Đồ án tốt nghiệp ứng dụng phần mềm EMTP mô phỏng quá điện áp áp hệ thống điện

Đồ án tốt nghiệp
Mục Lục
Lời Nói Đầu
Chương 1 Giới thiệu và sử dụng phần mềm EMTP
Kết luận68
Tài liệu tham khảo69

LỜI NĨI ĐẦU

Đất nước đang bước vào thời kỳ cơng nghiệp hố, hiện đại hố, ngành điện giữ
một vai trị quan trọng trong việc phát triển nền kinh tế quốc dân. Trong cuộc sống
điện năng rất cần cho phục vụ sản xuất và sinh hoạt. Cùng với sự phát triển của
xã hội đòi hỏi việc cung cấp điện phải đảm bảo liên tục và có chất lượng cao. Xuất
phát từ thực tế đó việc đảm bảo chất lượng điện năng cũng như độ an tồn của
thiết bị điện khơng gặp sự cố, không gây gián đoạn cung cấp điện. Đồng thời
nhằm hoàn thiện kiến thức đã được học và bước đầu làm quen với thực tế em đã
được khoa Điện trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng giao nhiệm vụ thiết kế tốt
nghiệp với đề tài: Ứng dụng phần mềm EMTP để mơ phỏng, phân tích q điện
áp trong hệ thống điện.
Từ những kiến thức mà em đã tích lũy được cùng với sự giúp đỡ tận tình của các
giáo viên đặc biệt là thầy PGs. Ts Đinh Thành Việt em đã hồn thành bài thuyết
minh của mình. Tuy nhiên với những hạn chế về mặt kiến thức cũng như kinh
nghiệm thực tiễn nên em khơng tránh khỏi những sai sót. Qua đây em mong nhận
được sự chỉ dẫn của thầy để kiến thức em hoàn thiện hơn và khỏi bỡ ngỡ khi bước
vào thực tiễn.
Trong quá trình thực hiện bài viết vì thời gian và kiến thức có hạn nên khơng tránh
được những thiếu sót rất mong được sực đóng góp ý kiến của các thầy cơ và các
bạn đồng mơn để em có thể hồn thiện hơn. Em xin chân thành cám ơn!

Trần Viết Thành

Trang 1


Đồ án tốt nghiệp

CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU VÀ SỬ DỤNG PHẦN MỀM EMTP
1.
1.1. Giới

thiệu
EMTP viết tắt của Electromagnetic Transients Programme nghĩa là chương trình quá
độ và EMTPworks là một phần mềm dùng cho việc mơ phỏng và phân tích q trình quá
độ điện trong hệ thống điện lớn hoặc các mạng điện tùy ý.
Phần mền tính tốn được sự dao động về điện, điện từ khác nhau từ micro giây đến
vài phút.
Thư viện của EMTPWorks có tài liệu chức năng khối mơ hình của thiết bị điện cho
phép người dùng để thực hiện các nghiên cứu về hệ thống điện gồm có :
+ Mơ hình máy điện tiên tiến.
+ Mơ hình chi tiết và chính xác của đường dây và cáp điện.
+Mơ hình hồn chỉnh của máy biến áp với các mơ hình từ hóa và từ trể của lõi thép.
+ Thư viện chứa nhiều mơ hình thiết bị
điều khiển.
EMTPWorks cho phép làm việc ở các
cấp độ khác nhau từ các thiết kế đơn giản đến
thiết kế vô cùng lớn.
1.2.
Sử dụng phần mềm
Sau khi cài đặt phần mềm ta khởi động
chương trình bằng cách Start => EMTPworks.

Hình 1.1: Khởi động phần mềm EMTP
- Với Continue with No Design Open nhấn Cancel ta thốt khỏi chương trình.
- Open an Existing Design chọn Open sẽ mở các file mà chương trình đã từng chạy.
Trần Viết Thành

Trang 2


Đồ án tốt nghiệp
- Create a New Design a Template có 2 chế độ chọn nếu Create thì chương trình sẽ mở
một Circuit1.ecf cịn Example sẽ chọn các ví dụ có sẵn trong chương trình.
+ Sau khi nhấn Create tạo cho ta một Circuit1.ecf mới .

Hình 1.2: Giao diện thiết kế mạch phần mềm EMTP
- Phần trên cùng của cửa sổ chương trình có thanh cơng cụ và menu của chương trình.

Hình 1.3: Thanh cơng cụ
- Bên phải cửa sổ chương trình là thư viện và mơ hình các khối thiết bị (hình 2).
+ Trong này có ơ Filter ơ tìm kiếm theo tên thiết bị.
+ Preview chế độ cho xem trước khối thiết bị.
- Phần đồ họa màu trắng là phần dùng để thiết kế Ciruit.
- Muốn đưa một thiết bị vào giao diện thiết kế thì Double click vào tên thiết bị mang
vào phần thiết kế chọn vị trí hợp lý click đặt thiết bị nếu nhiều thiết bị thì ta di chuyển
đến nơi hợp lý khác bấm click chuột, sau khi hoàn thành xong thao tác đặt vị trí thiết bị
và đủ số lượng thì bấm ESC hoặc Spacebar để ngừng chọn thiết bị đó để thực hiện các
thao tác khác hoặc click và giữ đưa đối tượng.
- Ta dùng các phím duy chuyển để dịch khối thiết bị đến nơi hợp lý.
- Với một bản thiết kế thì có thể làm trên một trang hoặc nhiều trang và bản thiết kế có

Trần Viết Thành

Trang 3


Đồ án tốt nghiệp
một hoặc nhiều Subcircuits.
- Các thông số, tín hiệu, tên có thể click và right – click để thay đổi dữ liệu và kiểm
soát các vấn đề khác (thay đổi cấu trúc, xoay, thay đổi màu... mô hình thiết bị).
- Thanh Tab bên phải và bên trái có thể thay đổi vị trí trong của sổ chương trình. Có
thể Zoom In, Zoom Out Right Click để chọn chế độ Zoom phù hợp, dùng các phím tắt
Ctrl + Shift +E (Zoom In) và Ctrl + Shift + R (Zoom Out).

