Tong Quan Ve ATP - EMTP

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM ATP/EMTP

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM ATP/EMTP 1. SƠ LƯỢC VỀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA ATP/EMTP Chương trình quá độ điện từ (EMTP – Electromagnetic Transients Programme) là một chương trình máy tính dùng cho việc mô phỏng các quá trình quá độ điện từ, điện cơ và hệ thống điều khiển trong hệ thống điện nhiều pha. Chương trình EMTP được phát triển vào những năm cuối của thập kỷ 60 thế kỷ XX bởi tiến sĩ Hermann Dommel, ông đã mang chương trình này đến Bonneville Power Administration (BPA). Vào năm 1973 khi giáo sư Dommel rời khỏi BPA để chuyển đến đại học British Columbia (UBC), hai phiên bản của chương trình đã được định hình: Phiên bản tương đối nhỏ UBC được sử dụng chủ yếu để phát triển các mô hình; và phiên bản BPA, mở rộng nhằm hướng tới các yêu cầu của các kỹ sư điện. Phiên bản BPA của chương trình EMTP được phát triển nhờ những nỗ lực cộng tác của tiến sỹ Scott Meyer và tiến sỹ Tsu-huei Liu của BPA, cũng như sự đóng góp của hàng loạt các Công ty Điện lực và các Trường đại học Bắc Mỹ. Nhằm hợp lý hóa sự phát triển của chương trình và thu hút sự tài trợ từ các Công ty Điện lực, nhóm phối hợp phát triển chương trình EMTP (DCG) đã được thành t hành lập vào năm 1982 và được thương mại hóa đầu tiên vào năm 1984. Những thành viên ban đầu của DCG bao gồm BPA, Văn phòng khiếu nại Mỹ, Hiệp hội Điện lực miền Tây (WAPA), Hiệp hội Điện lực Canada (CEA), Ontario Hydro, và Hydro Quebec. Sự khởi đầu của DCG đã dẫn đến một loạt những thay đổi trong cộng đồng EMTP. Vào năm 1986, tiến sỹ Scott Meyer rời khỏi DCG, ông đã tích cực chủ trương phát triển một phiên bản độc lập của EMTP gọi là ATP (Alternative Transients Programme). ATP/EMTP là phần mềm mã nguồn mở (open source) và được cung cấp hoàn toàn miễn phí. 2. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ATP/EMTP ATP được đánh giá là một trong những hệ thống chương trình được quốc tế sử dụng rộng rãi nhất để mô phỏng các hiện tượng quá độ điện từ, cũng như điện cơ trong hệ thống điện. Chương trình ATP tính toán những giá trị cần quan tâm trong hệ thống điện theo các hàm thời gian, đặc biệt là nhiễu. Về cơ bản, qui tắc hình thang của phép tích phân được sử dụng để giải quyết các phương trình vi phân của những thành phần hệ thống trong miền thời gian. ATP có nhiều mô hình như: máy điện quay, máy biến áp, sóng sét, các loại dây và cáp truyền.

- Trang 2 -

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM ATP/EMTP 2.1. Nguyên 2.1. Nguyên tắc hoạt động ∗ Chủ yếu là sử dụng phương pháp tích phân hình thang để giải các hệ phương trình của các thành phần phầ n hệ thống trong miền thời gian. ∗ Điều kiện ban đầu khác không, được xác định một cách tự động bằng phương pháp tính toán ở chế độ xác xá c lập hoặc người sử dụng có thể đưa vào các cá c điều kiện ban đầu để làm cho các thành phần đơn giản hơn. ∗ TACS (Transient Analysis of Control Systems) và MODELS (a simulation lanluage) có khả năng mô phỏng hóa hệ thống điều khiển và các thành phần bằng đặc tính phi tuyến. ∗ Mô phỏng hiện tượng hỏng hóc, xung sét và các dạng đóng cắt kể cả chuyển mạch của các van. ∗ Tính toán đáp ứng của tần số đối với hệ thống bằng cách sử dụng đặc tính quét tần số FREQUENCY SCAN. ∗ Phân tích harmonic (hài) trong miền tần số bằng cách sử dụng HARMONIC FREQUENCY SCAN (harmonic current injection method). ∗ Các hệ thống động học cũng có thể được mô phỏng bằng cách sử dụng hệ thống điều khiển TACS và MODELS. 2.2. Khả 2.2. Khả năng của chương trình Không có giới hạn tuyệt đối của chương trình. Cho đến nay, hệ thống lớn nhất mà m à chương trình đã thực hiện mô phỏng là:

Hình 1.1 2.3. Các thành phần trong thư viện mẫu của ATP ∗ Đường dây đơn và đôi, các phần tử R, L, C. ∗ Đường dây và cáp truyền tải với các thông số phân bố và tần số độc lập. ∗ Điện trở phi tuyến và cuộn cảm, cuộn cảm hysteretic, điện trở thay đổi theo thời gian, điện trở điều khiển TACS/MODELS. ∗ Các thành phần phi tuyến: máy biến áp bao gồm bão hòa và trễ, sét, hồ quang điện. ∗ Các công tác thông thường, các công tắc độc lập với thời gian và độc lập với điện áp, công tắc thống kê. ∗ Các van (diodes, thyristors, triacs), TACS/MODELS điều khiển các công tắc. - Trang 3 -

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM ATP/EMTP 2.1. Nguyên 2.1. Nguyên tắc hoạt động ∗ Chủ yếu là sử dụng phương pháp tích phân hình thang để giải các hệ phương trình của các thành phần phầ n hệ thống trong miền thời gian. ∗ Điều kiện ban đầu khác không, được xác định một cách tự động bằng phương pháp tính toán ở chế độ xác xá c lập hoặc người sử dụng có thể đưa vào các cá c điều kiện ban đầu để làm cho các thành phần đơn giản hơn. ∗ TACS (Transient Analysis of Control Systems) và MODELS (a simulation lanluage) có khả năng mô phỏng hóa hệ thống điều khiển và các thành phần bằng đặc tính phi tuyến. ∗ Mô phỏng hiện tượng hỏng hóc, xung sét và các dạng đóng cắt kể cả chuyển mạch của các van. ∗ Tính toán đáp ứng của tần số đối với hệ thống bằng cách sử dụng đặc tính quét tần số FREQUENCY SCAN. ∗ Phân tích harmonic (hài) trong miền tần số bằng cách sử dụng HARMONIC FREQUENCY SCAN (harmonic current injection method). ∗ Các hệ thống động học cũng có thể được mô phỏng bằng cách sử dụng hệ thống điều khiển TACS và MODELS. 2.2. Khả 2.2. Khả năng của chương trình Không có giới hạn tuyệt đối của chương trình. Cho đến nay, hệ thống lớn nhất mà m à chương trình đã thực hiện mô phỏng là:

Hình 1.1 2.3. Các thành phần trong thư viện mẫu của ATP ∗ Đường dây đơn và đôi, các phần tử R, L, C. ∗ Đường dây và cáp truyền tải với các thông số phân bố và tần số độc lập. ∗ Điện trở phi tuyến và cuộn cảm, cuộn cảm hysteretic, điện trở thay đổi theo thời gian, điện trở điều khiển TACS/MODELS. ∗ Các thành phần phi tuyến: máy biến áp bao gồm bão hòa và trễ, sét, hồ quang điện. ∗ Các công tác thông thường, các công tắc độc lập với thời gian và độc lập với điện áp, công tắc thống kê. ∗ Các van (diodes, thyristors, triacs), TACS/MODELS điều khiển các công tắc. - Trang 3 -

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM ATP/EMTP ∗ Các

nguồn phân tích: hàm bậc thang, hàm dốc, hàm sin, hàm mũ, TACS/MODELS nguồn phân tích. ∗ Máy điện quay: máy đồng bộ ba pha, mô hình tổng quát máy điện. ∗ Các thành phần điện được tạo bởi người sử dụng. 2.4. Mô 2.4. Mô hình hợp nhất các Module mô phỏng trong ATP Mô hình ATP:   Mô

Các nguồn áp Các nguồn dòng Công tắc điều khiển...

