ATP中文手册下半部分.doc

1 线路/电缆手册本手册专门介绍新程序ATP_LCC，它是鼠标控制的ATP所支持的线路常数/电缆常数子程序的预处理程序。该程序首次应用于Windows 1.0版本的ATPDraw，早期的版本里没有。这里把ATP_LCC手册作为ATPDraw用户手册的最后一章，因为ATP_LCC的用途与ATPDraw自身非常相似；例如，ATP_LCC可以提供图形化的用户界面。ATPDraw具有生成用于时域和频域仿真的ATP输入文件的功能，而ATP_LCC也会生成类似输入文件用于线路常数/电缆常数的计算。ATP_LCC程序是用Borland Delphi 1.0编制的，是一个16位的编辑器，所以ATP_LCC可以在所有MS-Windows兼容的操作系统上运行。本章为ATP_LCC的用户指南，也包括ATP_LCC的安装指南。1.1 绪论在ATP_LCC中，用户可以在输入窗口中为架空线路或电缆线定义结构参数和物理参数。程序包括两部分：一部分用于线路常数，另一部分用于电缆常数。这两部分在程序里是用不同的输入窗口分别处理的。系统的结构参数和电气参数可以在笔记本式样的对话框中设置。对于架空线对话框有两个页面，而电缆线有五个页面。当用户在“文件”菜单中选择“新建线路”或“新建电缆”选项，或者在“文件”菜单的“打开”对话框中选择现有的线路/电缆数据文件，上述对话框就会出现。为便于以后修改，输入数据存入磁盘文件时使用默认扩展名，线路默认扩展名为.LIN，电缆为.CBL。在“主窗口”中绘制线路和电缆的几何图形，窗口支持缩放操作，以及复制导线排列位图至Windows剪贴板的功能。根据用户定义的数据，使用程序的“ATP/生成数据组”命令生成对应的ATP文件。该文件经ATP处理后，生成打孔输出文件（.PCH文件）或者矩阵输出文件（.LIS文件）。Windows版本的ATPDraw程序通过“元件选择”菜单的最后一项：架空线（PCH）可以直接识别ATP生成的打孔文件。对于线路常数，ATP_LCC程序可以支持以下几种数据组： 常参数（KCLee和Clack线路） JMarti线路 型等值线路 单频输出 对数频率输出 互耦合输出对于电缆常数，支持以下几种数据组： 架空线 单芯电缆 套管1.2 如何获得这个程序？ATP_LCC程序可从（IP：20）的匿名服务器获得，目录/pub/atp/gui/atp_lcc，也可以在欧洲、日本的镜像服务器上下载。用户名：anonymous，密码是用户的E-mail。将FTP端/atp_lcc目录下的所有文件下载。其中，有一个自解压文件LCC.EXE和一个readme文件。以后，也许还有一些补丁文件。对网络不太熟练的用户可以在安装手册的2.10节找到关于ATP相关网络资源的一个简短介绍。1.3 如何安装程序？ATP_LCC程序不需要专门安装。用户只需将自解压文件LCC.EXE复制到想要安装ATP_LCC的目录下，然后进入该目录，运行LCC.EXE解压。安装完成后删除LCC.EXE释放硬盘空间。运行LCC.EXE文件后，用户的ATP_LCC目录下应该有如下这些文件：根据用户使用的操作系统的版本，为ATP_LCC创建程序图标。用户可以为ATP_LCC创建一个单独的程序组，但是一般是将它的图标放入现有的ATP或ATPDraw文件夹中。Windows 3.1x/NT3.5x在程序管理器的“文件”菜单中选择“新建”。首先选择“程序组”单选按钮，创建一个新组，点击OK。在下一个窗口的定义区域内定义创建的程序组的名称。“组文件”由用户选择，建议置空。点击OK以后，指定名称的新程序组就创建好了。再次选择“文件/新建”，这次选定“程序项”单选按钮，点击OK，然后在弹出的窗口中浏览选择ATP_LCC.EXE。最后点击OK，在定义的程序组中出现新图标。Windows 95/NT 4.0从“开始”菜单选择“设置/任务栏”，在“启动菜单程序”页面选定“添加”，浏览选择ATP_LCC.EXE。选择一个文件夹或者点击“新建文件夹”按钮来创建一个新的文件夹，放置ATP_LCC快捷方式。最后点击Finish和OK，就会在“开始”菜单的“程序”文件夹中出现新图标。1.4 主窗口和主菜单ATP_LCC具有标准的Windows用户界面。程序“主窗口”如图6.1所示。程序“主菜单”有四个子菜单：“文件”，“编辑”，“ATP”和“帮助”。