EMTP چیست؟

EMTP مخفف Electromagnetic Transients Program است. این نرم‌افزار برای شبیه‌سازی سیستم‌های قدرت در بازه‌های زمانی بسیار کوتاه تا چند ثانیه طراحی شده و امکان تحلیل دقیق رفتار گذرای تجهیزات مختلف شبکه را فراهم می‌کند.

در پروژه‌های مهندسی قدرت، بسیاری از پدیده‌ها را نمی‌توان فقط با تحلیل حالت ماندگار بررسی کرد. برای مثال هنگام وقوع خطا، کلیدزنی یک بانک خازنی، قطع و وصل خط انتقال یا برخورد صاعقه، ولتاژ و جریان شبکه ممکن است در زمان بسیار کوتاهی تغییرات شدیدی داشته باشند. EMTP برای تحلیل همین نوع رفتارها کاربرد دارد.

آشنایی با محیط EMTP-RV

در این آموزش ابتدا با محیط نرم‌افزار و اجزای اصلی آن آشنا می‌شوید.

از جمله مباحث اولیه عبارتند از:

• ساخت یک پروژه جدید
• آشنایی با صفحه طراحی
• انواع فایل‌های مورد استفاده در EMTP
• Library
• اضافه کردن عناصر جدید
• اتصال قطعات به یکدیگر
• تنظیم پارامترهای تجهیزات

محیط گرافیکی نرم‌افزار باعث می‌شود بتوان بخش زیادی از طراحی شبکه را به صورت Drag & Drop انجام داد.

ساخت مدارهای ساده در EMTP

برای یادگیری نرم‌افزار، ابتدا لازم است نحوه ساخت مدارهای پایه را فرا بگیرید.

در این دوره نمونه‌هایی مانند مدار RLC آموزش داده می‌شوند و کاربر با نحوه اضافه کردن مقاومت، خازن، منبع و سایر عناصر آشنا می‌شود. همچنین نحوه تنظیم مقادیر اولیه ولتاژ و جریان نیز بررسی می‌شود.

شبیه‌سازی حالت گذرا

یکی از مهم‌ترین بخش‌های آموزش، Transient Simulation است.

در این بخش مفاهیمی مانند:

• Time Step
• Tmax
• انتخاب متغیرهای خروجی
• اجرای شبیه‌سازی
• مشاهده سیگنال‌های ولتاژ و جریان

بررسی می‌شوند.

انتخاب مناسب Time Step اهمیت زیادی دارد، زیرا در تحلیل گذرا باید تغییرات سریع سیگنال‌ها با دقت کافی ثبت شوند.

رسم و تحلیل نمودارها

پس از اجرای شبیه‌سازی، لازم است نتایج به شکل نمودار بررسی شوند.

در این آموزش با ابزارهای رسم و نمایش سیگنال در EMTP آشنا می‌شوید و موضوعاتی مانند:

• رسم دو بعدی
• رسم سه بعدی
• نمایش چند سیگنال در کنار یکدیگر
• PLOT
• PLOT3
• SUBPLOT
• ذخیره سیگنال‌های خروجی

مطرح می‌شوند.

ارتباط EMTP و MATLAB

یکی از بخش‌های کاربردی دوره، آشنایی با نحوه ارتباط EMTP و MATLAB است.

این ارتباط برای کاربرانی اهمیت دارد که می‌خواهند خروجی شبیه‌سازی EMTP را در MATLAB پردازش کنند یا نتایج را وارد یک الگوریتم محاسباتی دیگر نمایند. در بسیاری از پروژه‌های پایان‌نامه، MATLAB می‌تواند برای تحلیل نتایج، رسم نمودارهای اختصاصی یا اجرای الگوریتم‌های بهینه‌سازی در کنار EMTP مورد استفاده قرار گیرد.

شبیه‌سازی شبکه سه فاز

در ادامه آموزش، طراحی سیستم‌های سه فاز بررسی می‌شود.

موضوعاتی مانند:

• منبع AC سه فاز
• باس‌بار سه فاز
• ترانسفورماتور
• خط انتقال
• بار سه فاز
• PQ Load
• سوئیچ ایده‌آل

از جمله موارد مطرح‌شده هستند.

این مباحث برای شبیه‌سازی شبکه‌های واقعی قدرت اهمیت زیادی دارند.

مدل‌سازی خطوط انتقال

خط انتقال یکی از اصلی‌ترین اجزای شبکه قدرت است و انتخاب مدل مناسب آن در شبیه‌سازی گذرا اهمیت زیادی دارد.

در این آموزش با موضوعاتی مانند:

• اضافه کردن خط انتقال
• تنظیم پارامترهای خط
• پلاریته خط انتقال
• انواع مدل‌های خط انتقال
• خط انتقال تک‌فاز
• اتصال چند خط تک‌فاز به باس سه فاز

آشنا می‌شوید.

اعمال خطا در شبکه

یکی از کاربردهای مهم EMTP بررسی رفتار سیستم در هنگام وقوع Fault است.