S

Hình 1.4: Mạch điện đơn giản
- Kết hợp phím Ctrl và chuột hoặc dùng con lăn của chuột để duy chuyển trang.
- Tên thiết bị đưa ra có thể lấy tự động. Tại tên thì có thể thay đổi bằng cách Double –
click vào tên.
- Các tập tin Netlist chỉ chứa tất cả thông tin cần thiết cho EMTP mơ phỏng cho thiết
kế.
- Tồn bộ thiết kế với tất cả các dữ liệu được lưu và tập tin mở rộng “ecf”.
1.2.1. Top Menu
- File => Revert (Ctrl + M) : Lui bản vẽ về save.
- File => Libraries : Chức năng thư viện.
- Edit => Past Special : Dán Clipboard.
- Edit => Name : Dùng để đặt tên cho thiết bị, tín hiệu, chân thiết bị. Lựa chọn và kích
vào thiết bị, tín hiệu, chân thiết bị để đặt tên hoặc thay đổi tên.
- Edit => Draw Signal : Vẽ tín hiệu.
- Edit => Draw Bundle : Vẽ tín hiệu nhiều pha.
- Edit => Draw 3 – phase Bus : Vẽ thanh cái 3 pha.

- Edit => Draw Phase A : Vẽ pha A.
- Edit => Draw Phase B : Vẽ pha B.
- Edit => Draw Phase C : Vẽ pha C
- Edit => Zap (Ctrl + H) : Xóa thiết bị, tín hiệu, tên...
- Edit => Attribute Probe : Hiển thị thuộc tính và thơng tin của đối tượng chọn.
- View => Browser : Mở List thuộc tính của tất cả thiết bị.
- View => Parts Palette : Hiển thị bảng thư viện thiết bị.
- View => Workbook : Hiển thị toàn bộ trang giấy đang vẽ.
Trần Viết Thành

Trang 4


Đồ án tốt nghiệp
- Drawing => Find : Tìm kiếm.
- Drawing => Go to selection : Zoom đối tượng được chọn.
- Drawing => Pages : Tạo, xóa, mở trang thiết kế.
- Drawing => Import Sheet Info : Thiết lập khung và kiểu nền.
- Drawing => Sheet Size Wizard :Xem và thay đổi kích thước cửa sổ chương trình.
- Drawing => Border Winzard : Xem và thay đổi khung.
1.2.2. Option Menu
- Option => Orientation : Định hướng thiết bị khi đặt vào bản thiết kế.
- Option => Propeties : Trình thuộc tính đối tượng chọn.
- Option => New Breakout : Tạo ra 1 đối tượng kết nối từ thanh cái.
- Option => Design Attribute : Xem và thay đổi thuộc tính đối tượng chọn.
- Option => Define Attribute Fields : Tạo hoặc sửa đổi các khái niệm về thuộc tính.
- Option => Push Into (Ctrl + Shift + I) : Mở khối đóng gói mạch con(mạch phụ).
- Option => Pop Up (Ctrl +Shilt + U) : Đóng mạch con (mạch phụ).
- Option => Naming : Tùy chọn đặt tên cho thiết bị và tín hiệu.
- Options => Part Type => Make Unique Type : Tạo định nghĩa mới cho thiết bị chọn.

- Option => Part Type => Update From Lib : Cập nhất các thiết bị trong thư viện được
chọn ra màn hình thiết kế.
- Option => Part Type => Save to Lib : Lưu khái niệm và thiết bị được chọn vào thư
viện.
- Option => Part Type => Library to Circuit : Đặt tất cả thiết bị từ thư viện vào mạch.
- Options => Part Type => Circuit to Library : Lưu tất cả các định nghĩa, ký hiệu từ
bản thiết kế hiện tại vào thư viện.
- Options => Subcircuit => New Port Connector : Tạo cổng kết nối của các chân của
mạch phụ từ giao diện.
- Options => Subcircuit => Attach Subcircuit : Đính kèm một mạch phụ vào đối
tượng được chọn.
- Option => Subcircuit => Detach Subcircuit : Tách một mạch con liên quan đến đối
tượng được chọn, tạo thành một mạch riêng biệt.
- Option => Subcircuit => Discard Subcircuit : Loại bỏ một mạch liên quan đến đối
tượng được chọn.
- Option => Subcircuit => Create Subcircuit Block : Tạo ra một khối mạch con với
thiết bị được chọn.
1.2.3. Design Menu
- Design => Exclude Devices : Vô hiệu hóa thiết bị được chọn trong mạch.
- Design => Include Devices : Ngừng vơ hiệu hóa thiết bị được chọn trong mạch.
- Design => Show/Hide : Ẩn/Hiện tên,giá trị thiết bị và tên tín hiệu của đối tượng
được chọn.
- Design => Signal Params : Cho phép thiết lập thuộc tính của thiết bị được chọn.
- Design => Load load – Flow Solution Data : Tải dữ liệu cho thiết bị tải.
- Design => Utilities => Run a Script : Cho phép lựa chọn và chạy một tập lênh hiện
tại trên bản thiết kế.
Trần Viết Thành

