Szimmetrikus összetevők vizsgálata - Villamos Energetika Tanszék

Szimmetrikus összetevők vizsgálata
számítógépi szimulációval
Energetikai mérnök szak. - Vill. energetika szakirány
Villamos Labor 2
Mérésvezető: PRIKLER LÁSZLÓ
2011 december 1.

A) A szimmetrikus összetevõk alkalmazása a VER-ben
A háromfázisú alapharmonikus Ia, Ib
és I áramrendszer és U , U és U feszültségrendszer
c a b c
általában nem teljesen szimmetrikus rendszer, mert a háromfázisú átviteli elemek (távvezetékek)
geometriailag aszimmetrikus elrendezése és esetenként a fázisok közötti egyenlõtlen terhelés az
áramokban (feszültségekben) is kismértékû aszimmetriát hoz létre. A csak egy vagy két fázist
érintõ meghibásodások (zárlat vagy áramkör-megszakadás) jelentõs áram (feszültség)
aszimmetriát okoznak a hibahelyen és annak környezetében.
1. Áramok és feszültségek szimmetrikus összetevõi
Az Ia, Ib
és I c
fazorok csak háromféle módon képezhetnek szimmetrikus rendszert az a-b-c
fázisokra vonatkozóan (1. ábra).
1. ábra A szimmetrikus összetevõ fazorok szemléltetése
1) pozitív sorrendû áramrendszer:
I
2
= I ; I = a I I = aI
a1 1
b1
1
c1 1
ahol I 1
a pozitív sorrendû áram (fazor)
1

a =
e j 120°
szögforgató egységvektor (operátor)
és ez a normál üzemi állapot uralkodó jellemzõje
(pozitív sorrend: forgásirány szerinti a-b-c sorrend)
2) negatív sorrendû áramrendszer
I
2
= I ; I = aI I = a I
a2 2
b2 2
ahol I 2
a negatív sorrendû áram (fazor)
(negatív sorrend: forgásirány szerinti a-c-b sorrend)
3) zérus sorrendû áramrendszer
I
= I I = I I = I
a0 0
b0 0
c2
c0 0
ahol I 0
a zérus sorrendû áram (fazor)
(zérus sorrend: azonos fázishelyzet az a-b-c -ben)
2
Az elõzõekbõl következik, hogy az Ia, Ib
és I c
áramok felbonthatók az elõbbi három - az a-b-c
fázisokra már szimmetrikus - ú.n. szimmetrikus összetevõre. Ez a felbontás a definiált
áramrendszerekbõl származtatható:
− pozitív sorrend
1
2
I1
= ( Ia + aIb + a Ic
)
3
− negatív sorrend
1
2
I2
= ( Ia + a Ib + aIc
)
3
(2-1)
− zérus sorrend
1
I0
= ( Ia + Ib + Ic
)
3
A szimmetrikus összetevõkbõl a fázisáramok a fenti egyenletek a-b-c áramokra történõ
megoldásából, illetve a definiált áramrendszerek szuperpozíciójából határozhatók meg:
− a fázis I = ( I + a
I +
0 1
I2
)
− b fázis I = ( I + 2
b
a I +
0
aI )
2
− c fázis I ( I aI a I )
c
=
0
+
1
+
1 2
(2-2)
2
Látható, hogy valamely szimmetrikus összetevõjû sorrendben a fázisáramok effektív értéke
azonos, a fazorok közötti fázisszög pedig az adott sorrendhez kötõdik, továbbá a sorrendi
összetevõk meghatározásához az a fázist vettük kitüntetett szerepûnek (sorrendi referenciának).
Az elmondottak értelemszerûen vonatkoznak a feszültségekre is.
A pozitív (és negatív) sorrendû áramösszetevõ az a-b-c fázisokon belül záródik (1 + a + a 2 = 0),
külsõ visszavezetést nem vesz igénybe. Ezzel ellentétben az I o zérus sorrendû összetevõ csak
külsõ visszavezetés(ek) jelenléte esetén alakulhat ki és ez(ek)en együttesen
3 0
I = I + I + I
a b c
áram folyik. (A földvisszavezetésre jutó 3 0
I hányad - fizikai törvénybõl adódóan - a fázisvezetõk
nyomvonalát követi.)