Các điện áp nút Các dòng điện nhánh Trạng thái của các công tắc... Hình 1.2: 1.2: Mô hình ATP ATP có các chương trình phụ (Supporting programs): Đó là các thủ tục con cho sự chuẩn bị dữ liệu vào của một số hệ thống thành phần. ATP liên kết qua lại với TACS và MODELS để đi phân tích hệ thống điều khiển. ATPDraw được dùng để thành lập các mô hình mạch điện, dùng trong giao tiếp giữa ATP với TACS và MODELS khi chạy mô phỏng. MODELS là là một ngôn ngữ mô tả đa năng được hổ trợ bởi một tập hợp rộng  MODELS lớn các công cụ mô phỏng cho việc trình bày và nghiên cứu các hệ thống thay đổi theo thời gian. ∗ Cấu trúc mỗi mô hình cho phép sử dụng những định dạng tự do, cấu trúc từ khóa và những văn bản riêng biệt. ∗ MODELS trong ATP mô tả những thành phần điều khiển và mạch điện do người dùng tạo ra, cung cấp một giao diện đơn giản để kết nối với các chương trình hay module khác tới ATP. c ụ lập chương trình đa năng, MODELS có c ó thể được dùng để ∗ Như một công cụ xử lý các kết quả mô phỏng trong miền tần số hay ha y miền thời gian. (Transient Analysis of Control Systems) là một mô hình dùng để mô  TACS (Transient phỏng cho hệ thống điều đi ều khiển trong miền thời gian. Nó được phát triển đầu tiên cho sự mô phỏng những bộ điều khiển biến đổi HVDC. TACS có thể được sử dụng để mô phỏng: - Trang 4 -

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM ATP/EMTP ∗ Những bộ biến đổi điều khiển HVDC. ∗ Những hệ thống kích thích của máy đồng bộ. ∗ Năng lượng điện và điều khiển. ∗ Hồ quang điện.  Giao

diện giữa mạng điện và TACS được thiết lập bởi sự trao đổi các tín hiệu như điện áp nút, dòng điện đóng cắt, trạng thái đóng cắt, điện trở thay đổi theo thời gian, nguồn áp và dòng. 2.5. Những 2.5. Những module chính trong ATP  ATP có 6 module chính: 1. Module ATPDraw:

Hình 1.3: Giao diện ATPDraw

- Trang 5 -

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM ATP/EMTP 2. Module ATP Control Center (ATPCC):

Hình 1.4: Giao diện ATP Control Center

- Trang 6 -

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM ATP/EMTP 3. Module PCPlot:

Hình 1.5: Giao diện PCPlot 4. Module PlotXY:

Hình 1.6: Giao diện PlotXY

- Trang 7 -

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM ATP/EMTP 5. Module GTPPLOT:

Hình 1.7: Giao diện GPPLOT 6. Module Programmer’s File Editor (PFE):

Hình 1.8: Giao diện PFE

- Trang 8 -

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM ATP/EMTP  Trong

6 module trên, module đóng vai trò nền tảng cho các module khác chính là ATPDraw.

Hình 1.9 : Mối tương quan giữa ATPDraw với các Module khác 2.6. Những module hổ trợ trong ATP  Những thủ tục được tích hợp thành những tiện ích trong chương trình để hổ trợ người dùng trong sự chuyển đổi những khuôn dữ liệu giữa nhà sản xuất và các yêu cầu của chương trình, hoặc tính toán các thông số điện của đường dây và cáp từ những dữ liệu hình học và vật chất. Những module hỗ trợ trong ATP là: ∗ Sự tính toán các thông số điện của đường dây và cáp sử dụng các module chương trình: LINE CONSTANTS, CABLE CONSTANTS và CABLE PARAMETERS. ∗ Sự phát sinh của tần số tùy thuộc vào dữ liệu vào của mô hình đường dây (Semlyen, J.Marti, Noda line models). ∗ Sự tính toán của mô hình dữ liệu cho các máy biến áp (XFORMER, BCTRAN). ∗ Độ bão hòa và hiện tượng trễ. ∗ Module cơ sở dữ liệu.  Các chương trình hỗ trợ trong ATP có thể được chia thành 2 phần chính: phần mô phỏng (simulation part) và phần chương trình phụ (supporting programs). ∗ Phần mô phỏng có: mô hình mạng điện thay thế (representation electrical network) được tính toán trong miền thời gian và miền tần số, TACS và MODELS. ∗ Phần các chương trình phụ: chuẩn bị các dữ liệu cho mô hình mạng điện thay thế.

- Trang 9 -


Hình 1.10: Các chương trình được hổ trợ trong ATP 2.7. Cách tạo một file dữ liệu để mô phỏng các mạch điện * Có 2 phương pháp để tạo ra một file dữ liệu để mô phỏng các mạch điện trong ATP. Phương pháp đầu tiên là sử dụng ATPDraw - một chương trình thiết kế mạch điện . Nó giúp người sử dụng tạo ra và soạn thảo mô hình của mạch điện cần mô phỏng. Phương pháp thứ hai là tạo ra file dữ liệu bằng cách sử dụng một văn bản biên tập. Phương pháp này đòi hỏi người sử dụng phải có một nền tảng trong việc sử dụng biên tập văn bản và kiến thức lập trình máy tính trong FORTRAN, phương pháp này chỉ thích hợp cho những người dùng giàu kinh nghiệm. * Trong phạm vi luận văn này, chúng ta sẽ sử dụng chương trình ATPDraw tạo ra các file dữ liệu để chạy mô phỏng. 2.8. Một số ứng dụng quan trọng của ATP ∗ Quá điện áp do sét đánh (Lightning overvoltage studies). ∗ Quá độ do đóng cắt và sự cố (Switching transients and faults). ∗ Quá điện áp đồng bộ và tĩnh (Statistical and systematic oveervoltage studies). ∗ Quá độ thay đổi nhanh trong GIS và nối đất (Very fast transients in GIS and groundings). ∗ Xây dựng mô hình máy điện (Machine modeling). ∗ Ổn định quá độ và khởi động động cơ (Transient stability, motor startup). ∗ Các dao động xoắn trục (Shaft torsional oscillations). ∗ Đóng cắt máy biến áp và kháng điện/tụ điện (Transformer and shunt reactor/capacitor switching). ∗ Cộng hưởng sắt từ (Ferroresonance).

- Trang 10 -

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM ATP/EMTP ∗ Những

ứng dụng của thiết bị điện tử công suất (Power electronic

applications). ∗ Chế độ máy cắt (hồ quang điện), sự thay đổi nhanh của dòng điện (Circuit breaker duty (electric arc), current chopping). ∗ Thiết bị FACS: Xây dựng mô hình STARTCOM, SVC, UPFC, TCSC. ∗ Phân tích hài, cộng hưởng lưới (Harmonic analysis, network resonances). * Thử nghiệm thiết bị bảo vệ (Protective device testing). 3. GIỚI THIỆU VỀ ATPDraw 3.1. Sơ lược về ATPDraw + ATPDraw là chương trình đồ họa, đồng thời là phiên bản ATP của EMTP trên nền Windows. Chương trình được viết bằng ngôn ngữ Borland Delphi 2.0 và hoạt động trong môi trường Windows 9x/NT/2000/XP. Trong ATPDraw, người dùng xây dựng mạch điện bằng chuột và lựa chọn các thành phần có sẵn trong thư viện, sau đó ATPDraw sẽ tạo ra file vào ATP tương ứng - tự động đúng trong khuôn dạng. ATPDraw tự quản lý các nút trong mạch điện, người dùng có thể đặt tên cho các nút quan trọng. Chương trình mô phỏng trong ATP và chương trình đồ thị đều tương thích với ATPDraw. + ATPDraw cung cấp các kiểu mạch mẫu, các mạch mẫu này có thể làm việc đồng thời trên nhiều mạch và sao chép thông tin giữa các mạch. Toàn bộ mạch đều thao tác rất dễ dàng như: sao/dán (copy/paste), xoay (rotate), xuất/nhập (import/export), nhóm/không nhóm (group/ungroup), trở về/tiến lên (undo/redo), in (print)....Hơn nữa, ATPDraw cung cấp cho Windows thư viện hồ sơ và tập tin xuất. Mạch vẽ được lưu trữ thành các tập tin riêng biệt, bao gồm đầy đủ các thiết bị mô phỏng và lựa chọn. Các tập tin được nén lại và có thể chia sẽ dễ dàng với một vài chương trình khác. + Hầu hết những thiết bị tiêu chuẩn trong ATP (cả 1 pha lẫn 3 pha) đều được cung cấp trong TACS, đồng thời người dùng có thể tạo ra thiết bị mới trong MODELS hoặc $Include (Data Base Module). Mô hình đường dây/cáp (KCLee, PI-equivalent, Semlyen, JMarti and Noda) cũng được cung cấp trong ATPDraw với đầy đủ các chức năng điều chỉnh hình họa, dữ liệu và có thể kiểm tra, thực hiện trong miền tần số. Các thiết bị quét tần số hài (Harmonic Frequency Scan HFS) cũng được đưa vào. Các thành phần đặc biệt của động cơ và máy biến áp cũng được cung cấp cho người dùng dựa trên tiêu chuẩn của Universal Machine và BCTRAN trong ATP-EMTP. Ngoài ra, ATPDraw còn cho phép người dùng nhóm các thiết bị (không giới hạn số lượng) thành một biểu tượng nhằm mục đích đơn giản hóa và sử dụng dễ dàng hơn. 3.2. Các tập tin chính và các file hổ trợ trong ATPDraw + ATPDraw gồm 4 tập tin chính: ∗ ATPDraw.exe: Tập tin thực thi chương trình. ∗ ATPdraw.scl: Thư viện các thành phần chuẩn (standard component project). ∗ ATPdraw.cnt: Nội dung tập tin HELP (help content).