Trang 5

Đồ án tốt nghiệp
- Design => Utilities => Delete generated files : Xóa tất cả các file được tạo ra từ q
trình mơ phỏng.
- Design => Patch : Chức năng đặc biệt này ứng dụng để hoàn chỉnh bản thiết kế khi
bị lỗi. Nâng cấp bản thiết kế mẫu hoặc cập nhật thiết bị. Khi mơ phỏng bị lỗi thì ta thực
hiện lệnh này.
- Design => Patch Devices : Chức năng đặc biệt này ứng dụng để hoàn chỉnh một
thiết bị. Tại đây sẽ nâng cấp thiết bị hoặc sửa lỗi thiết bị.
1.2.4. EMTP Menu
Sau khi thiết kế xong mạch để chạy chương trình thì ta phải làm theo các bước sau:
+ Nhập dữ liệu vào thiết bị vào mạch mô phỏng.
+ Chọn Menu EMTP => Sumilation option và nhập dữ liệu cần thiết.
+ Chọn Menu EMTP => Start EMTP hoặc Menu EMTP Start để mô phỏng.
- Khi chạy chương trình thì bảng điều khiển tiến trình mơ phỏng(thanh chờ) xuất hiện
ở dưới cùng bản thiết kế. Khi mô phỏng kết thúc kết quả lưu dưới dạng sóng có thể tìm
thấy trong EMTP => View scopes. Ngồi ra cịn xuất dữ liệu ra trang web và thấy địa chỉ
khi vào EMTP => View output files.
- Cơng cụ phân tích dạng sóng được gọi là Scopes view. Nó cũng có sẵn trong
options.clt => Input output files.
- Khi lựa chọn Menu EMTP => Start EMTP thì EMTPWorks sẽ tạo ra 1file Netlist và
gửi tới EMTP.
1.3. Thiết bị
- Thiết bị được lấy từ Prats Palette (View => Prats Palette).
- Mỗi thiết bị được mặc định trong thư viện.
- Một thiết bị đã đặt trong mạch muốn duy chuyển thì có thể dùng chuột hoặc các phím
duy chuyển.Khi duy chuyển thì sẽ có thể thay đổi sơ đồ nối điện của mạch vì vậy người
dùng cần kiểm tra lại.
- Một thiết bị có thể khơng có chân, một chân hoặc nhiều chân nối.

Hình 1.5: Thiết bị có 2 chân
- Ký hiệu thiết bị có thể thay đổi được bằng cách Right – Click => Edit Symbol . Thiết
bị có thể thay đổi màu sắc Right – Click => Line color.
1.3.1. Thông số thiết bị
Để thay đổi thông số hay xem thông số(giá trị, đơn vị...) Right – Click => Properties
hoặc Double click.

Trần Viết Thành

Trang 6


Đồ án tốt nghiệp

Hình 1.6
+ Tab Values giá trị thơng số và đơn vị của thiết bị. Khi thay đổi giá trị xong chọn OK
để lưu, nếu nhập sai giá trị thì chương trình tự động chuyển về giá trị trước đó đồng thời
hiện màu đỏ báo cho người dùng biết.
+ Tab IC là điều kiện ban đầu. Dữ liệu này được áp dụng trong miền thời gian, khi
không đặt điều kiện thì các giá trị đặt bằng 0, các chỉ báo cho điều kiện ban đầu là một
dấu chấm than "!" tiếp theo là "i" cho dòng điện hoặc "v" cho điện áp.
+ Tab Scopes là tab ta chọn dạng sóng để phân tích.
+Tab Attributer là nơi chọn hiện các thuộc tính và lập trình cho phạm vi của các pha.
+Tab Help là giải thích về thiết bị đó.
- Cơng cụ giải thích và siêu liên kết dữ liệu có ở mọi nơi trong các Tab dữ liệu. Để tìm
hiểu về mơ hình thiết bị người dùng duy chuyển chuột đến tham số và chương trình sẽ
giải thích cho người dùng tham số đó.
1.3.2. Thăm dị
Thuộc tính thăm dị
có thể cung cấp thơng tin nhanh chóng của thiết bị. Để thực

hiện thì ta nhấn vào Attributer prove
sau đó nhấn vào thiết bị cần xem. Trở về bằng
phím Spacebar.
1.3.3. Chuột phải thiết bị

•
•

Hình 1.7: Right click thiết bị
Coppy/Paste : Tính năng này dùng sao chép dữ liệu (dữ liệu mô phỏng) giữa
các dữ liệu cùng loại.
Device data : Dữ liệu của thiết bị

Trần Viết Thành

Trang 7


Đồ án tốt nghiệp
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•

Extras/Summary :Hiển thị tóm tắt dữ liệu về thuộc tính của thiết bị, có 1 số
thiết bị khơng có.
Exclude/Include : Vơ hiệu hóa và ngừng vơ hiệu hóa thiết bị.
Properties : Hiển thị thơng tin thiết bị (Ctrl + I)
Copy name to clipboard : Sao tên thiết bị để dán vào thiết bị khác (Ctrl + V)
Attributer : Cho phép truy cập các thuộc tính thiết bị.
Name : Cho phép thay đổi tên thiết bị.
Line Color : Thay đổi màu của thiết bị.
Fill Color : Thay đổi màu nền của thiết bị.
Rotate Left /Rotate Right : Xoay trái, phải (Ctrl +R, Ctrl +Alt +R)
Flip Horizontal /Flip Vertical : Lấy đối xứng (Ctrl + Y, Ctrl + Alt + Y )

1.3.4. Các

thiết bị
Khi thiết kế mạch điện có thể có 1 hay nhiều thiết bị khác nhau. EMTP có thể nhận ra
thiết bị mơ phỏng hay thiết bị tùy chọn để mơ phỏng. Ngồi ra cịn có thiết bị chức năng
dữ liệu.
- Với thiết bị nguồn sẽ có các chân nguồn. Điều khiển thiết vị ta điều khiển các chân
thiết bị. Các thiết bị điều khiển giao tiếp với các thiết bị qua các cảm biến hoặc metter và
thiết bị truyền động.

Hình 1.8
- Một khối điều khiển được xây dựng trong EMTPWorks như 1 đồ thị có hướng, chứa
các yếu tố tham gia của tín hiệu có hướng. Cùng nhau tạo ra khối sơ đồ có hình ảnh đại
diện.
- Trong nhiều thiết kế nó thích hợp hơn cho nhiều chức năng thủ tục. Điều này có thể
làm được bằng. Người dùng có thể thực hiện bằng cách nối ảo.

Hình 1.9: Thiết kế nối ảo

1.3.5. Các

kiểu chân thiết bị
Hiện tại chương trình thì thiết bị có 3 loại chân(chân chức năng). Chân nguồn, chân
vào, chân ra. Chân nguồn nuôi thiết bị, điều khiển thiết bị bằng chân vào/ra. Tín hiệu điều
khiển kết nối với chân điều khiển và không kết nối trực tiếp tới chân nguồn,
metter(sensor). Như hình 1.10 thì 1 chân nguồn được nối với tín hiệu nguồn cịn chân
điều khiển nối với tín hiệu điều khiển.

