1、电磁暂态程序 ATP的简单使用,ATP程序的简介,ATP程序的使用,仿真步骤介绍与举例,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 Electromagnetic Transients 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。,EMTP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(如开关投切或故障)之后感兴趣的变量随时间变化的规律；将 EMTP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。另外，EMTP程序也
2、广泛应用于电力电子领域的仿真计算。,目前，ATP-EMTP的数学模型包括如下几种： 集总参数电阻R、电感L和电容C； 多相PI等值电路； 多相分布参数输电线路； 非线性电阻，这里v-i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； 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，二极管和晶闸管也包括在内； 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、二相和三相感应电机和直流电机。 控制系统可以用TACS(Transient Analysis of Control Systems)来实现，允许不同种类的非线性和逻
3、辑运算。,ATP程序的安装,ATPDraw的主窗口 安装完ATP程序后，运行ATPDraw程序。其主窗口介绍如下：,InstATP115.exe,InstATP115_add.exe,InstATP115_lib.exe,ATPLnchUpdate.exe,ATPDrawUpdate.exe,Pl42mat.exe,ATP程序的安装顺序,ATP程序的简单操作,ATP程序的简单操作,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，撤销对元件的选择并确
4、定其新位置。,元件选择菜单的使用,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,线性和非线性的基本元件,开关、电源、设备、变压器,提供MODELS和TACS组件,用户自定义元件,元件选择菜单的使用,鼠标移动到Probes & 3-phase选项菜单后，出现的下级菜单如下图。,测量节点电压、测量支路电压、测量支路电流、测量TACS值元件,分相元件,换相元件,ABC和DEF元件参数的应用一般出现在6相电路中,元件选择菜单的使用,鼠标移动到Branch linear选项菜单后，出现下级菜单如下图。,线性电阻、电容、电感、RLC组合元件,线性三相RLC元件,有初值的线性
5、电容、电感元件,元件选择菜单的使用,鼠标移动到Branch Nonlinear菜单后，出现下级菜单如下图。,非线性电阻元件,非线性电感元件,氧化锌避雷器元件,TACS控制的非线性电阻元件,有初值的非线性电感元件,元件选择菜单的使用,鼠标移动到lines/cables选项菜单后，出现下级菜单如下图,集中参数线路模型元件,分布参数线路模型元件,LCC架空线路模型元件,PCH架空线路模型元件,元件选择菜单的使用,鼠标移动到Switches选项菜单后，出现的下级菜单如下图,时间控制的开关元件,电压控制的开关元件,二极管、电子管、可控硅开关元件、TACS（自动暂态控制开关）元件,测量开关元件,分类、统计
6、开关元件,元件选择菜单的使用,鼠标移动到Sources选项菜单后，出现的下级菜单如下图。,一端接地的各类单相电源模型，如直流、交流、冲击、斜角平顶波等电源模型,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,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。,元件选择菜单的使用,鼠标移动到Transformers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变压器，包括单相和三相变压器。,元件选择菜单的使用,MODELS 选项菜单在ATP程序中，除了标准元件以外，还能利用MOD
7、ELS仿真语言创建自己的元件模型。 TACS 选项菜单,元件选择菜单的使用,鼠标移动到此选项菜单后，出现的下级菜单如左图。 包括建立TACS开关模块所需的电源、FORTRAN语言模块 等。,鼠标移动到User specified选项菜单后，出现的下级菜单如左图。 除了使用标准元件外，可以利用该菜单来自定义元件。,元件选择菜单的使用,元件菜单可以调用的全部ATP标准元件如下图所示。,元件选择菜单的使用,ATP程序的简单操作,元件对话框从“元件选择菜单”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
8、键（或双击左键），将弹出“元件对话框”。,ATP程序的简单操作,例如，单击一个单相RLC元件的图标，将会弹出下图所示 的对话框。,元件的参数输入 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。 参数数值可以是实数或整数，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。（这个对于参数填写和元件使用非常有用）,ATP程序的简单操作,左键单击 选择对象
9、（也包括连接线）； 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。 右键单击 打开“节点对话框”； 打开“元件对话框”； 旋转元件对象。,ATP程序的简单操作,左键按住不放 移动对象； 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。 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程序的简单操作,几个常用的快捷键 复制 Ctrl+C 粘贴 Ctrl+V 全选 Ctrl+A 显示地图窗口 M,ATP程序的简单操作,仿真步骤: 1.根据实际要求建立各个电力元件的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
10、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）,仿真步骤介绍与举例,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300的阻尼电阻。整流二极管 的缓冲电路由33的电阻和1F的电容串联而成。稳压电容 1000F，负载电阻20。 仿真电路图如下：,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，如下图所示：,仿真步骤介绍与举例,输入元件参数 1.电源：由于线路合闸瞬间时间极短,故合闸时工频电压源
11、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。,仿真步骤介绍与举例,2.开关：仿真采用时间控制开关，假定在0.002s时合闸空载线路，合闸之后保持闭合。,仿真步骤介绍与举例,3.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,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图所示。 设置仿真时间与步长。,仿真步骤介绍与举例,仿真，如下图所示:,仿真步骤介绍与举例,首先运行RUNATP,运行PlotXY，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,运行EDIT LTS-FILE可
12、以看到编译后的ATP程序以及程序结果，还可以查看程序出错的位置和原因,首末两端波形即程序结果图中1:首端，2:末端,仿真步骤介绍与举例,例2利用ATP建立如下电路图，参数如下：直流电压源幅值为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。,仿真步骤介绍与举例,1，2，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,3点的电压波形如下：,仿真步骤介绍与举例,4点的电压波形如下：,例310kV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，线路单相对地电容为10.6uF。 仿真电路图如下：,仿真步骤介绍与举例,故障相电压波形（A）,仿真步骤介绍与举例,健全相电压波形（B,C）,仿真步骤介绍与举例,中性点O的电压波形,仿真步骤介绍与举例,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,