- Trang 11 -

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM ATP/EMTP ∗ ATPDraw.hlp: Tập tin thực thi công cụ help (help file). ∗ Ngoài ra, người sử dụng có thể định nghĩa và tạo ra các thành phần

cá nhân

cho các mục đích sử dụng riêng biệt. + Project file: Khi người dùng lưu một mạch điện làm việc thì nó sẽ được chứa trong Project file (*.adp = atpdraw project). Tập tin này chứa mạch với tất cả các dữ liệu và hình họa, đồng thời tất cả các tập tin này cung cấp cho người dùng các thành phần mẫu (support, line/cable, trafo, model and library files). + Support file: Tất cả các thành phần đều được quy định trong support file. Đây là một tập tin định nghĩa, phân loại các thiết bị, các nút (các pha, vị trí nút), và dữ liệu (giá trị mặc định, giới hạn, thông số), biểu tượng chuẩn (41x41 pixels) và file giúp đỡ. Các file support của các thiết bị chuẩn nằm trong file ATPDraw.scl (standard component library - thư viện các thành phần chuẩn) và file này kết hợp với project file để mở và chạy một ứng dụng. Các file support có thể tạo ra từ danh mục Objects trong ATPDraw. Các biểu tượng mặc định có thể bị thay đổi trong Icon Editor , một thiết bị mới cũng được tạo ra từ file support này. + ATP file: Là một thành phần trong ATPDraw và được xem như là đầu vào của các mô phỏng ATP. Các file.atp được xác định từ đường dẫn /ATP trong danh mục và được tạo ra từ Text Editor . + Line/Cable file: Một đường dây hoặc cáp được quy định bởi file.alc (atpdraw line/cable). File nhị phân này chứa các hằng số của đường dây, cáp và các thông số của cáp. Khi chạy run ATP trong ATPDraw, các dữ liệu .alc được sử dụng và tạo ra mô hình mạch của đường dây hoặc cáp. + BCTRAN file: Một thiết bị BCTRAN (Transformer) được quy định bởi file.bct. File nhị phân này chứa các dữ liệu vào ATP-EMTP, khi chạy run ATP trong ATPDraw các dữ liệu .bct được sử dụng và tạo ra một mô hình máy biến thế. + Model file: Một mô hình được quy định trong một model file (.mod). File văn bản này được bắt đầu với MODEL và kết thúc với ENDMODEL. Với tên bắt buộc trùng với tên của file mô hình. File mô hình này được chứa trong file dữ liệu vào cuối cùng của ATP và được gọi ra từ đường dẫn /MOD. + Included files: Các thiết bị tạo bởi người sử dụng được quy định trong file thư viện -library file (.lib). File library được chứa trong file vào ATP với $Include. Các thiết bị đường dây/cáp cũng có trong file library và được tạo bởi ATPDraw. Một vài thiết bị phi tuyến hoặc máy biến áp bão hòa cũng có thể chứa trong file này với các đặc tính phi tuyến. 3.3. Cài đặt chạy mô phỏng trong ATPDraw -Từ Main menu chọn Tools→ Options → Preferences cài đặt lại như hình 1.11. -Từ Main menu chọn Tools → Options → Directories cài đặt lại như hình 1.12. -Từ Main menu chọn ATP → Settings → Simulation cài đặt lại như hình 1.13. -Từ Main menu chọn ATP → Settings → Output cài đặt lại như hình 1.14. -Từ Main menu chọn ATP → Edit Commands... để cài đặt chương trình chạy mô phỏng như hình 1.15. Ở đây chúng ta dùng chương trình PlotXY để xem các

- Trang 12 -

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM ATP/EMTP dạng đồ thị khi chạy mô phỏng cho các mạch điện. Sau khi cài đặt xong, PlotXY sẽ xuất hiện ở cuối danh mục ATP như hình 1.16. -Để lưu lại các cài đặt, ở mỗi cài đặt ta chọn Tools → Save Options.

Hình 1.11: Cài đặt trong Preferences

Hình 1.12: Cài đặt trong Directories

- Trang 13 -


Hình 1.13: Cài đặt trong ATP- Simulation

Hình 1.14: Cài đặt trong ATP - Output

- Trang 14 -


Hình 1.15: Cài đặt chương trình PlotXY trong Edit Commands

Hình 1.16: PlotXY trong ATP sau cài đặt. 3.4. Hoạt động của chuột 3.4.1. Click chuột trái đơn:  Trên đối tượng: Chọn đối tượng hoặc kết nối. Nếu phím Shift được ấn, đối tượng sẽ được thêm vào nhóm đã được chọn trước.  Trên nút đối tượng: Bắt đầu vẽ một kết nối từ đối tượng này sang đối tượng khác. Sau khi Click chuột lên nút của đối tượng, ta di chuyển chuột đến nút của đối tượng khác, Click chuột trái để kết nối, Click chuột phải để hủy bỏ.  Trong vùng trống của cửa sổ chứa mạch: Bỏ chọn đối tượng.

- Trang 15 -


Hình 1.17: Click chuột trái đơn 3.4.2. Click chuột phải đơn:  Trong vùng trống của cửa sổ chứa mạch: Mở Component Selection Menu để thêm đối tượng vào cửa sổ chứa mạch hoặc hủy bỏ một kết nối.  Trên nút đối tượng: Mở hộp thoại Node Data.

Hình 1.18  Trên đối tượng không được chọn: Mở hộp thoại Component của đối tượng. Nếu phím Shift được ấn thì sẽ mở Shortcut Menu. 0  Trên đối tượng đang được chọn: Thực hiện quay đối tượng 90 , nếu phím Shift được ấn thì sẽ mở Shortcut Menu. 3.4.3. Click chuột trái và giữ:  Trên đối tượng: Di chuyển một hoặc một nhóm đối tượng.  Trên nút đối tượng: Thay đổi kích thước của đối tượng hoặc thực hiện một kết nối.  Trong vùng trống của cửa sổ chứa mạch: Vẽ hình vuông để chọn nhóm đối tượng. 3.4.4. Click chuột trái kép:  Trên nút đối tượng: Mở hộp thoại Node Data.  Trên đối tượng được chọn hoặc không được chọn: Mở hộp thoại Component.  Trên nhóm đối tượng: Mở hộp thoại Group.  Trong vùng trống cửa sổ: Bắt đầu chọn nhóm đối tượng theo hình bao vị trí Click chuột.

- Trang 16 -

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM ATP/EMTP 3.5. Làm việc cùng ATPDraw  Khi khởi động chương trình ATPDraw ta sẽ có màn hình soạn thảo như sau: Main menu Toolbar Icons Component Toolbar Circuit window

Component selection menu Hình 1.19: Các thành phần chính trong giao diện ATPDraw * Chương trình gồm: Main menu - Danh mục chính (gồm các trình đơn: File, Edit, View, ATP, Objects, Tools, Window, Help), Toolbar Icon - Thanh công cụ, Component Toolbar - Thanh lựa chọn thiết bị, Circuit Window - Màn hình soạn thảo (mặc định là Noname.adp), Component selection menu - Danh mục lựa chọn thiết bị. 3.4.1. Main menu - Danh mục chính: 3.4.1.1. File:

Hình 1.10 - Trang 17 -

Hình 1.20

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM ATP/EMTP 

Trong trình đơn này bao gồm các tác dụng nhập hay xuất các file trong ATPDraw: * New: Chức năng dùng để mở một cửa sổ soạn thảo rỗng. Ta có thể cùng lúc mở nhiều cửa sổ soạn thảo và có thể sao chép thông tin giữa các cửa sổ soạn thảo khác nhau. * Open: Mở một file cũ được lưu trữ từ hộp thoại.