Trần Viết Thành

Trang 8


Đồ án tốt nghiệp

Hình 1.10: Thiết bị nối tín hiệu ảo
- Có vài thiết bị có quyền điều khiển chân nguồn. Như thyristor trong thư viện
switches.clf library.

- Nó có 2 chân nguồn và 1 chân điều khiển.
- Tín hiệu chân ra chỉ có thể nối với tín hiệu chân vào. Các chân kết nối được với nhau
gọi là các chân tương thích. Chân của thiết bị có thể tạo nên bằng Symboy Editor.
1.3.6. Thuộc tính thiết bị
- Dùng để quản lý thông số thiết bị.Chúng tạo thành bộ nhớ của thiết bị hình thành
nên đặc tính của thiết bị. Thuộc tính thiết bị truy cập được thơng qua Menu thiết bị(Right
– Click). Nó chỉ sử dụng trong EMTPWorks. Sử dụng sai dữ liệu thiết bị làm lỗi và phát
sinh các vấn đề khác.
- Định dạng dữ liệu thiết bị nằm sẵn trong phần help của thiết bị.Người dùng cấp cao
có thể áp dụng phương pháp lập trình bằng cách nhập trực tiếp dữ liệu của thiệt bị thơng

qua thuộc tính. Chỉ dùng cho người dùng cao cấp.
- Các thuộc tính của thiết bị.
+ Description : Lưu và tạo ra các phạm vi yêu cầu thiết bị hoặc tùy chọn khởi tạo.
+ Drawing Data : Lưu dữ liệu bản vẽ thiết bị.
+ Exclude : Dùng để loại bỏ 1 thiết bị trong Netlist.
+ FormData : Dùng để lưu các dữ liệu thiết bị không dùng trong Netlist
+ Function : Khi chọn “Option” của 1 thiết bị thì lưu và gửi tùy chọn mô phỏng.
+ Name : Tên thiết bị.
+ Name Prefix : Tên gọi chung.
+ Part : Xác định thiết bị đặc biệt.
+ Script.Info.Dev :Bắt đầu lệnh “Extras/Summry’ mục Menu Right – Click.
+ Script.Open.Dev : Bắt đầu lệnh khi Double Click vào thiết bị.
+Value : Hiển thị dữ liệu trong trang Circuit.
- Người dùng có thể thêm thuộc tính vào thiết bị để có thể sử dụng các vấn đề khác.
Thuộc tính là một phần có sẵn trong EMTPWorks. Một file mẫu có các đặc tính riêng và
chức năng cụ thể để có thể tạo ra các bản thiết kế khác nhau. Một thiết bị có một hoặc
nhiều thuộc tính. Đây là nơi cung cấp thông tin trực tiếp cho người dùng biết khi nhập dữ
liệu vào.
1.3.7. Tín

hiệu

Trần Viết Thành

Trang 9


Đồ án tốt nghiệp
- Tên của tín hiệu được thấy để cho người tìm hiểu dể hiểu hơn. Phiên bản hiện tại
EMTPWorks cho phép người dùng thay đổi tên tín hiệu thỏa mái. Tuy nhiên trong hệ

thống EMTPWorks có chức năng đặt tên mặc định.
- Chân điều khiển kết nối với tín hiệu điều khiển. Chân nguồn kết nối với nguồn điện.
Nếu tín hiệu có tên GND thì tự động kết nối với đất (V = 0). Đối với thiết bị điều khiển
nếu tín hiệu vào có tên 0 thì các giá trị là 0 trong tồn bộ mơ phỏng .
- Nếu tín hiệu đầu vào của một thiết bị khơng kết nối với tín hiệu đầu ra nào thì
chương trình giả định nó bằng 0.
+ EMTP cũng cung cấp 1 số thiết bị kết nối. Một thiết bị kết
nối tín hiệu là “GROUND”
+ Thiết bị “GROUND” có 1 chân và một tên là Ground.
Người dùng có thể tạo ra các thiết bị kết nối khác bằng cách Edit Symbol.
a. Phương thức kết nối
- Phương thức kết nối
của các thiết
bị là vẽ tín hiệu(kích vào 1 chân giử và duy chuyển chuột đến chân cần nối thả). Ngồi ra
cịn có cơng cụ vẽ cho phép bắt đầu bất cứ nói nào trong bản vẽ.

Hình 1.11
b. Hiển

thị và lựa chọn kết nối
- Nhấp chuột vào tín hiệu thì sẽ cho thấy được sự kết nối của nó với thiết bị. Giữ Ctrl
và Double click vào thiết bị sẽ hiện ra toàn bộ mạch được liên kết với thiết bị đó. Chọn
mạch điện và có thể duy chuyển mạch hoặc dùng các phím duy chuyển.
c. Loại tín hiệu
- Tín hiệu mặc định là tín hiệu một pha. Nó được rút ra từ tín hiệu dịng điện hoặc
chân của thiết bị hoặc từ cơng cụ vẽ. Một tín hiệu nguồn có thể có 3 pha, thanh cái 3 pha,
tín hiệu pha A hoặc pha B hoặc pha C. Để thay đổi các loại tín hiệu chọn thiết bị => Right
Click => Line type.

Trần Viết Thành

Trang 10


Đồ án tốt nghiệp

Hình 1.12: Nối các pha thanh cái
Ex: trong 1 mạch có 3 pha xen lẫn 1 pha có các bước thực hiện sau
1- right-click vào S1 và chọn "Signal Parameters..."
2- chọn "Block to 1-phase"
3- click OK và close Tab Data
4- right-click S1 chọn General Signal từ Line Type menu

Hình 1.13
1.3.8. Thiết

kế trên nhiều trang
- Thiết kế trên EMTPWorks có thể 1 trang hoặc nhiều trang. Các bước để thêm và kết
nối các trang giấy với nhau.
+ Right Click trên trang hiện tại và chọn Page.
+ Sẽ có tên các trang hiện tại. Chọn New sẽ cho ta trang mới. Cịn Open sẽ mở
trang có sẵn mà ta chọn.
+ Chọn New page thì sẽ có trang mới.
- Khi mạch được thiết kế trên nhiều trang thì ta cần thực hiện kết nối ảo để thực hiện.