در این دوره نحوه وارد کردن خطا به خط انتقال آموزش داده می‌شود و می‌توان تغییرات جریان و ولتاژ را پس از وقوع خطا مشاهده کرد.

این نوع تحلیل در مطالعات حفاظت، طراحی رله‌ها و بررسی پایداری تجهیزات شبکه کاربرد زیادی دارد.

تحلیل فرکانسی

EMTP علاوه بر تحلیل زمانی، امکان بررسی پاسخ فرکانسی شبکه را نیز فراهم می‌کند.

در بخش Frequency Scan می‌توان محدوده فرکانسی مورد نظر را تعیین کرد و پاسخ شبکه را بررسی نمود.

موضوعاتی مانند:

• Fmin
• Fmax
• Delta_f
• پاسخ فرکانسی ولتاژ
• پاسخ فرکانسی جریان
• پاسخ فرکانسی امپدانس
• اندازه و زاویه
• نمایش لگاریتمی

در این قسمت مطرح می‌شوند.

Subcircuit و Mask

برای پروژه‌های بزرگ بهتر است مدار به بخش‌های کوچک‌تر تقسیم شود.

در EMTP می‌توان از Subcircuit برای ساخت ماژول‌های قابل استفاده مجدد بهره برد.

در این آموزش موضوعاتی مانند:

• ساخت Subcircuit
• Subcircuit Wizard
• تنظیم Portها
• ساخت Mask
• تعریف متغیرهای Mask
• تغییر ظاهر زیرمدار
• ایجاد Library اختصاصی

آموزش داده می‌شوند.

این قابلیت در پروژه‌های بزرگ باعث می‌شود ساختار مدل منظم‌تر و قابل مدیریت‌تر شود.

کاربردهای EMTP در مهندسی قدرت

طبق صفحه محصول، EMTP در حوزه‌های مختلف سیستم قدرت قابل استفاده است، از جمله:

• تحلیل حالت گذرا
• مطالعات صاعقه
• کلیدزنی
• خطوط انتقال
• کابل
• HVDC
• FACTS
• SVC
• VSC
• TCSC
• جبران‌سازی سری و شانت
• ماشین‌های سنکرون
• سیستم‌های حفاظت
• تحلیل اضافه‌ولتاژ
• کلیدزنی بانک خازنی
• رزونانس سری و شانت
• پایداری گذرا
• شبکه‌های توزیع نامتعادل

EMTPWorks و ScopeView

ساختار نرم‌افزار EMTP شامل چند بخش اصلی است.

EMTP-RV موتور اصلی محاسباتی نرم‌افزار است.

EMTPWorks محیط گرافیکی طراحی و ارتباط کاربر با موتور شبیه‌سازی است.

ScopeView نیز برای مشاهده و تحلیل نتایج شبیه‌سازی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

آشنایی با نقش هر بخش باعث می‌شود روند طراحی، اجرا و تحلیل نتایج را بهتر درک کنید.

این آموزش برای چه افرادی مناسب است؟

این دوره می‌تواند برای گروه‌های زیر مفید باشد:

• دانشجویان مهندسی برق قدرت
• دانشجویان کارشناسی ارشد و دکتری
• پژوهشگران سیستم‌های قدرت
• مهندسان حفاظت
• پژوهشگران خطوط انتقال
• دانشجویان HVDC و FACTS
• افرادی که روی پدیده‌های گذرا کار می‌کنند
• دانشجویانی که برای پایان‌نامه به EMTP نیاز دارند
• مهندسان فعال در شبکه‌های انتقال و توزیع

پیش‌نیاز پیشنهادی

برای استفاده بهتر از این آموزش توصیه می‌شود کاربر با مفاهیم پایه سیستم قدرت آشنایی داشته باشد.

موضوعاتی مانند:

• مدارهای الکتریکی
• سیستم سه فاز
• ترانسفورماتور
• خطوط انتقال
• بار
• خطاهای شبکه
• ولتاژ و جریان AC

می‌توانند در درک بهتر مثال‌های دوره مفید باشند.

هدف آموزش

هدف اصلی این فیلم آموزشی این است که کاربر بتواند از محیط EMTP-RV برای طراحی یک سیستم قدرت، اجرای تحلیل گذرا و فرکانسی، اعمال خطا و بررسی نتایج استفاده کند.

پس از مشاهده دوره، کاربر با ساخت پروژه، طراحی مدار، مدل‌سازی سیستم‌های سه فاز، خطوط انتقال، Subcircuit و ابزارهای مشاهده نتایج آشنایی بیشتری خواهد داشت و می‌تواند این نرم‌افزار را در پروژه‌های دانشگاهی و پژوهشی خود به کار بگیرد.

فیلم آموزش فارسی نرم افزار EMTP

نوشته فیلم آموزش فارسی نرم‌افزار EMTP-RV اولین بار در ايران متلب. پدیدار شد.