Hình 1.21 * Reload: Mở những file đã từng mở trước đó. * Save: Lưu trữ cửa sổ đang làm việc dưới dạng file.adp. * Save as: Lưu trữ cửa sổ đang làm việc với tên khác. * Save all: Lưu trữ tất cả các cửa sổ làm việc. * Close: Đóng cửa sổ hiện hữu. * Close all: Đóng tất cả các cửa sổ. * Import: Chèn vào cửa sổ làm việc từ file.adp. * Export: Phần lựa chọn được xuất ra ngoài thành file.adp. * Reload Icons: Nạp lại các biểu tượng. * Save Metafiles: Phần lựa chọn được lưu lại dưới dạng file.wmf. * Exit: Thoát ra khỏi chương trình.

- Trang 18 -

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM ATP/EMTP 3.4.1.2. Edit:

 Các

lệnh trong trình đơn Edit bao gồm: * Undo/Redo: Dùng để trở về hay tiến tới thao tác trước đó, số thao tác ghi nhớ được người dùng quy định. * Cut: Sao chép và xóa bỏ phần gốc. * Copy: Sao chép và giữ nguyên phần gốc. * Paste: Dán phần cần sao chép. * Duplicate: Sao chép phần chọn ra cửa sổ làm việc. * Clear: Xóa bỏ phần chọn. * Copy Graphics: chép phần chọn vào tập hồ sơ chương trình. * Select: Có 4 lựa chọn:  All: Lựa chọn tất cả.  None: Bỏ lựa chọn.  Polygon: Chọn trong phạm vi người Hình 1.22 dùng đóng khung. Type/Group: Chọn theo nhóm (Group number) hay tên thiết bị (support name).

Hình 1.23 * Move Label: Lựa chọn và di chuyển thành phần theo nhãn. * Rotate: Xoay thiết bị 90 0 ngược chiều kim đồng hồ. * Rubber Bands: Kết nối 1 vùng chọn với điểm bên ngoài vùng. * Compress: Nén 1 nhóm thiết bị thành 1 biểu tượng riêng biệt, người dùng có thể lựa chọn dữ liệu hay điểm nào đó sẽ được xuất ra. Nhóm thiết bị được giới hạn trong vòng 36 dữ liệu và 12 điểm.

- Trang 19 -


Hình 1.24 * Extrat ... : Bung biều tượng đã được nén trước đó ra thành từng thành phần. * Edit Group: Soạn thảo nhóm được chọn, loại bỏ tất cả thiết bị và bung nhóm ra để chỉnh sửa ngay trên cửa sổ hiện tại. * Edit Circuit: Trở về cửa sổ soạn thảo mạch điện, thoát ra chức năng Edit Group. * Comment...: Hộp thoại comment cho chúng ta xem hay sửa đổi các thông tin về mạch điện hiện tại.

Hình 1.25 3.4.1.3. View:

 Danh mục

này hiện ra các chức năng hiển thị, cho phép ta lựa chọn cách hiển thị trong cửa sổ làm việc, với các chức năng sau: * Toolbar: Hiện/ẩn thanh công cụ, bao gồm 20 biểu tượng: New, Open, Save, Save as, Import, Export, Undo, Redo, Cut, Copy, Paste, Duplicate, Zoom in, Zoom out, Move label, Refresh, Select All, Select Group, Flip, Rotate. Hình 1.26

- Trang 20 -

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM ATP/EMTP * Status bar: Hiện/ẩn thanh trạng thái. * Comment Line: Hiện/ẩn thanh thông tin mạch điện. * Zoom In: Mỗi lần phóng to 20%. * Zoom Out: Mỗi lần thu nhỏ 20%. * Zoom: Hộp thoại Zoom cho phép ta phóng to hay thu nhỏ cửa sổ làm việc với số liệu do mình tự đặt, ở trạng thái bình thường là 100%, lớn hơn sẽ phóng to, nhỏ hơn sẽ thu nhỏ trong khoảng 25% - 400%. Sau khi lựa chọn, nếu đồng ý ta nhấn OK để xem kết quả và tắt hộp thoại, hay APPLY để xem kết quả nhưng không tắt hộp thoại.

Hình 1.27 * Refesh: Nạp lại tất cả các thiết bị trong mạch. * Set Circuit Font: Cài đặt phông chữ, mặc định là:

Hình 1.28

- Trang 21 -

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM ATP/EMTP * Options:

Hình 1.29  Theo mặc định thì tất cả các chức năng (ngoại trừ Node names) sẽ được chọn.  Sau khi chọn xong, ta nhấn OK để đồng ý và thoát ra khỏi hộp thoại, hay nhấn APPLY để đồng ý nhưng không đóng hộp thoại. Nếu muốn các lựa chọn này trở thành mặc định sau này ta chọn APPLY ALL trước khi thoát. 3.4.1.4. ATP:

Hình 1.30  Chức năng này được dùng để tạo mới, hiển thị hay sửa đổi thông số của tập tin ATP trước khi chạy mạch.  Setting: Hộp thoại ATP Settings ... hiện ra một vài lựa chọn cho mạch làm việc hiện tại. Có 6 lựa chọn được liệt kê ra: Simulation, Output, Switch/UM, Format, Record, Variables.

- Trang 22 -

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM ATP/EMTP + Simulation Settings:

Hình 1.31  Simulation type: lựa chọn phương pháp mô phỏng cho chương trình ATP: + Time domain + Frequency scan + Harmonic (HFS) + Output settings: * Output control:  Print freq: ví dụ chọn 500, có nghĩa là mỗi lần thứ 500 mô phỏng bước thời gian đó sẽ được xuất ra file LIS.  Plot freq  Plotted output  MemSave  Auto - detect simulation errors: Khi chọn mục này chương trình sẽ thông báo lỗi nếu người dùng nhập lộn hay thao tác sai. Hình 1.32 * Printout:  Network connectivity: Mục này dùng để kiểm tra sự liên kết, điều khiển tham liệu IDOUBLE, được xuất ra LUNIT6.  Steady - state phasors: Kiểm tra trạng thái hoàn chỉnh (mạch nhánh, công tắc, nguồn) và được xuất ra LUNIT6, điều khiển tham liệu KSSOUT = 1.  Extremal values: Điều khiển tham liệu MAXOUT.  Extra printout control: Khi chọn mục này, với mics 1 tham liệu IPUN được cài giá trị -1, với mics 2 dữ liệu xuất hiện trong file ATP. Các tham số KCHG và MULT điều khiển các điểm gãy. Nếu bỏ lựa chọn này thì tham liệu IPUN = 0.

- Trang 23 -

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM ATP/EMTP + Switch/UM settings:

Hình 1.33

* Switch study:  Statistic study  Systematic study  Num: Ảnh hưởng tham liệu NENEGR: > 0 cho statistic hay < 0 cho systematic. * Switch controls: * Universal machines:  Initialization: Chọn khởi tạo.  Units: Chọn đơn vị tham số.  Interface: Chọn giao diện. + Format settings: * Sorting: Bao gồm các kiểu sắp xếp:  Sorting by group number.  Sorting by X-pos.  Sorting by cards.  Force high resolution. * Miscellaneuos request: yêu cầu khác. * Additional: Thêm vào chuỗi ký tự cho các kiểu, hiện ở cuối cùng khi được sắp xếp. Hình 1.34

- Trang 24 -

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM ATP/EMTP + Record: * Tất cả các ATP Model hiện hữu trong mạch sẽ được liệt kê trong trường Model, và các biến số sẽ liệt kê trong trường Variable. Nếu ta cần lưu lại thì nhấn Add , và xóa bỏ nhấn Remove. Hình 1.35 + Variables: * Ta có thể khởi tạo các biến bằng cách nhập tên và giá trị vào hộp thoại Variables. * Lưu ý: Phải có dấu “.” (chấm) cuối con số thì giá trị gán vào mới có hiệu lực.