A negatív sorrendû áram a háromfázisú villamos gépek forgórészében káros túlmelegedést
okozhat (a forgásiránnyal ellentétesen forgó mágneses mezõ az állórészben). A 3I 0
zérus
sorrendû áram földben folyó részének mágneses tere az együtthaladó vezetékek és a föld által
képezett hurokban eme-t indukál, a földelések környezetében pedig potenciálemelkedést okoz.
Az U o zérus sorrendû feszültség, mivel mindhárom fázis feszültségében azonosan megjelenik, az
ezek különbségeként értelmezett vonali feszültségekbõl kiiktatódik, viszont a fázisfeszültségekbõl
(fazorokból) képezhetõ háromszög súlypontjának azaz a csillagponti feszültségnek az
áthelyezõdését eredményezi. Ez - a nem hatásosan földelt rendszerekben zárlatok esetén - a
földpotenciálhoz viszonyított ú.n. csillagpont eltolódást eredményez és jelentõs (alapharmonikus)
túlfeszültségeket okozhat.
Egy szimmetrikus háromfázisú átviteli és fogyasztói rendszerben csak pozitív sorrendû áramok és
feszültségek vannak (pontosabban az a-b-c áramoknak és feszültségeknek csak pozitív sorrendû
összetevõje van). A negatív és/vagy zérus sorrendû áram- ill. feszültség- összetevõ jelenléte az a-
b-c áram ill. feszültség aszimmetriájára utal, annak mértéke ezekbõl határozható meg.
Megjegyezzük, hogy a háromfázisú rendszer más jellegû három összetevõre is felbontható, de a
zérus sorrendû összetevõ mindig szerepel. (Az összetevõkre bontás általános elméletével most
nem foglalkozunk.)
A háromfázisú villamosenergia-átvitel normál üzemi viszonyait az alapharmonikus pozitív
sorrendû áramok és feszültségek, illetve a pozitív sorrendû áramkörök - vagy áramköri elemi
modellek - segítségével vizsgálhatjuk.
2. Egyfázisú sorrendi hálózatok
a) Leszármaztatás
Egy háromfázisú hálózatnak a szimmetrikus összetevõkre vonatkozó sorrendi hálózatokkal
történõ leképezését a 2/a. ábra szerinti távvezetékkel összekapcsolt generátor és fogyasztó
rendszerén mutatjuk be. A rendszer háromfázisú áramköre a 2/b. ábrán látható. Az a fázis és a
föld által alkotott hurokra felírható feszültségegyenlet:
[ ]
V
V
V
F
F
[ aa a ab b ac c ] a a n ( a b c )
G G
E − jX I − Z I + Z I + Z I − Z I + Z I + I + I = (2-3)
a1 a
0
A b és c fázisokra ugyanilyen egyenletek írhatók fel az indexek értelemszerû megváltoztatásával.
Az egyes tagok rendre:
− E a
G
1
a generátor a fázisában mûködõ elektromotoros erõ (eme). Feltételezzük, hogy az a-b-c
eme rendszer szimmetrikus pozitív sorrendû.
− U G
a
a generátor kapocsfeszültsége, amely a generátor - szimmetrikusnak feltételezett - X G
reaktanciáján bekövetkezõ feszültségeséssel különbözik az eme-tõl:
G G G
U = E − jX I
(2-4a)
a
a
a
3

