标的一端节点，打开节点名赋值对话框，选择”接地(Ground)”， 然后点击OK键，完成接地的指定。图27 高电阻 (8) 建立三相负荷模型采用电阻和电抗并联的形式。将光标移至图2的空白部分，并点击右键，从菜单中选择Branch LinearRLC-Y 3-ph，建立Y结线RLC的图标。双击该图标，打开输入参数用的对话框，输入各参数，如图28所示。然后点击OK键，完成三相负荷的电阻部分模型的建立。图28 三相负荷的电阻将光标移至图2的空白部分，并点击右键，从菜单中选择Branch LinearRLC-Y 3-ph，建立Y结线RLC的图标。双击该图标，打开输入参数用的对话框，输入各参数，如图29所示。然后点击OK键，完成三相负荷的电抗部分模型的建立。图29 三相负荷的电抗 Y结线RLC图标的粗线端接变压器，细线端表示中性点。参照图23，分别双击Y结线RLC图标细线端的节点，打开节点名赋值对话框，