主菜单下方的工具栏提供了用户常用的文件编辑操作（打开，保存，编辑）以及位图操作（缩放，拷贝至剪贴板）的快捷方式。在主窗口中间绘制定义好的线路和电缆。在主窗口中，可以通过工具栏的“缩放至合适尺寸”图标或者选择“编辑”菜单的“缩放至合适尺寸”命令来缩放图形，也可以在需要缩放的图形处点击鼠标左键或右键来实现缩放。主窗口的底部是状态栏，包括“修改”区域和菜单选项提示。当修改区域可见时，表示自上一次“保存”或“另存为”操作以后线路/电缆数据已经被改动，退出程序前需要再次保存。图6.1 ATP_LCC的主窗口1.5 文件菜单该菜单是对线路/电缆常数数据组的输入/输出操作。选择文件菜单会出现如图6.2所的下拉菜单。图6.2 ATP_LCC的文件菜单命令1.5.1 新建线路该命令调用新建线路的参数对话框。ATP_LCC支持线路常数/电缆常数数据组。选择“新建线路”后，会出现一个笔记本式样的对话框，其中定义导线的电气参数，材料参数，以及系统的几何结构。本手册的第6.9节介绍了线路数据窗口的结构和输入区域参数的解释。1.5.2 新建电缆该命令调用新建电缆的参数对话框。ATP_LCC支持线路常数/电缆常数数据组。选择“新建电缆”后，会出现一个笔记本式样的对话框，其中定义电缆的电气参数，材料参数，以及电缆系统的几何结构。本手册的第6.10节介绍了电缆数据窗口的结构和输入区域参数的解释。1.5.3 打开选择“打开”命令，打开已有的线路和电缆数据文件。调用一个标准的Windows 3.1样式的“打开”对话框，如图6.3所示，其中用户选择需要打开的文件。也可通过工具栏中的图标来实现此操作。ATP_LCC文件夹中已有的线路和电缆数据文件将在File name框中显示。可以直接输入文件名或用鼠标在文件列表中选择文件。点击OK打开所选文件。点击Cancel关闭此窗口。图6.3 打开已有的线路或电缆数据文件1.5.4 保存此命令用于将当前的线路或电缆数据文件保存为磁盘文件，也可通过工具栏上的图标来执行此命令。建议线路数据组的扩展名为.LIN，电缆数据组为.CBL。如果主窗口的标题是noname.lin或noname.cbl，就会出现一个“另存为”对话框，其中用户可以定义文件名称。1.5.5 另存如果当前的线路或电缆数据组还没有名字（标题为noname），会出现“另存为”对话框，用户在此对话框中必须为当前的数据组定义文件名。这个命令将当前的数据组以已有文件名以外的名称保存。1.5.6 关闭该命令关闭当前线路或电缆数据组。如果当前数据组还没有被保存，用户不会收到警告，但是可通过点击编辑工具图标或使用“编辑”菜单中的“编辑数据”命令打开最后的对话框。1.5.7 退出此命令结束ATP_LCC程序。如果没有保存对当前数据的修改，应用程序终止前用户将看到如图6.4所示的警告对话框。图6.4 终止程序前的警告信息1.6 编辑菜单“编辑”菜单的下拉菜单如图6.5所示。图6.5 编辑菜单命令1.6.1 编辑数据此命令显示线路或电缆数据窗口，在此窗口中定义线路模型（常参数，基于频率等等）的导线几何结构及电气参数等。也可通过工具栏图标来执行该命令。系统所有的输入数据都必须在笔记本式样的对话框中定义。对于线路数据该对话框有2个页面，电缆系统有5个页面。根据被仿真的电缆系统，其中一些页面可能无效。例如，如果实际电缆不使用套管，“套管数据”页面就无效，当用户单击这个页面时，它不会被激活，其中的参数也不能修改。线路和电缆窗口的结构以及输入区域参数的解释详见本手册的最后两节。1.6.2 缩放至合适尺寸对于主窗口中系统导线和电缆几何图形，“缩放至合适尺寸”命令可以改变图形大小至主窗口实际尺寸。工具栏中的图标也可执行此命令。还支持放大图形功能。在图形内单击鼠标左键激活此功能，鼠标光标附近的线路和电缆系统图形会逐步放大。如果需要进一步放大，可以不断点击鼠标。当用户移动鼠标时，在主窗口右下角显示并不断更新实际光标位置的坐标：X和Y。1.6.3 复制图形执行此命令时，绘于主窗口中的线路和电缆系统的位图将被复制到Windows剪贴板。这样主窗口中的图可以很容易的粘贴到其他Windows应用程序中。工具栏中的图标也可执行此命令。1.7 ATP菜单ATP下拉菜单只有两项：“创建数据组”和“编辑数据组”。1.7.1 创建数据组此命令为当前的线路和电缆数据组生成一个形式正确的ATP输入文件。在标准的“另存为”对话框中指定磁盘文件名，默认的文件名与当前线路和电缆数据文件名相同，扩展名为.atp。