Hình 1.36  Run

ATP: * Để chạy mô phỏng ta chọn Run ATP hay nhấn phím tắt F2. Khi chọn mục này, ta sẽ thấy thoáng qua các dòng lệnh được thực thi trong màn hình DOS, đồng thời ATP sẽ tự động tạo ra tập tin mới với phần tên giống với tên tập tin đang thực thi có định dạng .pl4 và phần mở rộng có định dạng .atp được lưu lại trong thư mục ATP (lưu ý là tên tập tin mới này do chương trình định sẵn, người dùng không nhất thiết phải điều chỉnh trước khi thực hiện lệnh này).  Edit ATP-file: * Mục này có tác dụng cho ta xem hay sửa tập tin ATP. Khi chọn mục này, chương trình sẽ tự động tìm tập tin giống tên mạch đang xét và phần mở rộng .atp để mở ra như hình sau:

- Trang 25 -


Hình 1.37 * Thanh trạng thái dưới cùng được dùng để hiển thị vị trí con trỏ theo số hàng / cột và tình trạng bộ nhớ đệm. Ta cũng có thể thiết lập phông chữ và nền cho văn bản bằng cách chọn Fonts trong danh mục Character. Đây thực chất là một chương trình soạn thảo văn bản giống Wordpad hay Notepad.  Edit LIS-file: Danh mục này cho người dùng xem các LUNIT6 (thường gọi là LIS).  Make File As: lưu lại thành file.atp với tên tự chọn.  Make Names: Tạo tên mới cho tất cả các điểm nút của mạch hiện hành do chương trình tự chọn.  Edit Commands....: Người dùng có thể từ chương trình ATPDraw để khởi động một số chương trình khác bằng chức năng Edit Commands. Chức năng này cho phép ta mở các chương trình có liên quan hổ trợ đến ATPDraw như: TPPlot, PCPlot, PlotXY, GTPPlot, Excel..... trực tiếp từ Menu ATP. 3.4.1.5. Objects:

Hình 1.38

- Trang 26 -

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM ATP/EMTP * Công cụ này cho phép người dùng khởi tạo và chỉnh sửa các file thành phần hổ trợ bao gồm: thông tin về dữ liệu, các giá trị nút, biểu tượng và thông tin trợ giúp. Có thể phân thành các loại sau đây: 1. Standard components. 2. Line/Cable (LCC) components. 3. BCTRAN transformer objects. 4. MODELS component. 5. GROUP objects. 6.User specified components (USP).  Edit Standard: Các thiết bị tiêu chuẩn được cung cấp nằm trong file ATPDraw.scl có thể được chỉnh sửa với chức năng Edit Standard này. Nhấp chuột vào edit Standard sẽ xuất hiện hộp thoại như hình 1.39:

Hình 1.39 * Khi chọn thiết bị cần chỉnh sửa và nhấn OK, hộp thoại như hình 1.40 sẽ hiện ra:

Hình 1.40

- Trang 27 -

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM ATP/EMTP Trong Name cung cấp cho ta 1 số dữ liệu sau: Name: Đặt tên cho tham số, thường phải đồng nhất với hộp thoại Component. Tên đặt sẽ bị từ chối nếu đã có trong ATP Rule Book. Default: Mặc định giá trị ban đầu. Min/Max: Giới hạn nhỏ nhất/lớn nhất của giá trị. Param: Nếu chọn là 1, chuỗi biến sẽ được định trong dữ liệu. Digits: Giá trị lớn nhất được đưa vào file ATP. Trong Node cung cấp cho ta các thuộc tính, mỗi hàng cho mỗi nút: Name: Đặt tên cho nút, thường phải đồng nhất với hộp thoại Open Node và Component . Kind: Chọn nút cho thiết bị 3 pha (= 1 cho tất cả các thiết bị 1 pha). 1: pha 1 đến pha 3. 2: pha 4 đến pha 6. 3: pha 7 đến pha 9. 4: pha 10 đến pha 12. Trong các thiết bị MODEL hay TACS, giá trị Kind sẽ có ý nghĩa khác. Pos: Các vị trí nút được chỉ ra trong hình 1.23. Phase: Số pha (1 hay 3) cho thiết bị.

Hình 1.41 * Mỗi thiết bị đều có biểu tượng riêng của nó. Edit Object cho phép ta chỉnh sửa biểu tượng của thiết bị, bằng cách nhấp chuột vào biểu tượng của nó trong mục chính (đây chính là chức năng Icon Editor ).  User Specified: * New sup-file: Chức năng này giúp người dùng tạo ra các thiết bị theo mục đích sử dụng riêng, và được lưu lại trong thư mục USP. Hộp thoại Edit Object xuất hiện cho phép ta nhập dữ liệu và điểm nút. Ngoài ra, người dùng còn có thể tạo biểu tượng và hướng dẫn cho thiết bị mới của mình, cuối cùng nhấn Save hay Save As để lưu lại.

- Trang 28 -


Hình 1.42 * Edit sup-file: Chỉnh sửa các thiết bị do người dùng tạo ra.  Model: * New sup-file: Tạo mới các thiết bị MODEL, ta có thể thiết lập các thông số, biểu tượng, hướng dẫn cho thiết bị mới này.

Hình 1.43 * Edit sup-file: Chỉnh sửa các thiết bị Model sup. * New mod-file: Tạo mới các thiết bị MODEL phần văn bản.

- Trang 29 -


Hình 1.44 * Edit mod-file: Chỉnh sửa các thiết bị Model mod. 3.4.1.6. Tools:

Hình 1.45 * Các chức năng trong Tools gồm: Icon Editor, Help Editor, Text Editor, Options..., Save Options.

- Trang 30 -

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM ATP/EMTP  Icon

Editor:

Hình 1.46 * Chức năng này cho phép ta chỉnh sửa biểu tượng của thiết bị. * Tuỳ thuộc vào cách thức khởi động chương trình mà có sự khác biệt. Nếu khởi động không từ mục này (ví dụ từ mục Edit Standard, User Specified hay Edit Model sup-file) chương trình sẽ không cho phép ta mở (Open) và lưu (Save) tùy ý, còn nếu từ mục Icon Editor này thì ta có thể mở file hay lưu lại với tên bất kỳ (hình 1.46). * Với màn hình 41x41 pixel và 16 màu sắc thông dụng, người dùng có thể tự vẽ ra các hình tượng khác nhau phù hợp theo yêu cầu.  Help Editor / Viewer: * Xem và chỉnh sửa phần hướng dẫn các thiết bị.  Text Editor: * Xem và chỉnh sửa phần văn bản của các file có phần đuôi là: .txt, .atp, .lis, .mod, .ini giống như chương trình soạn thảo văn bản.  Options: * Khi chọn Options hộp thoại như hình 1.47 xuất hiện, cho phép người dùng chọn các chức năng theo ý muốn:

- Trang 31 -


Hình 1.47

+ Thẻ General:  Autosave every ... minutes: tự động lưu lại cửa sổ làm việc trong vòng ... phút, số phút được giới hạn từ 1 đến 60 phút.  Create backup files: Tạo file dự trữ, chức năng này sẽ vô nghĩa nếu chọn chế độ Autosave.  Save window size and position: Lưu lại vị trí và kích cỡ cửa sổ làm việc.  Save window’s current state: Lưu lại trạng thái hiện tại.  Save toolbar state: Lưu lại trạng thái Toolbar.  Save status bar state: Lưu lại thanh trạng thái.  Save comment state: Lưu lại trạng thái thông tin.  Window 3.1 style: Hộp thoại Open/Save được mở dưới dạng 3.1.  Save options on exit: Lưu lại lựa chọn khi thoát khỏi hộp thoại. Khi lựa chọn xong ta có thể nhấn nút OK hay Apply để thực thi lựa chọn, Save để lưu lại lựa chọn, Load để mở ra hay Help để được giúp đỡ. + Thẻ Preferences:  Buffers: Bộ đệm dành cho Undo/Redo giới hạn từ 1 đến 100.  Colors: Chọn màu trong Custom cho các mục trong Background.  Text Editor: Chọn tên và đường dẫn đến các chương trình soạn thảo văn bản liên kết với ATP-file (ví dụ như notepad.exe hoặc wordpad.exe).  ATP: Chọn chương trình phân tích ATP ta chọn runATP_S.bat cho Salford, chọn runATP_W.bat cho Watcom và chọn runATP_G.bat cho MingW32/GNU.  Armafit: Chọn chương trình Armafit, file runAF.bat

- Trang 32 -


+ Thẻ Directories:

Hình 1.48: Thẻ Preferences * Tạo đường dẫn cho các tập tin thực thi tương ứng.

