Netzberechnung und Netzschutz

Das  Netzberechnungsprogramm ATPDesigner ist eine grafische Benutzeroberfläche zur Berechnung von Spannungen, Strömen, Leistungen und verschiedenen mechanischen Parametern in Stromnetzen, welches das ATP (Alternative Transients Program, www.atp-emtp.org) als Rechenkern im Hintergrund verwendet. Die Schnittstelle zwischen ATPDesigner und ATP wird über Textdateien hergestellt. Bei der Berechnung erzeugt ATPDesigner eine .ATP-Ausgabedatei, die alle erforderlichen Daten des Stromnetzes beinhaltet und vom ATP berechnet werden kann. Dadurch ist es nicht erforderlich, sich mit dem komplexen Regelwerk des ATP auseinanderzusetzen. Als Ergebnis liefert das ATP eine .LST-Datei (Lastflussergebnisse) und eine Diagrammdatei (.PL4-Datei).

• Die Diagrammdatei (.PL4-Datei) kann von ATPDesigner eingelesen und die Signale z.B. u(t) und i(t) als Diagramm angezeigt werden. 

Das Netzberechnungsprogramm ATPDesigner kann mit ATP als Rechenkern

• sowohl den (quasi) stationären Netzzustand mit einer Lastflussberechnung als auch
• zeitabhängige dynamische Ausgleichsvorgänge, d.h. transiente Netzvorgänge berechnen.

ATPDesigner - Grafische Benutzeroberfläche

Die Abbildung zeigt ein 20-kV-Mittelspannungsnetz im Anzeigemodus Dark Mode. ATPDesigner bietet eine Vielzahl von Möglichkeiten, Farben individuell auszuwählen. Vereinfachend sind die beiden Farbschema Standard und Dark Mode einstellbar.

Das ATP (Alternative Transients Program)

Das ATP (Alternative Transients Program) ist ein seit Jahrzehnten weltweit in Industrie, Forschung und Hochschulen eingesetztes Softwaretool zur Berechnung speziell 3-phasiger, elektrischer Energieversorgungsnetze.

Betriebsmittel in ATPDesigner

ATPDesigner enthält alle wichtigen Betriebsmittel für die Nachbildung und Simulation von elektrischen Energieversorgungsnetzen, wie z.B. Transformatoren oder Leitungen als Vorlagen in Bibliotheken. Dezentrale Erzeugungsanlagen, welche Anforderungen nach VDE-AR-N 4110/4120 berücksichtigen, sind ebenfalls vorhanden. Die Betriebsmittel lassen sich in ihren technisch-physikalischen Eigenschaften mit Hilfe von Einstelldialogen verändern und so den jeweiligen Betriebsverhältnissen anpassen. Nach der Auswahl der Betriebsmittel per Drag&Drop können Betriebsmittel an Netzknoten einfach miteinander verbunden werden. Dadurch lassen sich auch große elektrische Energieversorgungsnetze schnell erstellen und simulieren. Mit Hilfe von ATPDesigner ist es auch möglich, Netzstörungen wie z.B. Kurzschlüsse zu berechnen. Auch Netzschutzgeräte können mit Hilfe generischer d.h. Hersteller unabhängiger Modelle berücksichtigt werden. Die Ergebnisse, z.B. Spannungen, Ströme und Leistungen werden für die einzelnen Betriebsmittel in Tooltips oder in der Netzgrafik angezeigt.

Die Betriebsmittel werden aus dem Betriebsmittel Fenster mit Drag & Drop in das Stromnetzen gezogen und dort mit anderen Betriebsmitteln verbunden. 

Die nachfolgende Abbildung zeigt den Einstelldialog des Betriebsmittels Leitung. Einstelldialoge werden durch einen Left Mouse Button Double Click auf das grafische Symbol des Betriebsmittels geöffnet.

Berechnung des transienten Verhaltens und stationären Netzzustandes

Das Stromnetz kann von ATPDesigner mit dem ATP in seinem stationären als auch in seinem transienten Verhalten berechnet und analysiert werden. Daher ist ATPDesigner besonders für die Analyse und Auswertung von Kurzschlüssen zusammen mit der Netzschutztechnik in Stromnetzen geeignet, aber auch zur Lastflussberechnung im fehlerfreien Normalbetrieb.