2.ábra Helyettesítõ kapcsolások
4

− V a
a vezeték soros impedanciáján az a fázis-föld hurokban fellépõ feszültségesés
− U a F
G F V
V
V
V = U − U = Z I + Z I + Z I
(2-4b)
a
a
a
aa
a
ab
b
ac
c
ahol Z aa
az a fázis-föld hurok önimpedanicája, Z ab
és Z ac
rendre az a fázisnak a b és c
fázisokhoz képesti föld-visszavezetéses kölcsönös impedanciái.
a fogyasztó kapocsfeszültsége az a fázisban
( )
F F
F
U = Z I + Z I + I + I
(2-4c)
a
ahol Z a F
a
impedanciája, Z n F
a
n
a b c
a fogyasztó csillaghelyettesítésének az a fázis kapcsa és a csillagpont közötti
pedig a csillagpont és a föld közötti impedancia.
A hálózatelemeket szimmetrikusnak feltételezve, felírható:
− a vezetékre bevezethetõ a fázis-föld hurkok önimpedanicája:
V V V
Z = Z = Z = Z
(2-5a)
ö
aa
bb
és kölcsönös impedanciája
cc
V V V
Z = Z = Z = Z
k
ab
bc
V
ca
− a fogyasztóra pedig a csillagimpedancia
F F F
Z = Z = Z = Z
(2-5b)
y
a
b
c
Ezzel a (2-4b. és c.) összefüggések az alábbi egyszerûbb alakban írhatók:
− a vezeték feszültségesése az a fázisban:
( )
V
V
V = Z I + Z I + I
(2-6a)
a
ö
a
k
− a fogyasztó kapocsfeszültsége az a fázisban
b
c
( )
F F
F
U = Z I + Z I + I + I
(2-6b)
a
y
a
n
a b c
Ezeket a (2-3) összefüggésbe helyettesítve, a szimmetrikus passzív hálózat a fázisára vonatkozó
feszültség-egyenlet:
[ ]
V
V
F
F
[ ö a k ( b c )] y a n ( a b c )
E
G
jX G
− I − Z I + Z I + I − Z I + Z I + I + I = (2-7)
a1 a
0
Ha a hálózat valamely pontjában elõálló aszimmetria (pl.aszimmetrikus zárlat) miatt, az
áramrendszer aszimmetrikussá válik, akkor a teljes háromfázisú rendszer feszültségviszonyainak
leírásához a (2-7) összefüggéseket a b és c fázisra is meg kell adni, ami - a passzív hálózatot
továbbra is szimmetrikusnak feltételezve - a fázisindexek értelemszerû felcserélésével megtehetõ.
A háromfázisú rendszer aszimmetrikus áramokra vonatkozó megoldására az alábbi két lehetõség
van:
1) magát a fázis-egyenletrendszert oldjuk meg, ami a mindhárom fázisra megadott (2-7) szerinti -
a fázisok közötti csatolásokat is tartalmazó - 3 komplex egyenletbõl áll,
2) az 1. pont szerinti szimmetrikus összetevõket felhasználva a három szimmetrikus összetevõ
rendszert oldjuk meg úgy, hogy:
a) a 3 aszimmetrikus áramot (és feszültséget) a 3 szimmetrikus összetevõjével adjuk meg,
5

) a háromfázisú csatolt hálózatot a 3 szimmetrikus rendszerre vonatkozó egyfázisú
sorrendi hálózattokkal helyettesítjük és az ezekre vonatkozó három, egymással nem
csatolt, komplex egyenletet oldjuk meg,
c) a megoldásként kapott szimmetrikus összetevõkbõl elõállítjuk a fázismennyiségeket.
Az egyes szimmetrikus összetevõkre vonatkozó áramköri helyettesítõ kapcsolások a (2-6) és (2-
7) fázisegyenletekbõl származtathatók le úgy, hogy azokba az egyes szimmetrikus összetevõ
áramok által képviselt fázisáramokat helyettesítjük és megállapítjuk az ezekkel szembeni
impedanciákat.
b) Pozitív (negatív) sorrendû hálózat
A szimmetriából következõleg
Ia + Ib + Ic
= 0 illetõleg Ib + Ic = − Ia
= −I
1
(2-8)
A vezetékre vonatkozó (2-6a) összefüggésbõl (2-8) fígyelembevételével az alábbi
összefüggéseket kapjuk:
− a pozitív sorrendû feszültségesés
V V
( )
V = V1 = Z − Z I1 (2-9a)
Z
a
V
1
ö
k
V1
V V
= = Zö
− Zk
(2-9b)
I
1
Hasonlóan a fogyasztóra vonatkozó (2-6b) összefüggésbõl (2-8) fígyelembevételével:
− a pozitív sorrendû kapocsfeszültség
F F F
U
a
= U
1
= Z
y
I1 (2-10a)
− a pozitív sorrendû impedancia pedig
Z
F
1
F
U1
F
= = Z
y
(2-10b)
I
1
Megállapítható az, hogy a pozitív sorrendû impedanciában Z n
nem szerepel, ami azzal
magyarázható, hogy (2-8) szerint nem folyik rajta áram, ezért nagyságának, sõt alkalmazásának,
illetve földelésének nincs jelentõsége. Belátható, hogy a távvezetéknek a (2-9b) összefüggés
szerinti pozitív sorrendû impedanciájában sem szerepel a földvisszavezetés impedanciája, (Z ö
és
Z k
földre vonatkozó részei egymást kiejtik).
A (2-4a), a (2-9) és a (2-10) szerint értelmezett pozitív sorrendû hálózatelemekkel a 2/c. ábra
szerinti pozitív sorrendû helyettesítõ vázlat adható meg.
A negatív sorrendû hálózat (2/d. ábra) topológiája megegyezik a pozitív sorrendûvel, de a
generátor eme-jét rövidzár hidalja át, a forgógépek negatív sorrendû impedanciája pedig az
armatúra szórási impedanciájával közel megegyezõ értékû, ami a pozitív sorrendû impedanciánál
lényegesen kisebb.
c) Zérus sorrendû hálózat
A zérus sorrendû áramokra vonatkozó I I I I
a b c
= = = 0
feltételt behelyettesítve a (2-4a)-ba, a
vezetékre az alábbi összefüggéseket kapjuk:
6