Hình 1.49 + Thẻ View /ATP: Edit options...: Giống như View/Option trong mục 3.4.1.3 Edit Settings ...: Giống như ATP/Settings trong mục 3.4.1.4

Hình 1.50

- Trang 33 -

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM ATP/EMTP  Save

/ Options: Lưu lại các lựa chọn vảo file ATPDraw.ini và được thiết lập cho lần sau. 3.4.1.7. Window: + Chức năng này cho phép người dùng sắp xếp các cửa sổ làm việc hay hiện/ẩn Map Window:  Title: Sắp xếp theo kiểu liệt kê.  Cascade: Sắp xếp theo kiểu chồng lớp.  Arrange Icons: Sắp xếp thu nhỏ.  Map Window: bản đồ thu nhỏ của cửa sổ làm việc. Hình 1.51 3.4.1.8. Help:

 Help

Topics: Hướng dẫn sử dụng theo các chủ đề, các

từ khóa.  On Main Window: Hướng dẫn sử dụng danh mục chính.  About ATPDraw: Thông tin về các quyền chương trình ATPDraw. Hình 1.52 3.4.2. Toolbar Icons - Thanh công cụ: * Bao gồm 20 biểu tượng: New, Open, Save, Save as, Import, Export, Undo, Redo, Cut, Copy, Paste, Duplicate, Zoom in, Zoom out, Move label, Refresh, Select All, Select Group, Flip, Rotate. 3.4.3. Component Toolbar - Thanh lựa chọn thiết bị: * Thanh này sẽ chứa một số thiết bị đã được sử dụng trong mạch điện. 3.4.4. Circuit window - Màn hình soạn thảo: * Mạch điện sẽ được xây dựng trong cửa sổ này, đây là nơi chứa tất cả các mạch điện. Từ File menu người sử dụng có thể mở các mạch điện đã tạo trước đó hay tạo ra một cửa sổ rỗng để tạo một mạch điện mới. Mạch điện này bao gồm: các thiết bị chuẩn trong ATP, các thiết bị do người sử dụng tạo ra, MODELS và TACS, và sự liên kết giữa các thành phần này. 3.4.5. Component selection menu - Danh mục lựa chọn thiết bị: * Đây là danh sách lựa chọn các phần tử điện, cung cấp những tùy chọn cho việc tạo và chèn các thành phần mới vào trong cửa sổ mạch. Danh sách này thường ẩn, để nhìn thấy và kích hoạt danh sách này, ta nhấp chuột phải vào một chổ trống trong cửa sổ mạch, di chuyển chuột để chọn thiết bị cần sử dụng. Thiết bị được chọn sẽ xuất hiện ngay trung tâm của cửa sổ mạch và được bao bởi một hình chữ nhật. Ta có thể di chuyển các thiết bị này bằng cách nhấp giữ chuột trái và kéo tới vị trí cần, để xoay các thiết bị này ta nhấp chuột phải và mỗi lần nhấp ta xoay được 90 0. Hình 1.53

- Trang 34 -

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM ATP/EMTP  Các

phần tử điện trong danh sách lần lượt là: + Probes & 3-phase (Máy đo & 3 pha): * Danh mục này bao gồm các thiết bị:  Probe Volt: Máy đo điện áp nút ( )  Probe Branch Volt: Máy đo điện áp nhánh ( )  Probe 

Curr: Máy đo dòng (

)

Probe Tacs: Kiểm tra TACS ( )

Hình 1.54 - Trong hộp thoại Open Probe (có được bằng cách nhấp đúp chuột trái vào biểu tượng của phần tử đã chọn) ta có thể định rõ số pha để kết nối và chọn số pha để kiểm tra như hình 1.55.

Hình 1.55: Hộp thoại Open Probe 

Splitter: Sự ghép nối giữa mạch 3 pha và mạch 1 pha (

)

 Transp

1 ABC-BCA ... Transp 4 ABC-ACB: Hoán vị giữa các pha trong mạng 3 pha. Bao gồm các kiểu hoán vị sau: Hoán vị từ ABC sang BCA. Hoán vị từ ABC sang CAB. Hoán vị từ ABC sang CBA. Hoán vị từ ABC sang ACB. ABC/DEF Reference: Các phần tử tham khảo để chỉ rõ nút tổng cho sự nối tiếp pha. 

- Trang 35 -

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM ATP/EMTP + Brach Linear (Nhánh tuyến tính): * Danh mục này bao gồm các phần tử tuyến tính R, L, C. * Người dùng có thể quy định các thông số dữ liệu và tên các nút của các phần tử trong hộp thoại Component bằng cách nhấp đúp chuột trái vào biểu tượng của phẩn tử đó trong cửa sổ mạch điện, hộp thoại sẽ xuất hiện như hình 1.57. * Nhấn nút Help trong hộp thoại Component để xem ý nghĩa các thông số cần xác định như hình 1.58. Hình 1.56

Hình 1.57: Hộp thoại Component của phần tử RLC mắc nối tiếp

- Trang 36 -


Hình 1.58: Ý nghĩa các thông số của phần tử RLC mắc nối tiếp * Resistor: Điện trở thuần R. Đơn vị của điện trở là Ohm ( Ω), ký hiệu là . * Capacitor: Tụ điện có điện trở nội, có đơn vị là µF nếu Copt. = 0, và có đơn vị là µMoh nếu Copt. = tần số nguồn. Ở đây Copt. được chọn từ ATP/Settings/Simulation, ký hiệu . - Trong hộp thoại Component của Capacitor yêu cầu xác định giá trị Ks. Ở đây Ks chính là hệ số nhân để tính toán giá trị của điện trở nội Rs (Ohm), Rs được xác định theo công thức sau: Rs = Ks*DELTAT/(2*C) nếu Copt. = 0. Rs = Ks*(DELTAT*π*ƒ)/C nếu Copt. = tần số nguồn ( ƒ). Giới hạn của Ks từ 0.1 đến 0.2, thông thường Ks = 0.15 * Inductor: Điện cảm có điện trở nội, có đơn vị là mH nếu Xopt. = 0 và có đơn vị là Ohm nếu Xopt. = tần số nguồn. Ở đây Xopt. được chọn từ ATP/Settings/Simulation, ký hiệu . - Trong hộp thoại Component của Inductor yêu cầu xác định giá trị Kp. Ở đây Kp chính là hệ số nhân để tính toán giá trị của điện trở nội Rp (Ohm), Rp được xác định theo công thức sau: Rp = Kp*2*L/DELTAT nếu Xopt. = 0. Rp = Kp*X/(DELTAT* π*ƒ) nếu Xopt. = tần số nguồn ( ƒ). Giới hạn của Kp từ 5 đến 10, thông thường Kp = 7.5 * RLC: R, L, C mắc nối tiếp. * RLC 3-ph: 3 pha R, L, C mắc nối tiếp và có giá trị độc lập trong các pha.

- Trang 37 -


* RLC-Y 3-ph: * RLC-D 3-ph:

3 pha R, L, C mắc Y và có giá trị độc lập trong các pha. 3 pha R, L, C mắc ∆ và có giá trị độc lập trong các pha.

* C:U(0): Tụ điện với điều kiện ban đầu. * L:I(0): Điện cảm với điều kiện ban đầu. + Brach Nonlinear (Nhánh phi tuyến): * Tên, biểu tượng và mô tả các phần tử trong Brach Nonlinear cho ở bảng 1.1. * Các thông số dữ liệu và tên các nút của các thành phần có thể được định rõ trong hộp thoại Component. * Nhấn nút Help trong hộp thoại Component để xem ý nghĩa các thông số cần xác định trong hộp thoại.

Hình 1.59 Bảng 1.1: Sự lựa chọn R(i) Type 99 L(i) Type 98 L(i) Type 93

Biểu tượng

Mô tả Điện trở phụ thuộc dòng điện.

L(i) Type 96

Điện cảm phụ thuộc dòng điện. Cuộn cảm phi tuyến thực phụ thuộc dòng điện. Cuộn cảm phi tuyến ảo hysteretic.

