电磁暂态仿真程序ATPDraw简介(官方PPT)

基于ATP的电磁暂态自动仿真程序
苏盛;曾祥君;穆大庆
【期刊名称】《电力自动化设备》
【年(卷),期】2009(29)2
【摘要】电磁暂态过程(EMTP)是电力系统中常用的仿真商业软件.ATP是其免费版本,在电力系统继电保护中得到广泛应用.针对利用ATP软件不能以批处理方式进行批量故障自动仿真的缺点,在研究了ATP软件工作机制的基础上,结合ATP仿真脚本生成规律和Windows窗口消息机制,提出一种先自动生成不同故障情况的仿真脚本,再模拟手工操作自动进行批处理故障仿真的方法.根据所提出的方法开发了ATP自动仿真程序,实现了对IEEE 14节点系统2 000多种故障模式的批量仿真.【总页数】4页(P145-148)
【作者】苏盛;曾祥君;穆大庆
【作者单位】长沙理工大学电气与信息工程学院,湖南,长沙,410077;长沙理工大学电气与信息工程学院,湖南,长沙,410077;长沙理工大学电气与信息工程学院,湖南,长沙,410077
【正文语种】中文
【中图分类】TM743;TM77
【相关文献】
1.电磁暂态仿真程序EMTP在电力系统继电保护中的应用 [J], 王秋红;罗建
2.基于EMTP-ATP的风力发电机雷电电磁暂态特性分析 [J], 谢荣斌; 夏关荣; 李江
涛; 郑敏军; 汪毅峰; 冯欣
3.基于EMTP-ATP的风力发电机雷电电磁暂态特性分析 [J], 谢荣斌; 夏关荣; 李江涛; 郑敏军; 汪毅峰; 冯欣
4.基于ATP的静止无功补偿器电磁暂态仿真模型建模 [J], 李成博; 张磊; 黄鑫; 陈辉
5.采用面向对象方法开发用于电磁暂态及电力电子仿真程序的图形输出软件 [J], 陈珍珍;林集明
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目录１．前言２．ATPDraw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３．ATPDraw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3.9.2 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４．ATPDraw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５．ATP 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-EMTP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。

免费使用的电磁暂态分析程序——ATP -E M TP 程序介绍徐　政浙江大学电机系,310027杭州AN INTROD UCT I ON T O ATP -E M TPXu Zheng Zhejiang U n iversity H angzhou ,310027,Ch ina1　A T P 2EM T P 的发展历史A T P 程序(T he A lternative T ran sien ts P ro 2gram )是目前世界上电磁暂态分析程序(E M T P )最广泛使用的一个版本,A T P 2E M T P 程序几乎可为世界上的每一个人所免费使用,并可在大多数类型的计算机上运行。

在1984年以前的十多年里,属于美国能源部的邦维尔电管局(B PA )主导了E M T P 程序的开发工作,它在人力和财力上对E M T P 程序的开发工作给予了极大的支持。

当时的工作属于公共域内(p ub lic 2dom ain w o rk ),其成果可以免费提供给任何一个感兴趣的团体。

1984年以后,E M T P 程序主要分为两支,一支以DCG (E M T P D evelopm en t Coo rdinati on Group ,1982年由北美6个大型电力机构组成) EPR I (美国电力科学研究院)为代表,试图将E M T P 程序商业化(以下称其为商业化的E M T P );另一支即A T P 2E M T P ,它继续保持E M T P 程序的可免费使用性,但为了防止其成果被商业化的E M T P 所利用,A T P 2E M T P 不属于公共域内。

1984年初,DCG 的工作已对免费使用E M T P构成威胁,原B PA E M T P 的开发者之一D r .W .Sco tt M eyer 为了维护E M T P 的可免费使用性,于1984年2～3月份,终止了12年的E M T P 开发合同,并将他所有的业余时间用来开发一个富有生命力的替代程序,A T P 程序正式诞生于1984年秋。

电力系统电磁暂态与EMTP仿真仿真一不考虑线路分布参数特性打开ATPDraw软件，依次从元件库中选取三相交流电源、三相耦合RLC支路、多想耦合RL电路、三相时控开关和三相π形电路，选取节点电压测量仪进行测量，仿真计算接线图如下图一所示：图一仿真一仿真计算接线图参数设定：首先是电源，电源为500KV三相交流电源，电源幅值设定为500KV，频率设为520HZ，选择为三相电路，如下图二所示：图二电源参数设置窗口电源内阻抗，三相RLC中，设置电阻为200Ω，电感和电容为零；三相等效耦合RLC电路参数如下图三所示；图三三相RLC参数设置窗口三相时控开关，开关设备初始状态设定为打开状态，它们在一下时间闭合，相角为零时，A相：20ms，B相：20.67ms，C相：33.33ms。