− a zérus sorrendû feszültségesés
V V
( )
V = V = Z + 2 Z I
(2-11a)
a
0 ö k 0
− a zérus sorrendû impedancia, definíciószerûen
Z
V
0
V0
V V
= = Zö
+ 2Zk
(2-11b)
I
0
Hasonlóan a zérus sorrendû áramfeltételt behelyettesítve a (2-6b)-be, a fogyasztóra az alábbi
összefüggéseket kapjuk:
− a zérus sorrendû kapocsfeszültség
F
( y n )
F F
U = U = Z + 3 Z I
(2-12a)
a
0 0
− a zérus sorrendû impedancia pedig
Z
F
0
F
U
0 F F
= = Z
y
+ 3Zn
(2-12b)
I
0
A (2-11) és (2-12) szerint értelmezett zérus sorrendû impedanciákkal a 2/e. ábra szerinti zérus
sorrendû helyettesítõ vázlat adódik.
Látható, hogy a csillagpontban lévõ Z F F
n
földelõ impedancia - azért, hogy I 0 hatására 3Zn
I0
feszültségesés keletkezzék - 3Z F
n
értékkel szerepel. A zérus sorrendû hálózat a földet leképezõ
f 0 sín felé csak a földelt csillagponton át záródik. Ha a csillagpont földeletlen, akkor a zérus
sorrendû hálózatban nincs lekötés az f 0 sínhez, amint ezt a generátor esetén a szaggatott vonal
érzékelteti.
A zérus sorrendû hálózat - a negatív sorrendûhöz hasonlóan - csak passzív elemeket tartalmaz,
ezért ezek a szimmetrikus normál üzem esetén áram- és feszültségmentesek. Ha aszimmetrikus
sönthiba (rövidzárlat), vagy soros hiba (szakadás) lép fel, akkor a sorrendi hálózatok a hibahelyi
aszimmetria által meghatározott módon a hibahelyen összekapcsolódnak és ezzel a negatív és a
zérus sorrendû hálózat is aktivizálódik. Például ha feltételezzük, hogy a generátor kapcsánál (2.
ábrán a h pontban) az a fázis és a föld között földzárlat keletkezik, akkor az 1. ábrán megadott
feltétel szerint a 2 c, d, és e ábrák sorrendi hálózatait a h 1 -f o , h o -n 2 és h 2 -n 1 közötti kötésekkel
sorba kell kapcsolni. A feszültségforrás (E 1
) és a szimmetrikus összetevõkre vonatkozó
impedanciák ismeretében meghatározhatók az áramok és feszültségek szimmetrikus összetevõi.
Ezek (2-2) szerinti visszatranszformálásával megkapjuk magukat a fázismennyiségeket. Sok
esetben nem is a fázismennyiségek, hanem maguk a szimmetrikus összetevõk a kérdésesek,
például az ú.n. zérus sorrendû túláramvédelem beállításához a földzárlatok során fellépõ zérus
sorrendû áramot kell csak ismerni.
Fontos tudni azt, hogy az egyfázisú helyettesítõ hálózatokban:
− az áramok - a fázisáramokkal megegyezõ - vonali áramok összetevõi,
− az impedanciák a fázis impedanciák,
− a feszültségesések ( ZI szorzatok) és a feszültségek a fázisfeszültségek összetevõi,
− a teljesítmények az egyfázisú teljesítmények összetevõi, ezért az eredõ háromfázisú
teljesítmény a szimmetrikus összetevõkbõl a következõ összefüggéssel adódik:
7