当ATP文件成功创建后，将有如图6.6所示的消息框通知用户。图6.6 ATP文件成功创建1.7.2 编辑数据组此命令打开记事本编辑器，便于用户查看或编辑ATP文件。当选择“编辑数据组”命令，将自动搜索并打开与当前线路和电缆数据文件同名且扩展名为.atp的文件，如图6.7所示。图6.7 用记事本编辑器编辑ATP文件一般用户不需要使用该选项，因为ATP_LCC可以自动生成正确的ATP文件。但是，图形预处理器并不支持所有的ATP选项（例如，支路卡就不写进.ATP文件），所以此命令仅供熟练用户编辑数据文件。1.8 帮助菜单目前，ATP_LCC没有提供广泛的在线帮助。在线路数据和电缆数据窗口的右下角选择“帮助”按钮，可以显示对输入参数的简短介绍。1.8.1 关于此命令打开的窗口显示如下内容：程序开发者、赞助机构及程序版本信息。图6.8 ATP_LCC的“关于”信息框1.9 线路数据窗口根据电气和几何参数，ATP支持的线路常数子程序可以计算架空线路的电气特性。子程序的输入数据在笔记本式对话框中定义，该对话框具有两个页面：“线路模型”页面和“导线卡”页面。在“线路模型”页面中，用户可以从如图6.9所示的组合框列表中选择线路模型。图6.9 ATP_LCC支持的线路模型“导线卡”的列表适用于所有线路模型。列表的结构如图6.10所示。图6.10 导线卡数据输入窗口每列顶端参数名与ATP Rule Book【3】第XXI章线路参数名相同。参数含义及有效设定介绍如下：当选定“自动绑定”复选栏时，会出现下面三列。用户可以用表格下方的灰色按钮向表格中“添加行”或者“删除最后一行”。使用“添加行”命令表格中新增一行，并且原来最后一行的参数自动复制到新增行中。删除最后一行前，会出现如图6.11所示的确认框。当然表格中间的行也可以删除，但必须先移至最后一行。移动某一行时，点击其第一列的识别符，按住按钮将所选的行拖动至新位置。图6.11 删除某行前的确认框当用户完成了线路模型卡及导线卡中参数的设定，点击OK回到ATP_LCC的主窗口。用“编辑”菜单中的“编辑数据”命令或者点击编辑工具栏图标再次打开线路参数窗口。使用“帮助”按钮，可以随时获得在线帮助。1.9.1 常参数线路模型假定线路已转换，在指定频率计算线路参数（浪涌阻抗，传播时间）。图6.12简单介绍了参数。图6.12 常参数线路模型的设置1.9.2 型等效线路模型计算型等效或名义线路模型。如图6.13设置选项。图6.13 PI-电路输出设定1.9.3 JMarti线路模型图6.14中所用的参数名与ATP Rule Book【3】第XVII章JMarti安装中所用的名称相同。图6.14 JMarti线路设置1.9.4 线路参数的矩阵输出在给定频率下计算并联导纳和串联阻抗矩阵。图6.15 串、并联矩阵所需设置1.9.5 互耦合输出与通讯线路平行布置的，三相输电线路的互耦合输出所需设置如图6.16所示。图6.16 互耦合输出的设置参数设置与6.9.4节中介绍的相同。1.9.6 正序和零序线路参数在各种频率下计算R，L，C线路的正序和零序参数。假定n-导线系统全转换，有效设置如图6.17。图6.17 计算对应频率序值的设置注意：程序内部选择了“转换”，因为ATP总是假定线路导线是转换的。1.10 电缆数据窗口根据电气和几何参数，ATP支持的电缆常数子程序计算电缆和架空线的电气特性。子程序的输入数据在一个笔记本式对话框（如图6.19）中定义，该对话框具有5个页面：“电缆类型”页面，“输出”页面，“套管数据”页面，“电缆数据”页面和“线路数据”页面。在“电缆类型”页面中，用户可以从如图6.18所示的组合框列表中选择电缆的结构类型。图6.18 ATP_LCC支持的电缆类型模型电缆类型页面和输出页面适用于所有类型的电缆。下列逻辑控制着是否可以使用其它三个页面： 选择“架空线”：可用“线路数据”页面 选择“单芯电缆”：可用“电缆数据”页面 选择“套管电缆”：可用“电缆数据”和“套管数据”页面图6.19 笔记本式样的电缆数据窗口用户完成所有参数设定后，点击OK返回ATP_LCC主窗口。使用“编辑”菜单中的“编辑数据”命令可再次打开电缆参数窗口。使用“帮助”按钮，随时获得在线帮助。下面介绍这三类电缆的设置。线路数据和电缆数据窗口中使用的参数名与ATP Rule Book【3】第XXIII章电缆参数名相同。