Hình 1.14

Trần Viết Thành

Trang 11

Đồ án tốt nghiệp
- Trước khi đặt kết nối giữa các trang ta thực hiện các bước để tự động kết nối với
nhau. Drawing => Design Preferences và chọn Tab page Refs. Chọn tất cả các yêu cầu.
Để đánh dấu mạch điện đó kết nối với trang khác ta vào thư viện tìm Page thì sẽ có các
thiết bị để đánh dấu.
1.3.9. Mạch phụ
- Khi thiết kế các mạch lớn nhiều thiết bị thì với khn trang giấy khơng được lớn vì
vậy phần mềm hổ trợ thu gọn các thiết bị tạo thành các khối mạch nhỏ. Đơn giản hóa bản
vẽ, đóng gói thiết bị và tạo ra các modun đơn giản.
- Để đóng gói 1 số thiết bị thì ta chọn số thiết bị Menu Option => Subcircuit =>
Create Subcircuit Block” (CTRL+SHIFT+Q).

Hình 1.15
- Sau khi đã đóng gói thiết bị để kiểm tra thiết bị bên trong khối đóng gói Double
Click hoặc Ctrl + Shift + I. Cịn muốn khóa khơng cho kiểm tra hay sữa chữa thiết bị bên
trong ta bấm Ctrl + I chọn Lock Opening Subciruit để khóa khơng cho mở. Cịn muốn
sửa khối đóng gói ta cần mở khóa.

Hình 1.16
Dấu X trong hình 1.16 thể hiện mạch đang kết nối với mạch chính qua chân X.
a. Nền mạch phụ
- Sau khi tạo ra mạch phụ thì sẽ xuất hiện giao diện của mạch phụ. Để thay đổi nền
của mạch cho phù hợp tương ứng với mạch phụ ta Right – Click chọn Edit Symbol ta
thay đổi nền của mạch phụ.
b. Nội dung mạch phụ
- Mạch phụ có thể chứa mạch phụ trong mạch phụ đó còn chứa thêm mạch phụ nữa,
thiết kế như vậy gọi là phân cấp. Mạch phụ có thể có bất kỳ số lượng chân. Tên chân
được kết nối với tín hiệu với tín hiệu mạch phụ. Nó cũng được phép đóng gọi mạch phụ

Trần Viết Thành

Trang 12


Đồ án tốt nghiệp
khơng có chân.
- Thực hiện các bước để chọn mạch phụ có chân hay khơng:
+ Chọn thiết bị => Menu Option => Subcircuit =>Create Subcircuit Block... Xuất
hiện hộp thoại Subcricuit Wizard sau khi nhập tên Symbol bấm Find => xuất hiện thêm
hộp thoại Add Port Connection tại hộp thoại này ta có các chế độ chọn tùy theo ý người
dùng.

Hình 1.17
1.3.10. Tìm

kiếm
Menu Drawing => Find hoặc Ctrl + F xuất hiện Tab bar. Có 4 mục tùy chọn để tìm
kiếm.
+ EMTP Error Check : Tìm và thơng báo các lỗi trong chương trình.
+ Find Devices by Name : Tìm thiết bị theo tên trong tất cả các trang.
+ Find Devices by Name (cc) : Tìm thiết bị theo tên ở trang hiện hành.
+ Find Signals by Name : Tìm tín hiệu theo tên.
1.3.11. Sao /Chép
- Trong q trình thiết kế mạch thì tồn bộ mạch hay một bộ phận của mạch trong
cùng thiết kế hoặc thiết kế khác. Do phương pháp đặt tên trước nên người dùng cần phải
cẩn thận để không tạo nên kết nối ảo hoặc trùng lặp tên ở cấp cùng 1 thiết bị.
- Sau khi thực hiện thao tác Coppy thiết bị bằng cách Ctrl + C hoặc Edit => Coppy.
- Thao tác dán thiết bị cần thực hiện theo các bước Menu Edit => Pate Special...

Hình 1.18

Trần Viết Thành

Trang 13


Đồ án tốt nghiệp
Có 2 chế độ chọn:
+ EMTPWorks Circuit : Sao chép mạch.
+ EMTPWorks Picture : Sao chép hình ảnh của mạch.
1.3.12. Thư viện
- EMTP – EMTPWorks tích hợp các thiết bị có sẳn trong thư viện. Người dùng có thể
tạo ra 1 thiết bị mới và lưu trong thư viện để dùng sau này. Người dùng không nên lưu dữ
liệu vào thư viện mặc định mà nên tạo nên một thư viện riêng. EMTPWorks cung cấp 1
thư viện.
Pseudo Devices.clf
Thiết bị đặc biệt, như kết nối trang với nhau.
RLC branches.clf
Cung cấp các loại thiết bị điện RLC.
Work.clf
Thư viện trống cho người dùng.
Advanced.clf
Thiết bị nâng cao.
Control.clf
Thiết bị điều khiển.
Control Devices of TACS.clf
Thiết bị điều khiển truyền thông.
Control Function.clf
Chức năng điều khiển hệ thống.

Control of machinels.clf
Thiết bị kích từ của hệ thống máy phát.
Filp – Flops.clf
Tập hợp các thiết bị Filp – Flop điều khiển hệ thống
Hvdc.clf
Thiết bị điều khiển 1 chiều.
Lines.clf
Đường dây và cáp điện.
Machines.clf
Máy điện.
Meters.clf
Cảm biến, công tơ đo lường.
Meter periodic.clf
Công tơ đo lường.
Nonlinear.clf
Thiết bị phi tuyến.
Option.clf
Thiết bị mô phỏng.
Sources.clf
Nguồn
Switches.clf
Thiết bị đóng cắt.
Symbols.clf
Hình vẽ khơng có chân .
Transformations.clf
Biến đổi tốn học.
Transformers.clf
Máy biến áp
1.3.13. Mơ phỏng
- Khi thiết kế xong mạch để mơ phỏng cần Save và tìm trong thư viện Option.clf

chọn MPLOT ra mạch để mô phỏng. Menu EMTP =>Start EMTP (Menu EMTP Start
=>Run).