S = 3U I + 3U I + 3U I
* * *
3 f 1 1 2 2 0 0
(2-13)
Végül megemlítjük, hogy az elõzõekben az egyfázisú helyettesítõ hálózatoknak csak a soros
elemeivel foglalkoztunk.
A dualitás elvének felhasználásával, hasonló módon adódnak az egyfázisú hálózatok YU -val
jellemzett söntáramait meghatározó admittanciák.
3. A hálózatelemek helyettesítése
Az alábbiakban a legfontosabb hálózatelemek egyfázisú sorrendi helyettesítõ kapcsolásában
szereplõ elemeknek a normál üzem szempontjából fontos kvázistacioner állapotra (50 Hz-re)
vonatkozó pozitív sorrendû áramköri jellemzõinek meghatározásával foglalkozunk.
3.1. Távvezeték (szabadvezeték, kábel) paraméterei
A távvezetékek túlnyomó többsége ú.n. szabadvezeték, és csak a sûrûn lakott területeken belül
alkalmazzák a lényegesen drágább kábeleket. A szabadvezetékek vezetõi csupasz alumínium vagy
legtöbbször - a szilárdság növelése érdekében - acélmag köré sodrott ú.n. alumínium-acél
sodronyok. Ezeket porcelán, üveg vagy mûanyag szigetelõ közbeiktatásával tartják
nagyfeszültség esetén egymástól többszáz méter távolságra lévõ oszlopok. A vezetõ felületén
kialakuló térerõsség csökkentésére és ezzel a sugárzás elkerülésére igen nagy feszültségû
vezetékek esetén fázisonként több (általában 220 kV-on 2 db, 400 kV-on 3 db, extra nagy
feszültségen 4-8 db) egymástól kb. 0,4 m-re lévõ vezetõkbõl álló ú.n. köteges vezetõt
alkalmaznak. Az egyes sodronyok keresztmetszete 250-500 mm 2 , így fázisonkénti 250-2000 mm 2
keresztmetszetet feltételezve a soros ellenállás 0,12-0,015 Ohm/km között van. A távvezeték
pozitív sorrendû L = 0,2 ln D/r* összefüggéssel számítható (mH/km-ben) soros induktivitása nõ a
D átlagos fázistávolsággal és csökken az r* közepes geometriai (redukált) sugárral. A köteges
vezetõ alkalmazása az induktivitást 20-30 %-kal csökkenti, mivel r* közel egyenlõ a
kötegvezetõkre írható kör sugarával, ami lényegesen nagyobb, mint a szokásos sodronyok
redukált sugara.
A távvezeték söntelemét a távvezeték 8-12 nF/km körüli kapacitása képviseli, mivel a g sönt
levezetés (a szigetelõ szivárgási árama) gyakorlatilag elhanyagolható. A kapacitás az ln D/r*
kifejezéssel fordítva arányos, ezért a kötegvezetõ alkalmazása a kapacitást növeli.
Távvezeték hosszegységre vonatkozó elosztott paramétereit a z soros impedanciát (Ohm/km) és
y söntadmittanciát (S/km) figyelembe véve, az ú.n. (az elõtanulmányokból ismert)
hullámparaméterek az alábbi összefüggésekkel adódnak:
− a Z 0
hullámimpedancia, Ohm-ban:
Z
z
= =
y
r + jωL
jωC
L ⎛
⎜
C ⎝
0
≅ 1
−
r ⎞
j ⎟
2ωL⎠
(2-14)
− a γ terjedési állandó, illetve annak összetevõi, az α csillapítási tényezõ (1/km) és β
fázistényezõ (rad/km):
⎛ r ⎞
γ = α + jβ = zy ≅ jω
LC⎜1−
j ⎟
⎝ 2ωL
⎠
(2-15)
8