L(i) Type 97

Điện cảm phụ thuộc thời gian.

MOV Type 92

Điện trở phụ thuộc dòng điện theo hàm mũ. 3 pha điện trở phụ thuộc dòng điện.

MOV Type 3-ph R(TACS) Type 91 L(i) Type 98, init

TACS/MODELS điều khiển phụ thuộc thời gian. Cuộn cảm phụ thuộc dòng điện với dòng ban đầu.

- Trang 38 -

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM ATP/EMTP L(i) Type 96, init

Cuộn cảm phi tuyến ảo hysteretic với dòng ban đầu. Cuộn cảm phi tuyến thực với dòng ban đầu.

L(i) Type 93, init + Lines/Cables (Đường dây/Cáp):

* Trong Lines/Cables có nhiều mô hình đường dây khác nhau, các mô hình có sẵn là: mô hình (RLC π, cặp RL), tham số đường dây phân bố không đổi, đường dây/cáp không đổi hoặc phụ thuộc tần số ( Bergeron, PI, Jmarti, Noda, Semlyen), được tính dựa vào các điều kiện LINE CONSTANTS, CABLE CONSTANTS, CABLE PARAMETERS hổ trợ bởi ATPDraw. * Tên, biểu tượng và mô tả một số phần tử trong Lines/Cables lần lượt thể hiện ở các bảng 1.2, bảng 1.3, bảng 1.4, bảng 1.5. Hình 1.60  Lumped Parameter line models (Các mô hình thông số đường dây): Bảng 1.2: Sự lựa chọn Biểu tượng Mô tả RLC Pi-equiv. 1 Sơ đồ tương đương π RLC 1 pha. + 1 phase RLC Pi-equiv. 1 Sơ đồ tương đương π RLC 1 pha không đối + 2 phase xứng. RLC Pi-equiv. 1 Sơ đồ tương đương π RLC 3 pha không đối + 3 phase xứng. Nút 3 pha. RL Coupled51.. Mô hình đường dây cặp RL 2 pha, không + 2 phase đối xứng. RL Couple 51.. Mô hình đường dây cặp RL 3 pha, không + 3 phase đối xứng, nút 3 pha RL Couple 51.. Mô hình đường dây cặp RL 2x3 pha, không + 6 phase đối xứng, điện trở ngoài đường chéo góc R = 0. RL Sym.51 Mô hình đường dây cặp RL 3 pha với dãy + 3 phase điện cảm vào (0, +), đối xứng. RL Sym.51 Mô hình đường dây cặp RL 2x3 pha với dãy + 6 phase điện cảm vào (0, +), đối xứng.

- Trang 39 -

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM ATP/EMTP  Distributed

parameter line models (Các mô hình tham số đường dây phân bố): - Trong Distributed có 2 loại mô hình đường dây khác nhau: Transposed lines (đường dây chuyển vị) và Untransposed lines (đường dây không chuyển vị). Cả 2 đều có tham số phân bố, tần số phụ thuộc đường dây. + Transposed lines (Clarke): Bảng 1.3: Sự chọn lựa Biểu tượng Mô tả Transposed lines Một pha, phân bố các thông số đường + 1 phase dây, mô hình Clarke. Transposed lines 2 pha, phân bố các thông số, đường dây + 2 phase hoán vị, mô hình Clarke. Transposed lines 3 pha, phân bố các thông số, đường dây + 3 phase hoán vị, mô hình Clarke. Transposed lines 6 pha, phân bố các thông số, đường dây + 6 phase hoán vị, mô hình Clarke. Transposed lines 2x3 pha, thông số phân bố có ảnh + 6 phase mutual hưởng qua lại giữa các pha, đường dây hoán vị, mô hình Clarke. Transposed lines 9 pha, phân bố các thông số, đường dây + 9 phase hoán vị, mô hình Clarke. + Untransposed lines (KCLee): Bảng 1.4: Sự lựa chọn Biểu tượng Untransposed lines (KCLee) + 2 phase Untransposed lines (KCLee)+ 3 phase

Mô tả 2 pha, phân bố các thông số, mô hình đường dây không hoán vị (KCLee) với ma trận biến đổi phức tạp. 3 pha, phân bố các thông số, mô hình đường dây không hoán vị (KCLee) với ma trận biến đổi phức tạp.

+ LCC Objects (Các phần tử LCC): Trong phần này của chương trình, định rõ dữ liệu dạng hình học và vật chất cho một đường dây trên không hay cáp và dữ liệu điện tương ứng được tính toán tự động bởi LINE CONSTANTS, CABLE CONSTANTS, CABLE PARAMETERS hổ trợ bởi ATP. Bảng 1.5: Sự chọn lựa Biểu tượng Mô tả LCC + 1 phase Phần tử LCC 1 pha LCC + 2 phase

Phần tử LCC 2 pha

- Trang 40 -

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM ATP/EMTP Sự chọn lựa LCC + 3 phase

Biểu tượng

Mô tả Phần tử LCC 3 pha

LCC + 4 phase


LCC + 5 phase


LCC + 6 phase

Phần tử LCC 2x3 pha

LCC + 7 phase


LCC + 8 phase


LCC + 9 phase

Phần tử LCC 3x3 pha

+ Read PCH file... (Đọc file PCH): ATPDraw có thể đọc các file .pch từ LINE CONSTANTS, CABLE CONSTANTS. Khi chọn lựa Read PCH file....hộp thoại Open Punch File sẽ xuất hiện với danh sách các file.pch. Nếu chọn lựa file và nhấn Open, ATPDraw sẽ đọc file đó và tự động tạo ra file.lib được lưu trữ trong folder /USP . Khi file .lib được tạo ra, biểu tượng của thành phần LCC mới sẽ xuất hiện ở giữa màn hình soạn thảo.

Hình 1.61: Kết quả đọc file.pch

- Trang 41 -

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM ATP/EMTP  Switchs

(Các loại Công tắc):

* ATPDraw hổ trợ nhiều loại công tắc trong ATP, như công tắc thời gian hoặc điều khiển điện áp, các mô hình diode, triac, valve, cũng như các công tắc thống kê và hệ thống. * Tên, biểu tượng và mô tả một số phần tử trong Switch ở bảng 1.6

Hình 1.62 Bảng 1.6: Sự lựa chọn Switch time controlled Switch time 3-ph Switch voltage contr. Diode (type 11) Valve (type 11) Triac (type 12) TACS Switch (type 13) Measuring Statistics switch Systematic switch

Biểu tượng

Mô tả Công tắc 1 pha điều khiển theo thời gian. Công tắc 3 pha điều khiển theo thời gian. Các pha hoạt động độc lập. Công tắc điều khiển điện áp. Diode. Công tắc loại 11. Không điều khiển. Valve/Thyristor. Công tắc loại 11. TACS/MODELS-điều khiển. Công tắc đôi TACS/MODELS điều khiển. Công tắc đơn TACS/MODELS điều khiển. Công tắc đo lường. Đo dòng. Công tắc tĩnh. Được chọn từ ATP/Settings/Switch/UM. Công tắc hệ thống. Được chọn từ ATP/Settings/Switch/UM.

- Trang 42 -

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM ATP/EMTP  Sources

(Các loại nguồn):

Hình 1.63: Các nguồn điện trong ATPDraw Bảng 1.7: Sự lựa chọn DC type 11

Biểu tượng

Mô tả Nguồn DC. Dòng hoặc áp.

Ramp type 12

Nguồn dốc. Dòng hoặc áp.

Slope-Ramp type 13

Nguồn 2 độ dốc. Dòng hoặc áp.

AC type 14

Nguồn AC. Dòng hoặc áp.

Surge type 15

Nguồn dạng mũ loại 15.

Heidler type 15

Nguồn dạng mũ. Dòng hoặc áp.

TACS source AC 3-ph. type 14

Nguồn điều khiển TACS/MODELS. Dòng hoặc áp. Nguồn AC. Dòng hoặc áp. Nút 3 pha.

AC Ungrounded

Nguồn AC không nối đất. Chỉ điện áp.

DC Ungrounded

Nguồn DC không nối đất. Chỉ điện áp.

- Trang 43 -

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM ATP/EMTP  Machines

(Các loại máy điện): * ATPDraw hổ trợ hai loại máy điện: Synchronous Machines (Máy điện đồng bộ) và Universal Machines (Máy điện phổ thông). * Tên, biểu tượng và mô tả một số loại máy điện trong Machines thể hiện ở bảng 1.8.