Trần Viết Thành

Trang 14


Đồ án tốt nghiệp

Hình 1.19
Nhấn MPLOT trên màn hình sẽ có hộp thoại

Hình 1.20
Chọn OK

Hình 1.21
- Tại đây có các giá trị mà ta cần mô phỏng muốn xem dạng sóng của thiết bị nào ta
chọn và bấm các trục xem
Ex. Muốn xem dạng sóng điện áp của SW1 ta chọn DEV2/SW1 nhấn Y>> và chọn
PLOT.

Trần Viết Thành

Trang 15


Đồ án tốt nghiệp

Hình 1.22: Sóng điện áp tại SW1

Chọn thời gian mô phỏng ta vào Menu EMTP => Simulation options xuất hiện hộp
thoại.

Hình 1.23
Chọn Find Time – domain solution và chọn thời gian thích hợp để mơ phỏng.
1.4. Một số thiết bị trong mạch:
1.4.1. R – L - C
Vào thư viện RLC bancher.clf có các tụ điện, điện trở, cảm kháng khác nhau.

Hình 1.24: Thiết bị R – L- C
- Khi lấy thiết bị ra thì chỉ có một pha muốn thay đổi thành 3 pha chúng ta chỉ cần chỉ
nối thiết bị với tín hiệu 3 pha thì lúc này thiết bị sẽ tự động chuyển thành bộ tụ điện 3
pha.

Trần Viết Thành

Trang 16


Đồ án tốt nghiệp

•

Hình 1.25: Giá trị tụ 3 pha
- Khi ta chọn Balanced thì giá trị thơng số từng pha giống nhau, cịn nếu bỏ chọn thì
có thể thay đổi giá trị dung lượng tụ của từng pha khác nhau.
1.4.2. Đường dây
- Vào thư viện line.clf có các thiết bị.
Cable Data có chức năng tính tốn lưu thơng số dữ liệu của cáp điện.

Double Click vào khối Cable data xuất hiện hộp thoại.

Với Tab Location of data có
+ Open an existing cable case data file : mở file dữ liệu thơng số cáp có sẵn.
+ Open an existing EMTP – V3 data file : mở file dữ liệu thông số cáp đã có trong
EMTP.
+ Run an existing cable case data file without opening its data: mở và chạy file dữ liệu
hiện hành.
+ Create a new cable case : tạo một file dữ liệu thông số cáp mới.
Khi lựa chọn Create a new cable case nhấn Ok. Ta có hộp thoại

Trần Viết Thành

Trang 17


Đồ án tốt nghiệp

Tại Tab này cho phép người dùng xác định đặc trưng về mặt hình học cũng như thông
số của cáp.
Cable data:
+ Cable type : cho phép lựa chọn các loại cáp.
* Single core : Cáp đồng trục.
* Pipe type : Cáp đồng trục được đặt trong ống kim loại.
Với Single core thì.
+ Number of cables : số lượng dây cáp.
+ Cable number : thứ tự cáp.
+ Number of conductors : số lớp dây dẫn.
+ Vertical distance (m) : khoảng cách thẳng đứng từ mặt đất đến tâm cáp.
+ Horizontal distace (m) : khoảng cách từ tâm đến 1 điểm tham chiếu tùy ý.

Hình 1.26
+ Outer insulation Radius (m) : Bán kính lớp cách điện cáp từ tâm đến vỏ cáp. Nếu
khơng có thì có giá trị bằng 0. Tâm đến Rout như hình bên dưới.

Trần Viết Thành

Trang 18


Đồ án tốt nghiệp

Hình 1.27
Conductor/Insulator data:
+ Conductor number : thứ tự lớp dẫn điện.
+ Inside Radius rin (m) : Bán kính trong của lớp dây dẫn (hình 30).
+ Outside Radius rout (m) : Bán kính ngồi của lớp dây dẫn.
+ Resistivity Rho (ohm – m) : Điện trở suất của dây dẫn.
+ Relative Permeability Mue : Độ thẩm thấu tương đối của dây dẫn.
+ Insulator Relative Permeability Mue – In : Độ thẩm thấu của vật liệu cách điện.
+ Insulator Relative Permittivity EPS-IN : Hằng số điện môi của vật liệu cách điện.
+ Insulator Loss Factor LFCT – IN : Hệ số tổn thất điện năng của vật liệu cách điện.
+ Phase Number KPH : Số pha dây dẫn.
Với Pipe Type thì (hình 27)
+ Distance from center of pipe (m) : Khoảng cách từ tâm cáp đến tâm ống dẫn (Dist).
+ Inside radius of pipe (Rin) : Bán kính trong của ống.
+ Outside radius of pipe (Rout) : Bán kính ngoài của ống.
+ Outside radius of tubular insulator (Rext) : Bán kính ngồi của ống có cách điện.

•

Hình 1.28
+ Vertical distace of the pipe’s center from the suface of the each(Vdpth) : Tâm của
ống dẫn cáp đến mặt đất.
+ Phase number of the pipe (0 if grounded) : Số pha nằm trong ống dẫn.
+ Position Angle (deg) : là góc của tâm cáp này với tâm của ống dẫn (ANG).
CP 1 – Phase, CP 3 – Phase, CP Double – Phase, CP m – Phase.
Trần Viết Thành

Trang 19


Đồ án tốt nghiệp
Là các khối thiết bị của đường dây có thơng số khơng thay đổi (khơng phụ thuộc vào
tần số).
• FD m – Phase
Là khối thiết bị của đường dây có thơng số phụ thuộc vào tần số của lưới.
• Line Data
Khối thiết bị dùng để nhập thơng số đường dây.(Double – Click ). Và chọn Create
a new line case có hộp thoại.

