ATPDraw软件的使用

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

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4.2 参数计算 4.3 建模 4.4 计算

５．ATP Launcher ６．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

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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。

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。

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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ATP→Settings，建立各种设定用的对话框。 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μF； 填入频率时，电容元件的单位为μmho。 选择Time domain：暂态计算。 选择Frequency scan：频率扫描。

图3 计算条件

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选择Hamonic[HFS]：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。 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5 开关和通用电机

图4 输出条件

图7 MODELS变量名

图8 参数值

图6 数据卡的次序和附加要求

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。

图9 元件菜单

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图10 元件图标

图11 元件参数

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

图12 元件的连接

连接

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13 复制 内部资料，注意保存

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

0

按钮，旋转目标图标。每点击一次，顺时针旋转90。

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

图15 节点名

图14 旋转

选择图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2菜单栏中的ATP→Mark 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ATP→PlotXY，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。

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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，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。

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ABC→BCA[Transp1] (7) 换位ABC→CAB[Transp2] (8) 换位ABC→CBA[Transp3] (9) 换位ABC→ACB[Transp4]

(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]

3.2 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Δ形连接[RLC-Δ 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 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]

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(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, init]

3.4 架空线路/电缆[Lines/Cables]

3.4.1 集中参数[Lumped]

(1) 单相或多相π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. 51] 3.4.2 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[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) π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]

3.5 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 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 switch]

3.6 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[Surge type 15] 双指数模型 P440 (6) Heidler冲击波电源[Heidler type 15] 霍德勒模型 (7) Standler冲击波电源[Standler type 15] (8) Cigre冲击波电源[Cigre type 15]

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rulebook (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 Ungrounded]

3.7 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]

(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 DC]

3.8 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[XFRM]

3.9 控制系统[TACS]

3.9.1 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 Circuit]

3.9.2 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 pass] 3.9.3 特殊装置[Devices] (1) 频率测量器[Freq sensor - 50] (2) 继电器[Relay switch - 51] (3) 触发器[Level switch -52] (4) 延迟器[Trans delay - 53]

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后点击OK键，完成接地的指定。

本算例是单相（C相）接地故障，也可只在C相连接一个接地时控开关，而不用三相开关。

(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Transformers→Saturable 3 phase，

图22 三相时控开关

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23 开关接地

图24 三相变压器

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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

图25 一次侧中性点 白部分，并点击右键，从菜单中选择Branch Linear→Resister，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Δ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 Linear→RLC 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

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(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 Linear→RLC-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。

将光标移至图2的空白部分，并点击右键，从菜单中选择Branch Linear→RLC-Y 3-ph，

图28 三相负荷的电阻

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。

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，选择”接地(Ground)”， 然后点击OK

图29 三相负荷的电抗

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键，完成这两个Y结线RLC中性点接地的指定。

(9) 建立计算模型

以上建立了所有元件的模型。然后参照2.4节的辅助操作（旋转、移动和连接），作成图30所示的计算模型。

(10) 探针的设置

为了观察计算结果，在需要的场所设置 电压或电流探针。

将光标移至图2的空白部分，并点击右键， 从菜单中选择Probes & 3-phase→Probe Volt，

图30 计算模型

图31 计算模型

建立节点电压探针。双击该图标，打开输入参

数用的对话框，将该探针设为三相用，如图31 所示。然后移至希望测量的节点。

将光标移至图2的空白部分，并点击右键， 从菜单中选择Probes & 3-phase→Probe Curr，

建立支路电流探针。双击该图标，打开输入参

数用的对话框，将该探针设为三相用，如图32 所示。然后插入希望测量的支路。

图32 计算模型

(11) 文件的保存

探针设置完毕后，取名保存（点击下图○中的按钮）。最终的计算模型如图33所示。

图33 文件保存 内部资料，注意保存

4.4 计算

(1) 执行ATP

选择图33菜单栏中的ATP→runATP，执行ATP。 (2) 确认计算结果 (a) 表示节点名

在本算例中，所有的节点名都是ATPDraw自动指定 的。为了观察电压和电流，需要知道ATPDraw指定的节 点名。

方法一：选择图33菜单栏中的View→Options…→ Node name，然后点击OK键，表示所有的节点名。方 法一会出现很多重复的节点名。

方法二：双击希望表示节点名的节点，打开节点名赋值对话框，如图34所示。选择”Display”， 然后点击OK键，显示该节点名。

图35是采用方法二，表示各节点名后的计算模型。

(b) 文本输出结果

选择图33菜单栏中的ATP→Edit LIS-file，打开.lis文件，如图36所示。

图36 lis文件

图35 表示节点名的计算模型

图34 表示节点名

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/0tqg.html