必须注意： ATP_LCC并不支持ATP支持的相关新电缆参数子程序。1.10.1 架空线“电缆类型”数据页面：图6.20 架空线模型的电缆类型设置如果选择log.freq：当选择Nakagawa，使用三层接地模式：“输出”数据页面：当选择了PI：图6.21 架空线模型的输出请求设置如果PI和J.Marti都未选择，就生成KCLee输出文件：“线路数据”页面：图6.22 线路数据定义卡1.10.2 不带套管的电缆这部分定义具有不带套管的单芯（SC）同轴电缆的A型电缆系统。电缆系统置于地下或架空。“电缆类型”数据页面：图6.23 单芯电缆模型的电缆类型设置如果选择Log.freq：当选择Nakagawa，使用三层接地模型：输出数据列表：当选择了PI：图6.24 SC电缆模型的输出请求设置如果PI和J.Marti未选择，则生成KCLee输出文件：“电缆数据”页面：图6.25 电缆数据设置定该页面上有复制和粘贴按钮。使用复制按钮将当前电缆的数据复制至内部剪贴板，粘贴按钮将剪贴板上的数据复制给当前电缆。根据实际接地情况，ATP自动设置参数NGRND。NGRND0：不接地；2：全铠装接地；3：全屏蔽铠装接地；4：独立接地。1.10.3 带有套管的电缆系统这部分定义带有套管的单芯同轴电缆系统（即ATP Rule Book【3】中的B型电缆）。这种电缆置于地下或架空。“电缆类型”及“输出数据”页面的设置与单芯电缆相同（见6.10.2节）。“套管数据”页面：图6.26 套管数据设置“电缆数据”页面：“电缆数据”页面的设置与单芯电缆的设置基本相同（见6.10.2节）。但是，当前参考点是套管中心，所以需在Position框中以极坐标形式给出套管内电缆的位置。1.11 应用示例ATP_LCC程序应用示例的线路数据组详见高级手册的5.5.1和5.5.4节。如前所述，ATPDraw可识别由线路/电缆数据子程序自动生成的大部分打孔文件，所以这类文件可作为架空线（PCH）对象的输入文件。即对许多数据，用户不需要在ATPDraw电路中创建用于引用打孔文件的支持文件。特别的，ATPDraw可识别在打孔文件中定义的常用文件格式（基于频率，常参数，等效），自动创建一个DBM兼容的库文件，及使用适合的支持文件。本部分介绍如何用ATP_LCC程序来创建这种打孔文件。1.11.1 500kV线路的JMarti模型示例线路是从基准文件DCN3.DAT中选取的一条长138英里的500kV架空输电线（从Jonh Day至Lower Monumental）。线路结构如图6.27。所有参数都使用英制单位。使用管型导线：T/D = 0.364直流阻抗 = 0.05215/mile导线外径 = 1.602 inch.架空线是实心的，所以：T/D = 0.5.直流阻抗 = 2.61/mile.地线外径 0.386 inch.等值接地电阻为100。在ATP_LCC中，系统的几何数据和电气数据可以在两页面的笔记本式线路数据窗口中设置。通过 “文件”菜单的“新建线路”，或者在“文件/打开”中选择已有的线路/电缆数据文件，打开该窗口。高级手册的Exa_7.cir需要一个不转换的基于频率的线路模型。数据组的设置如图6.28（“线路模型”）和图6.29（“导线卡”）。执行“文件/打开”加载JMARTI_1.LIN到ATP_LCC，可打开该窗口。对JMarti模型的“线路模型”和“导线卡”的设置见本手册6.9节及ATP Rule Book【3】第XVII-JMARTI安装。本例中，不使用“手动绑定”功能，所以必须分别定义所有导线。“自动捆绑”功能见6.11.2节。图6.27 线路结构当用户选择“ATP/创建数据组”命令时，生成ATP输入文件。数据组JMARTI_1.LIN的输入文件如下所示。ATP对其处理，得到打孔输出文件（.PCH）当作ATPDraw的架空线（PCH）对象的输入文件。图6.28 数据组JMARTI_1.LIN的“线路模型”窗口图6.29 数据组JMARTI_1.LIN的“导线卡”窗口1.11.2 750kV线路的JMarti模型这里计算的线路模型为高级手册的例子Exa_7a.cir。再次使用LCC支持程序来创建一个长487km的750kV输电线的JMarti模型。调相将线路分为四部分，所以加载的LCC输入文件为：LIN750_x.LIN，这里x为1-4。线路结构如图6.30。