Érdemes megfigyelni, hogy a veszteségmentes ú.n. ideális távvezetékre, amelyre a levezetés g =
0-án túlmenõen az r=0-át is feltételezzük, a hullámimpedancia Z R L
0
=
0
= C
tiszta valós,
ezért hullámellenállásnak nevezik, a terjedési állandó γ = jβ = jω
LC tiszta képzetes.
Jellegzetes feszültségszintû távvezetékek elosztott paramétereit és hullámparamétereit f = 50 Hzre
az 1. táblázat szemlélteti.
Feszültség Vezeték Elosztott paraméterek Hullámparaméterek
U n A D r x=ωL ωC Z 0 ∠Z α β
kV mm 2 m Ω/km Ω/km µS/km Ω fok 10 -3
1/km
10 -3
rad/km
20 95 1.70 0.36 0.387 3.00 396 -24.9 0.501 1.077
120 250 5.75 0.117 0.404 2.81 379 -8.24 0.154 1.065
400 3x500 15.80 0.0195 0.3036 3.71 286 -1.84 0.0341 1.061
1.táblázat: Szabadvezetékek elosztott- és hullámparaméterei
Látható, hogy a hullámimpedancia abszolút értéke a 20 és 120 kV-os vezetékek esetén közel
azonos, a 400 kV-os vezetékeké mintegy 25-30 %-kal kisebb a köteges vezetõk miatt. A
2
távvezeték teljesítményátvivõ képességének fontos jellemzõje az U
n
/ R0
természetes
teljesítmény, amelyet a köteges vezetõ alkalmazása számottevõen, kb. 1/3-al növel.
A nagyobb feszültségszintek felé haladva a távvezetékek Z o hullámimpedanciája egyre jobban
megközelíti az ideális vezetéket jellemzõ R o hullámellenállást, az α csillapítás pedig közel nulla
lesz.
9

B) Overview of the ATP-EMTP simulation package
Introduction
The ATP-EMTP simulation system consists of various separate supporting programs (pre- and
post processors), data initialization files and the solver program (TPBIG.EXE). ATPDraw can
be used as a simulation center, that provides an operating shell for other ATP-EMTP
components. This shell function is supported by version 1.2 and above.
Fig. 1 gives a functional overview of the traditional use of ATP-EMTP program. Program
components are communicating via disk files: i.e. the output of the pre-processors are used as
input for the main program, while the product of the simulation can be used as input for
plotting programs. When the main program is used as pre-processor for some components
(e.g. BCTRAN, LINE CONSTANTS etc.), the punch file products must be re-used as input in
a subsequent run. The structure of the program components is rather difficult, so having a user
shell which supervises the execution of separate programs and input/output flows has a great
advantage.
ASCII Text
editor
TPPLOT
.ADP
project file
.ALC
line data
USP
Library
.PCH
Library
LCC
.ATP file
input data
ATPDraw
graphical
user-shell
*.ATP
ATP
(TPBIG.EXE)
*.PL4
*.PS
.PL4, .PS,
.HGL file
PCPLOT
PlotXY
PCPLOT for
Windows
PL42mat
GTPPLOT
DspATP32
Data
Information
DisplayNT
Fig. 1 - Schematic description of the ATPDraw user shell