使得各相电路都是在电压达到峰值时合闸。

主要的是三相π电路的参数计算和设定，本提为三相均匀换位线路，L=0.00128167H/km，M=0.00039667H/km，C=0.0118061uF/km，K=0.0013696uF/km，线路长度为200km，经计算后的参数为下图四所示：图四三相π形电路参数设置窗口最后，再设定仿真参数，步长为 1.0E-5s，计算终止时间为0.2s。

运行ATP，再运行Plot，选取适当坐标，图形输出结果如下图五所示：图五θ=0时500kV空载线路侧首端A相电压当改变电源相角，把θ为0时候改成为30，三相时控开关A 相：21.67ms，B相：22.34ms，C相：35.00ms，输出结果如下图六所示：图六θ=30时500kV空载线路侧首端A相电压仿真二考虑线路分布参数特性500kV架空输电线路JMartin线路模型：在Lines/Cables中选取电缆模型[LCC]，其他元件可以参照仿真一选取。

仿真电路如下图七所示：图七仿真二仿真线路接线图双击“LCC”图标，打开架空线路参数对话框，如图八所示，其图八 500kV架空输电线路LCC模型参数对话框中系统模型（System typle）有架空线路（Overhead Line）、不带套管的电缆（Single Core Cables）和带套管的电缆（Enclosing Pipe）三项可选，这里选架空线路模型，在架空线路模型下的参数中，用于π形等值线路的换位检查项（Transposed）不选，其它选项如自动生成、趋肤效应、分段接地等都选上；Model/Type有常参数KCLee和Clack线路（Bergeron）、π形等值（PI）、JMarti、Noda和Semlyen分布参数模型五个选项，这里在模型选择框中选择“JMarti”；模型的标准数据（Standard date）栏，土壤电阻率设为100Ω·m，参数拟合初始的较低频率为0.005Hz，线路长度设为200km；公制和英制单位切换项中选择公制单位。

ATPDraw及其在变压器励磁涌流暂态仿真中的应用刘俊1，杨伟1，刘广莉2（1.南京理工大学，江苏南京210094；2.宝钢集团上海梅山钢铁股份有限公司，江苏南京210039）摘要：随着计算机技术和数值计算理论的不断发展，电力系统数字仿真已经成为电力网络规划、设计和研究中不可缺少的工具。

本文首先介绍了ATPDraw的文件系统、库元件以及它的一些显著特点，然后通过ATPDraw对变压器暂态励磁涌流进行仿真，对仿真的结果进行了分析。

结果表明ATPDraw为电力系统分析提供了一种新的手段。

关键词：变压器励磁涌流 ATPDraw 仿真0 引言A TPDraw是电磁暂态程序EMTP中A TP版本下的一个图形预处理软件，它具有界面友好、操作简单等优点，尤其是A TPDraw提供的电气元件选择菜单能对复杂的动态电力系统建模，其中的ATP仿真程序可对已建立的电力系统模型进行快速仿真和分析，它最终生成一个基于“即见即所得”格式下的A TP数据输入文件[5]。

目前A TPDraw支持70个标准元件和28个TACS（控制系统暂态分析）模块，同时也支持MODELS 仿真语言用户，用户可以根据自己的需要创建所需要的电气元件模块[4]。

正是由于A TPDraw的图形化界面，使得用户在电力系统建模中不必像EMTP程序那样逐一填写电气元件的输入数据卡片，而仅仅从A TPDraw 的元件模型库中选出所需的元件，从而方便地为暂态仿真做好数据输入准备。

A TP仿真支持程序是A TPDraw软件中最为重要的部分。

除此之外，其它的支持子程序也可通过A TPDraw的“命令编辑菜单”选项加入到A TPDraw软件中，例如图形化的输出程序WPCplot，它能够以曲线形式绘制电力系统离线或在线的时域和频域仿真结果。