Hình 1.64: Các loại máy điện Bảng 1.8: Sự lựa chọn SM 59 + No control SM 59 + 8 control

Biểu tượng

Mô tả Máy điện đồng bộ. Không TACS điều khiển. Lõi 3 pha. Máy điện đồng bộ. TACS điều khiển. Lõi 3 pha.

UM1 Syuchronous

Máy điện đồng bộ.Cài đặt giá trị ban đầu ở ATP/Settings/Switch/UM.

UM3 Induction UM4 Induction UM6 Single phase UM8 DC

Cuộn cảm. Cài đặt giá trị ban đầu ở ATP/Settings/Switch/UM. Cuộn cảm. Cải đặt giá trị ban đầu ở ATP/Settings/Switch/UM. 1 pha. Cài đặt giá trị ban đầu ở ATP/Settings/Switch/UM. Máy điện DC. Cài đặt giá trị ban đầu ở ATP/Settings/Switch/UM.

- Trang 44 -

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM ATP/EMTP   Transformers

(Các loại Máy biến áp):

Hình 1.65: Các loại Máy biến áp Bảng 1.9: Sự lựa chọn Ideal 1 phase

Biểu tượng

Mô tả Máy biến áp lý tưởng 1 pha.

Ideal 3 phase

Máy biến áp lý tưởng 3 pha.

Saturable 1 phase

Máy biến áp 1 pha có thể bão hòa. Máy biến áp 3 pha có thể bão hòa. 2-3 cuộn dây.

Saturable 3 phase # Sat. Y/Y 3-leg BCTRAN

Máy biến áp 3 pha có thể bão hòa. Từ trở cao. (3 -leg). Nút 3 pha. Mô hình ma trận biến đổi BCTRAN.

- Trang 45 -

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM ATP/EMTP   MODELS:

Hình 1.66   TACS:

Hình 1.67

* Dưới MODELS người dùng có thể chọn 1 thành phần mẫu bằng cách định rõ một file sup (sup-file) hay 1 file mod (mod-file). Nếu một file.mod được chọn tương ứng sup-file được đòi hỏi bởi ATPDraw được tạo tự động. Một mod-file là 1 file văn bản trong ngôn ngữ MODELS. Một mod-file phải có tên giống tên của mô hình. * Type 94: Khi chọn mục này người dùng được yêu cầu phải định rõ mod-file mô tả cho thành phần các mô hình Type 94. ATPDraw sau đó sẽ khảo sát file này và tạo ra sup-file. Các nguyên tắc giống nhau được định rõ dưới ứng dụng MODELS. * Coupling to Circuit: Ngõ vào TACS từ mạch điện phải được kết nối với phần tử này. * Sources: có 4 loại nguồn TACS là: DC, AC, Pulse, Ramp. * Transfer functions (Các hàm chuyển): General Laplace, Integral, Derivative, Low Pass và High Pass. * Deveces: Các dụng cụ TACS, tất cả trừ Type-55. * Initial cond.: Những điều kiện ban đầu cho các phần tử TACS (Type-77). * Fortran statements: General (biểu thức đường dây đơn), Math (Các yếu tố toán học đơn giản), Logic (Các toán tử Logic). * Draw relation (vẽ các liên kết): Các liên kết được vẽ bằng màu xanh và chỉ được dùng để hình dung những liên kết giữa các yếu tố Fortran và các phần tử khác. Những liên kết này sẽ không ảnh hưởng đến file nguồn vào ATP.

- Trang 46 -

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM ATP/EMTP   User

specified:

* Library: Được dùng để nhóm file lib (lib-file) vào file nguồn. * Ref. 1-ph và Ref. 3-ph: các phần tử này không được miêu tả trong file dữ liệu nguồn vào ATP và đáp ứng chỉ là sự hình dung của những kết nối. * Files...: Người dùng định rõ lib-file vào file nguồn ATP, chuyển các tên nút và các giá trị dữ liệu thông số.

Hình 1.68

  Frequency

components (các thành phần tần số): * HFS Source (Harmonic Frequency Scan Source): Nguồn điều hòa cho những nghiên cứu quét tần số điều hòa. * CIGRE Load 1 ph và CIGRE Load 3 ph: 1 pha và 3 pha độc lập tần số tải trong mô hình CIGRE. * Linear RLC: Yếu tố RLC 1 pha với các thông số độc lập tần số.

Hình 1.69

- Trang 47 -

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM ATP/EMTP   Standard

Component...(Thành phần chuẩn): * Hoàn thành danh sách của các thành ohần chuẩn trong thứ tự theo vần chữ cái được phân loại bởi những tên file hổ trợ.

Hình 1.70

4. GIỚI THIỆU PlotXY

4.1 Sơ lược về PlotXY + PlotXY là một chương trình vẽ đồ thị được tạo ra bởi Dr.Massimo Ceraolo thuộc Trường đại học Pisa, Italy. PlotXY vẽ những đồ thị có tính kỹ thuật cao bằng cách dùng những dữ liệu của: những file.pl4 được tạo bởi chương trình ATP; file MATLAB; những file nghiên cứu của IEEE. Các đường đồ thị được vẽ trong môi trường Window. Sau đây là một số tiện ích của PlotXY: ∗ Giao diện đồ họa đơn giản, dễ sử dụng. ∗ Mã 32 bits hổ trợ giúp cho việc thao tác nhanh. ∗ Có thể xem 8 đồ thị cùng một lúc trên cùng một cửa sổ. ∗ Trên một cửa sổ có thể mở cùng lúc 3 file dữ liệu khác nhau. ∗ Tự động xác định tỷ lệ trục và tên của đồ thị. ∗ Trục di động để xem giá trị cụ thể tại các vị trí khác nhau trên đồ thị. 4.2 Chạy chương trình PlotXY + Người dùng có thể gọi chương trình PlotXY bằng 2 cách: ∗ Gọi trực tiếp chương trình PlotXY. ∗ Gọi PlotXY từ ATPDraw (sau khi đã cài đặt trong ATPDraw): từ Main menu chọn ATP/run ATP chương trình ATPDraw sẽ bắt đầu chạy file.adp mô phỏng và tự động tạo ra file.pl4 với tên mặc định giống với tên file.adp đang chạy. Sau đó từ Main menu chọn ATP/PlotXY , ATPDraw sẽ gọi chương trình PlotXY.

- Trang 48 -


Hình 1.71 : Gọi PlotXY từ ATPDraw * Giao diện của PlotXY sau khi được gọi như hình 1.72:

Hình 1.72: Giao diện PlotXY

- Trang 49 -

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM ATP/EMTP * Nút Load ở góc trái bên trên của cửa sổ dùng để gọi file.pl4 cần mô phỏng. Nhấn vào nút Load hộp thoại như bên dưới sẽ mở ra:

Hình 1.73 * Chọn file cần mô phỏng theo đường dẫn sau: EEUG02/ATPDRW36/Atp. Nếu gọi PlotXY từ ATPDraw thì từ Load người dùng chỉ cần chọn Atp và file.pl4 cần mô phỏng. Giao diện PlotXY sau khi chọn file.pl4 cần mô phỏng như hình 1.74.

Hình 1.74 * Dữ liệu cần khảo sát sẽ xuất hiện ở cột Variables phía bên trái. * Khi muốn xem dạng đồ thị của dữ liệu nào ta nhấp vào dữ liệu đó, nó sẽ xuất hiện ở cột bên cạnh. Sau đó chọn nút Plot ở góc phải bên dưới của cửa sổ, đồ thị

- Trang 50 -

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM ATP/EMTP của từng dữ liệu sẽ tự động được vẽ ở cửa sổ plot với các màu khác nhau như hình 1.75.

thị.

Hình 1.75 dùng để tạo lưới.  Nút Grid dùng để xác định tọa độ của một điểm bất kỳ trên đồ  Nút Show Cursor  Nút

Manual Scale dùng để điều chỉnh tọa độ của 2 trục. dùng để ghi tiêu đề cho đồ thị.  Nút Title * Khi muốn xem phân tích Fourier ta nhấp vào nút Four trong giao diện Data Selection, phân tích Fourier của dữ liệu cần xét sẽ xuất hiện như hình 1.76.

Hình 1.76

- Trang 51 -

Tong Quan Ve ATP - EMTP

Recommend Documents