Introduction
The ATP program calculates variables of interest within electric power networks as functions of
time, typically initiated by some disturbances. Basically, the trapezoidal rule of integration is used
to solve the differential equations of system components in the time domain. Non-zero initial
conditions can be determined either automatically by a steady-state, phasor solution or they can be
entered by the user for some components.
ATP has many models including rotating machines, transformers, surge arresters, transmission
lines and cables. With this digital program, complex networks of arbitrary structure can be
simulated. Analysis of control systems, power electronics equipment and components with
nonlinear characteristics such as arcs and corona are also possible. Symmetric or unsymmetric
disturbances are allowed, such as faults, lightning surges, any kind of switching operations
including commutation of valves. Calculation of the frequency response of phasor networks is
also supported.
ATP includes at present the following components:
Uncoupled and coupled linear, lumped elements.
Transmission lines and cables with distributed and frequency-dependent parameters.
Elements with nonlinearities: transformers including saturation and hysteresis, surge
arresters, arcs.
Ordinary switches, time-dependent and voltage-dependent switches, statistical switching
Valves (diodes and thyristors).
3-phase synchronous machines, universal machines.
MODELS and TACS (Transient Analysis of Control Systems).
MODELS in ATP is a general-purpose description language supported by an extensive set of
simulation tools for the representation and study of time-variant systems. MODELS allows the
description of arbitrary user-defined control and circuit components, providing a simple interface
for connecting other programs/models to ATP. As a general-purpose programmable tool,
MODELS can be used for processing simulation results either in the frequency domain or in the
time domain.
The following supporting routines are available in ATP:
LINE CONSTANTS, CABLE CONSTANTS and CABLE PARAMETERS for calculation
of electrical parameters of overhead lines and cables
Generation of frequency-dependent line model input data: JMARTI Setup, SEMLYEN
Setup and NODA Setup.
Calculation of model data for transformers (XFORMER and BCTRAN).
Saturation and hysteresis curve conversion.
Data Base Modularization
ATP is available for most Intel based PC platforms under DOS, Windows 3.x/95/NT, OS/2, Linux
and for other computers, too (e.g., Digital Unix and VMS, Apple Mac’s, etc.). The program is in
principle royalty free, but requires a license agreement signed by the requester and the
Canadian/American EMTP Users Group, or the authorized regional users group representatives.

This part of the manual gives the basic information on how to get started with ATPDraw.
The Introductory Manual starts with the explanation of how to operate windows and mouse in
ATPDraw. The manual shows how to build a circuit step by step, starting from scratch. Then
special considerations concerning three phase circuits are outlined.
5 OperatingWindows
ATPDraw has a standard Windows user interface. This chapter explains some of the basic
functionalities of the Main menu and the Component selection menu, and two important windows:
the Main window and the Component dialog box.
5.1 The Main window
Main menu Tool bar icons Component
tool bar
Windows
standard buttons
Header,
circuit file
name
Circuit
map
Circuit
windows
Scroll
bars
Circuit
comments
Current
action
mode
Status bar with
menu option hints
Component
selection menu
Fig. 5.1 - The Main window. Multiple Circuit windows and the floating Selection menu.
The ATPDraw for Windows program has a functionality similar to the DOS version . The
Component selection menu is hidden, however, but appears immediately when you click the right
mouse in the open area of the Circuit window. Fig. 5.1 shows the main window of ATPDraw
containing two open circuit windows.

The ground symbol is drawn at the selected node when you exit the window as Fig. 5.3 shows.
The nodes not given a name by the user will automatically be given a name by ATPDraw, starting
with XX followed by a four digit number. Nodes got the name this way (i.e. from the program) are
distinguished by red color from the user specified node names.
Fig. 5.3 - Click on the voltage source node with the right mouse button
and specify the source node name.
6 Storing the circuit file
You can store the circuit in a disk file whenever you like during the building process. This is done
in the main menu with File | Save (or Ctrl+S). If the current circuit is a new one which has not
been previously saved, a Save As dialog box appears where you can specify the circuit name.
The default extension is .ACP in both cases and it is automatically added to the file name
you have specified.
When the circuit once was saved, the name of the disk file appears in the header field of the circuit
window. Then if you hit Ctrl+S or press the Save circuit icon in the Toolbar, the circuit file is
updated immediately on the disk. The File + Save As option or the Save As icon from the Toolbar
allows the user to save the circuit currently in use under a name other than that already allocated to
this circuit.
7 Creating ATP file
The ATP file is the file required by ATP to simulate a circuit. The ATP file is created by selecting
Run ATP command in the ATP main menu or it is created automatically when user press F2
(run_ATP program) quick key.
Before you run the case, press F3 to specify the simulation time and deltaT simulation time step.

SZ1.
A B C D
T1
V
T2
z=(0,36+j0,37) ohm/km
z , 0 =-j0,69 Mohm . km
120/22 kV
25 MVA
H=18,7 km
a.)
F2
21/0,4 kV
0,4 MVA
F1
0,4 MW
16 %
P2=2,7 MW
F2
6 %
cos fi=1,
Q2=2,7 Mvar
A T1 B
V
C T2
D
R
S
T
F1
0
b.)
1. ábra.
A vizsgált 120/22 kV-os hálózat egyvonalas sémája (a.), valamint a háromfázisú modellhálózat (Szimlab8.acp)