Hình 1.29
- Tab Conductor data dùng để nhập thơng số cũng như dữ liệu hình học của đường
dây. Các thông tin cần thiết để mô tả đường dây truyền tải như vị trí hình học và đặc
điểm của đường dây. Tuy nhiên nếu không biết cụ thể thì nó cũng có thể tạo ra mơ hình
phù hợp chính xác với tần số tương ứng.
+ Với Module thì cho phép lựa chọn kiểu dữ liệu đường dây.
* Line model : Tạo ra các mơ hình đường truyền cho trạng thái ổn định và
các nghiên cứu trong miền thời gian.
* Line Parameters : Dùng để xác định các ma trận điện kháng, điện cảm,

điện dung của đường dây nhiều pha trên không với cấu trúc tùy ý. Module này có tùy
chọn mạng hình Pi.
* Unit : Lựa chọn đơn vị cho thông số đường dây.
 Metric : Đơn vị theo hệ đo lường S.I.
 English : Đơn vị đo lường theo Anh.
* Input option : Dùng để chọn cấu trúc và dữ liệu của đường dây.
 Standard conductor data : Xác định trực tiếp thông số tiêu chuẩn của
đường dây.
 Conductor data for line Rebuild : Xây dựng thông số đường dây từ
thông số điện.
* Conductor data : Chọn số dây dẫn trong hệ thống điện.
 Number of conductor (Wire) : Số dây dẫn.
 Number phase : Thứ tự pha, nếu là pha nối đất thì thứ tự là 0.
 DC resistance (Ohm/Km): Điện kháng đơn vị.
 Outside diameter (cm) : Đường kính bên ngồi của dây dẫn.
 Horizontal distance (m) : Khoảng cách từ tâm đến điểm tham chiếu
tùy ý.
 Vertical height at tower (m) : Chiều cao thẳng đứng của dây dẫn.
Trần Viết Thành

Trang 20


Đồ án tốt nghiệp


Vertical height at Midspan (m) : Chiều cao ở giữa nhịp.

* Additional data for wire : Dữ liệu bổ sung cho thông số đường dây được
chọn.











Skin effect correction : Hiệu chỉnh hiệu ứng mặt ngoài dây dẫn.
Thick/Diam : Xác định độ dày, đường kính của dây dẫn có thể ít hơn
hoặc bằng 0,5.
None : Bỏ khơng chon việc hiệu chỉnh bề mặt dây dẫn.
Soild conductor : Thanh dẫn.
Galloway Wedepohl : Sử dụng công thức Galloway Wedepohl để
hiệu chỉnh dây cáp bện nhiều sợi.
Bundled conductor : Chỉ định dây dẫn tương tự.
Number of conductor in the bundled : Số dây dẫn tương tự.
Spacing (cm) : Khoảng cách giữa các dây dẫn liền kề.(Speak)
Angular position (deg) : Góc của dây dẫn đầu tiên hoặc dây bất kỳ
như hình (Anpha).











Hình 1.30
Relative permeability : độ thẩm thấu của dây dẫn. Tiêu chuẩn sử
dụng cho cả Line Model và Line Parameter. Điện kháng được
tính và và hiệu chỉnh theo hiệu ứng mặt ngoài của dây dẫn.
Permeability of outer strand : Độ thẩm thấu của các sợi bên
ngoài. Người dùng phải xác định được độ từ thẩm của sợi bên
ngoài cũng như số sợi. Dùng ở Line Parameter.
Reactance for unit spacing : Điện kháng (không tự cảm), không
thay đổi phụ thuộc vào tần số.
Reactance for unit spacing at 60 Hz : Điện kháng tương ứng với
tần số 60 Hz.
GMR : Bán kính trung bình của dây dẫn ( đơn vị là cm khi
Metric còn inches trong đơn vị Anh).
GMR/r : Tỉ số thứ ngun của bán kính trung bình với bán kính
ngồi dây dẫn. Đối với thanh dẫn thì tính bằng 0,7788.

Để đưa ra các file dùng tương ứng chạy trong EMTPworks thì ta vào tab save and run
this case chọn save this case chọn vị trí lưu file( nên lưu các file trong folder cùng với file
chương trình) và chọn Run this case to create a model data file for the selected cable
Trần Viết Thành

Trang 21


Đồ án tốt nghiệp
model và bấm ok.
1.4.3. Máy

Biến Áp
- Vào thư viện chọn Transformer.clf có các máy biến áp tương ứng với nhiều tổ đấu
dây. Double Click vào thiết bị máy biến áp xuất hiện hộp thoại.

Hình 1.31
Tab Data.
+ Nominal power : Công suất tải của máy biến áp.
+ Nominal frequency : Tần số dòng điện.
+ Winding 1 Voltage : Điện áp cuộn sơ cấp.
+ Winding 2 Voltage : Điện áp cuộn thứ cấp.
+ Winding R : Điện trở máy biến áp.
+ Winding X : Điện kháng máy biến áp.
+ Winding impedance on winding 1: Tỉ lệ điện kháng trên cuộn dây 1.
+ Currebt magnitude : Cường độ dòng điện từ hóa.
+ Flux magnitude : Cường độ từ thơng.
+ Magnetization resistance : Kháng từ hóa.
Tab IC (Enter 0 khi khơng có điều kiện ban đầu)
+ Initial flux (φ0) phase A,B,C : Từ dư của các pha A, B, C.
1.4.4. Load – Flow
- Vào thư viện Soures.clf chọn Load – Flow Bus. Double Click vào thiết bị xuất hiện
hộp thoại.( Đây là khối mơ hình 3 phase dùng để điều chỉnh tải thanh cái).