图6.30 750kV线路的构架结构本例所有参数单位都是米制，使用ATP的“自动捆绑”功能。每相有四根矩形布置的管型导线：T/D = 0.32直流阻抗= 0.0585 /km导线外径 = 3.105 cm.假定架空线也是钢芯管型导线：T/D = 0.187直流阻抗= 0.304 /km地线外径 = 1.6 cm将LIN750_1.LIN载入ATP_LCC程序，出现如图6.31和图6.32所示的“线路模型”页面和“导线卡”页面。当用户激活ATP_LCC的“ATP/创建数据组”命令时，生成的JMarti输入文件如下所示：图6.31 数据组LIN750_1.LIN的“线路模型”窗口图6.32 数据组LIN750_1.LIN的“导线卡”窗口2 参考文献【1】 ATPDRAW version 3, User Manual, TR A4389, EFI, Norway, 1996【2】 Ned Mohan, Computer Exercises for Power Electronic Education, 1990, Department ofElectrical Engineering, University of Minnesota.【3】 ATP-EMTP Rule Book, Canadian-American EMTP Users Group, 1997【4】 Laurent Dub_, MODELS in ATP, Language manual, February 19963 ATP术语中英文对照表ATPDraw中专有名词及菜单选项中英文对照表序号英文中文备注A/a1Arrange Icons排列图标Window菜单的子菜单2ATPATP 主菜单B/b12C/c1Cable Constants 电缆常数2Cascade层叠窗口Window菜单的子菜单3Close关闭File菜单的子菜单4Close All全部关闭Edit菜单的子菜单5Circuit window电路窗口6Comment注释Edit菜单的子菜单7Comment line注释行View菜单的子菜单Component dialog box元件对话框Component selection menu元件选择菜单Connection连接线Copy复制Edit菜单的子菜单Copy as Bitmap复制成位图元件Edit菜单的子菜单Copy as Metafile复制成图元文件Edit菜单的子菜单Cut剪切Edit菜单的子菜单D/d1Data Base Module file数据模块文件2Delete删除Edit菜单的子菜单Duplicate双重复制Edit菜单的子菜单E/e1Edit编辑主菜单2Edit batch jobs编辑批处理工作ATP菜单的子菜单Edit Component编辑元件Objects菜单的子菜单Edit File编辑ATP文件ATP菜单的子菜单Edit Model编辑MODELObjects菜单的子菜单Edit TACS编TACSObjects菜单的子菜单Edit User Specified编辑用户自定义元件Objects菜单的子菜单Encapsulated PostScript file压缩附属文件文件扩展名.epsExit退出File菜单的子菜单Export导出File菜单的子菜单F/f1File 文件主菜单2Flip翻转Edit菜单的子菜单G/g1Group File组文件2H/h1Help Editor帮助文件编辑器Tools菜单的子菜单2Help Topics帮助主体Help菜单的子菜单I/i1Icon Editor图标编辑器Tools菜单的子菜单2Import导入File菜单的子菜单J/j12K/k12L/l1Library库元件2Line Constants线路常数M/m1Main menu主菜单2Main window主窗口3Make File生成ATP文件ATP菜单的子菜单Make Name节点命名ATP菜单的子菜单Map window地图窗口MODELSMODELSModel file模型文件Move Label移动标签Edit菜单的子菜单N/n1New新建File菜单的子菜单2New Component新元件Objects菜单的子菜单New Model新建MODELObjects菜单的子菜单New User Specified用户自定义元件Ob