变压器是一种由电磁感应原理制成的静止元件。

在电磁能量的转换过程中，它必须首先建立一定的磁场，在建立过程中绕组将产生暂态励磁电流。

在正常情况下，该电流很小，但在空载合闸时，该电流可能会很大，此时称该电流为励磁涌流。

EMTP之ATP快速入门EMTP，全称ElectricMagnetic Transient Program，中文翻译为电磁暂态程序，或者电磁暂态仿真程序。

它用于电力系统仿真，主要是暂态仿真，如故障分析，过电压分析等等。

它有许多版本，我们使用的ATP（欧洲版）是其中的一个版本。

EMTP（ATP）用于电力系统的仿真分析，它的核心程序是电力系统计算软件，利用电路和电磁场的原理对待分析的电力系统进行计算分析。

电力系统计算软件的前提是将电力系统的物理模型等效为能够计算的数学模型，所以该程序的人机对话输入部分为电力系统的数学模型。

电力系统计算软件的结果是电力系统的电压、电流、功率和能量等物理量，为了直观的分析结果，还有必要对核心软件的计算结果进行数据和图象处理。

另外，为了对以上各个程序进行协调管理，还有一个管理程序。

综上可看出，一个完整的ATP程序包包括5个部分：1）电力系统计算程序；2）电力系统模型输入程序；3）仿真结果图形处理程序；4）仿真数据编辑程序；5）管理控制平台程序。

以上每一个部分都有多个版本，而且，每一个部分都可以按照自己的需要进行修改和编辑，通常我们使用已有的成熟的程序即可。

EMTP安装程序盘中一般也会提供多个选择，我们有的安装盘中就有以下程序：1）电力系统计算程序：a）“Watcom”A TP for Windows 95/98/NT，简称WatATP99；b）"GNU/Ming32" A TP for Windows 95/98/NT，简称GNUATP99；c）"Salford" ATP for Windows 3.x/95/98，简称SalATP99；d）Salford DBOS/486 Version 3.50，简称DBOS。

2）电力系统模型输入程序：ATPDRAWGraphical Preprocessor to ATPVersion 2.0，简称ATPDRAW。

目录１．前言２．ATPDraw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３．ATPDraw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3.9.2 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４．ATPDraw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５．ATP 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-EMTP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。

ATPDraw的利用方法编写曹祥麟广东省电力设计研究院2009年2月目录１．前言２．ATPDraw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３．ATPDraw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3.9.2 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４．ATPDraw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５．ATP Launcher ６．结束语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-EMTP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。

ATPDraw使用手册一、操作说明1.点选程式集中之ATP资料夹，开启ATPDraw程式，如图一所示图一2.点选工具列中之「File」选项，再点选「New」选项，此时会开启一新的空白视窗如图二所示。

图二3.在空白的区域按一下滑鼠右键，会出现如图三所示的选单，我们可从选单中选取我们所想要的元件，即可进行电路的编辑。

图三※如何移动元件：在该元件上按住滑鼠左键不放，拖曳滑鼠来移动每个元件。

※如何旋转元件：在该元件上按一下滑鼠右键，每按一下会向左旋转90°。

※如何设定元件：在该元件上按滑鼠左键两下，并可进入设定该元件之选单。

二、基本元件介绍与参数设定1.单相正弦波电压源（Sources | AC type 14），如图四所示。

图四1.1 如何加入单相正弦波电压源，如图五所示图五1.2 如何设定参数对着电压源元件点两下，进入设定选单如图六所示。

图六U/I ：0 表示电压源-1 表示电流源Amp. ：电源之振幅，单位是V或Af ：电源之频率，单位为HzPha ：电源之初始相角，单位视A1而定A1 ：A1=0，单位为度（degrees）A1>0，单位为秒（seconds）TSta ：电源动作的时间，单位为秒TSto ：电源关闭的时间，单位为秒当TSto=0，代表永不关闭2.电阻（Branch Linear | Resistor），如图七所示。

图七2.1 如何加入电阻，如图八所示图八2.2 如何设定参数对着电阻元件点两下，进入设定选单如图九所示。

图九RES：电阻值参数，单位为欧姆（Ω）Output ：控制该支路之资料输出，不同的数值代表要求输出亦不同0-No 不输出1-Current 支路电流输出2-Voltage 支路电压输出3-Current&Voltage 支路电流与电压同时输出4-Power&Energy 支路的功率与能量的消耗3.电感（Branch Linear | Inductor），如图十所示。