Trần Viết Thành

Trang 22


Đồ án tốt nghiệp

Hình 1.32

Tab Data
+ Bus type : Chọn kiểu Bus.
 Slack Bus
* Frequency : Tần số lưới.
* Controlled Voltage : Điện áp điều khiển.
* Controlled Phase : Góc Phase.
 PQ controlled
* Frequency : Tần số lưới.
* Controlled Voltage : Điện áp điều khiển.
* Controlled Phase : Góc Phase.
* P : Công suất tác dụng của tải.
* Q : Công suất phản kháng của tải.
 PV controlled
* Frequency : Tần số lưới.
* Controlled Voltage : Điện áp điều khiển.
* Controlled Phase : Góc Phase.
* P : Cơng suất tác dụng của tải.
1.4.5. MPLOT
- Vào thư viện option.clf . Có chứ năng dùng để mơ phỏng sóng dạng hình sine. Trước
tiên muốn xem được các dạng sóng cần phại chạy chương trình EMTP => Run hoặc
Double Click vào thiết bị Start EMTP.
Tiếp theo ta Double – Click vào thiết bị MPLOT xuất hiện hộp thoại sau.

Hình 1.33
Có 2 trường hợp cung cấp dữ liệu mô phỏng và thống kê dữ liệu mô phỏng.
+ Base Case simulation waweforms : Cung cấp dữ liệu mô phỏng
Trần Viết Thành

Trang 23

Đồ án tốt nghiệp
+ Statistical simulation data : Thống kê dữ liệu mơ phỏng.
Và ta có thể xem dữ liệu mơ phỏng trước đó đã được lưu với các bản thiết kế khác thì
ta dùng Extra files. Extra tagged files dùng để Tag Designer Name vào MPLOT.
Sau khi hoàn thành các bước ta nhấn button Ok xuất hiện hộp thoại.

Hình 1.34
Khi lựa chọn giá trị và kích Button Y>> thì biến sẽ xuất hiện trên trục Y. Tương tự
Button X>>, Z>>.
Button Del Y, X, Z dùng để loại bỏ biến trong danh sách.
Button Min Max dùng để lựa chọn ra biến khi xuất hiện trong giá trị min và max từ
một nhóm mơ phỏng. Nhấn nút này sẽ tự động chọn ra 2 giá trị min và max. Chỉ chọn ra
min hoặc max.
Button Add Data Files chức năng này dùng để xác định thêm dữ liệu vào phạm vi
biến được chọn trong phạm vi tên cho kiểu biến lựa chọn.
Button Load Data Files chức năng này dùng để tải dữ liệu đã tạo ra và lưu ở phần
trước.
Button Dump chỉ hửu dụng khi MPLOT được sử dụng từ Matlab. Nó có thể sử dụng
cho các thao tác dữ liệu lớn thơng qua chứ năng có sẵn.
Button Clear dùng để xóa các biến của X, Y,Z.
Button PLOT 3D dùng để biểu diễn giá trị biến trên không gian 3D.
Button PLOT dùng để biểu diễn giá trị biến trên tạo độ Descartes 2 chiều.
Button SUBPLOT dùng biểu diễn trên nhiều tọa độ.
Button ABSDIFF dùng để trừ các giá trị của biến abs(y(1)-y(2)). Lấy trị tuyệt đối.
Button MAXBAR dùng để lấy giá trị max(abs(y(1)-y(2))) cùng vecto X. Có thể cho
giá trị sai nếu không cùng vecto X.
Button ABSBAR dùng để trừ các giá trị của biến abs(y(1)-y(2)). Không lấy giá trị
tuyệt đối.
Button SEACH dùng để tìm kiếm dữ liệu từ Max(abs(y(1)-y(2))) và vecto X.

Button CCDF dùng để phân bố khả năng tích lũy năng lượng của vecto max(abs(y(1)y(2))).
Button HISTC dùng để tạo ra các PLOT số biểu đồ cho vecto p = Max( abs (y(1)y(2))).

Trần Viết Thành

Trang 24


Đồ án tốt nghiệp
1.4.6. Thiết

bị ZnO:
Vào thư viện nonlinear.clf chọn thiết bị ZnO. Mục đích của ZnO là bảo về cách điện
của một số thiết bị điện khi xãy ra hiện tượng quá áp trên đường dây hay trong bản thân
một số thiết bị. Thiết bị có khả năng phục hồi khả năng làm việc trở lại khi điện áp trở lại
điện áp định mức. Khả năng giảm quá áp cần tìm hiểu của từng thiết bị để tránh trường
hợp hư hỏng thiết bị. Ứng dụng điển hình là bảo vệ quá áp xãy ra trong quá trình chuyển
mạch, chống lại sự gia tăng nhanh chóng và quá áp tạm thời trong hệ thống điện. Trong
việc bảo vệ chống lại sự gia tăng điện áp vấn đề tổn hao năng lượng khơng phải là mối
quan tâm vì thời gian q độ là thời gian rất ngắn.
Double – Click vào đối tượng thì xuất hiện hộp thoại

Hình 1.35
Với Vref :
quy chiếu của

Điện áp
chống sét
Steadystate resistance (Rss): Điện trở chống sét ở trạng thái ổn định. Nó dùng để tạo kết nối hoặc
điệu kiện vận hành ở trạng thái bình thường.

Vflash : Điện áp phóng điện
Exponential segments before flashover : Dùng để xác định đặc tính chống sét của
thiết bị. Ít nhất phải được nhập 1 đoạn. Mỗi đoạn được xác định thơng qua các hệ phương
trình.
+ Multiplier : Số nhân
+ Exponet : Mũ
+ Vmin : Điện áp bắt đầu phân đoạn. Giá trị phải lớn hơn 0.
Exponential segments after flashover : Phân đoạn theo cấp số nhân sau khi phóng
điện bề mặt.
1.4.7. ZnO
Vào thư viện nonlinear.clf chọn thiết bị ZnO Data function ta được khối thiết bị.
Nhiệm vụ tạo ra khối mơ hình chống sét thiết bị ZnO. Các mơ hình dữ liệu dùng để tạo ra
đặc tính V – A có sẵn do nhà sản xuất thí nghiệm. Sử dụng công thức dạng hàm mũ để
xây dựng.
Double click vào thiết bị thì xuất hiện hộp thoại

Hình 1.36
Trần Viết Thành

Trang 25