CN117077642A - 一种基于vba编程的变电所变配电系统图自动绘制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于VBA编程的变电所变配电系统图自动绘制方法，该方法包括如下步骤：从建筑电气配电干线系统图中获取所有用电负荷信息到EXCEL表格中，信息包括负荷名称、容量等；利用算法对Excel表格中的用电负荷信息进行关键字识别，分为若干用电类别，按不同类别进行自动排序；利用算法为各回路用电负荷自动选择配电设备、供电电缆等，将用电负荷合理地分配到变电所内不同变压器母线段上，并自动选择变压器容量、无功补偿容量等；根据处理后的Excel表格数据，利用程序将关键数据输出到AutoCAD中并自动生成变电所变配电系统图。基于发明提出的变电所变配电系统图自动绘制方法，可以减少电气设计的人工错漏，提高变电所变配电系统图的设计效率与质量。
Description
技术领域
本发明涉及变配电房电气设计以及建筑电气设计技术领域，尤其涉及一种基于VBA 编程的变电所变配电系统图自动绘制方法。
背景技术
变电所作为民用及工业建筑的供电核心，其设计工作是建筑电气设计中不可 缺少的部分，主要包括高低压配电系统图、平剖面图等。其中变电所低压配电系统图的设计为重要的一部分，图纸中需标明变压器容量，母线的型号、规格，馈电开关型号、整定值，电流互感器，电工仪表的型号等。
现有技术中的常规设计流程，是把建筑电气的配电干线系统图中的用电负荷信息通过人工提取与计算，通过较为复杂的处理后，再将变电所配电系统图人工绘制出来。
随着现代技术的快速发展，建筑设计工程领域出现了很多辅助工具与程序，但是常规的设计流程并没有更新，主要还是通过人工方式进行用电负荷的数据处理与图纸绘制，非常耗时且容易出现错漏，设计工作效率较为低下。
发明内容
本发明所要解决的问题是：提供一种基于 VBA 编程的变电所变配电系统图自动绘制方法，用于提高设计工作的效率与变电所配电系统图的图纸质量。
本发明采用如下技术方案：一种基于VBA编程的变电所变配电系统图自动绘制方法，包括以下步骤：
步骤S1、利用变电所变配电系统图设计EXCEL模板文件，打开配电干线系统图CAD文件，提取用电负荷信息，并形成用电负荷计算表格；所述用电负荷信息包括：回路编号、负荷名称、安装容量、需要系数、计算容量、功率因数、计算电流以及是否需要设置消防联动控制、电气火灾监控信息；
步骤S2、根据所述用电负荷信息中的负荷名称，把用电负荷分为不同用电负荷类别，并根据所述不同用电负荷类别进行大小排序，将负荷类别信息填入用电负荷计算表格中；
步骤S3、根据所述用电负荷信息中的计算电流与用电负荷类别，为用电负荷自动选择配电设备，包括开关、互感器以及仪表，并将所选配电设备参数填入到用电负荷计算表格中；
步骤S4、根据所述用电负荷计算表格的计算容量与用电负荷类别，为用电负荷分配变电所低压母线编号，计算总计算容量，并根据用电负荷类别，选择同时系数，最终选择变压器容量，并选择进线柜、联络柜、无功补偿及有源滤波柜，生成变电所变压器负荷计算表；
步骤S5、根据用电负荷计算表格，打开CAD并自动绘制变电所变配电系统图。
其中，步骤S1中，打开配电干线系统图CAD文件提取用电负荷信息并形成用电荷信息表格，方法包括：在EXCEL模板文件中通过Visual Basic程序打开CAD文件，选择用电负荷信息文字，通过Visual Basic程序提取用电负荷信息，并形成EXCEL用电负荷计算表格。
步骤S2中，不同用电负荷类别包括：重要负荷、照明负荷、空调负荷、动力负荷、消防负荷等；重要负荷为除消防负荷之外的，需要不同变压器低压母线供电的用电负荷；按不同用电负荷类别进行大小排序，用于将用电负荷均匀分配在不同变压器母线上。
步骤S3中，根据用电负荷信息中的计算电流为用电负荷自动选择配电设备，方法为：查询用电负荷计算表格中用电负荷的计算电流，根据计算电流的大小与用电负荷类别，通过Visual Basic程序在预设的数据库中查询所需的配电设备；
配电设备包括：低压配电回路柜、配电回路柜内配电开关、电流互感器及配电电缆；
配电设备参数包括：低压配电回路柜的模数、配电开关的型号与整定值、电流互感器型号与规格、配电电缆型号与线径规格。
步骤S4中，根据用电负荷信息中的计算容量与用电负荷类别，为用电负荷分配变电所低压母线编号，包括如下子步骤：
S4.1、通过Visual Basic程序读取用电负荷计算表格中用电负荷的负荷类别与计算容量；
S4.2、按照重要负荷、照明负荷、空调负荷、动力负荷、消防负荷的顺序，为每个类别中计算容量经过大小排序后的用电负荷分配变压器低压母线编号；
S4.3、属于重要负荷及消防负荷的用电负荷，两路用电分配不同的变压器母线编号。
其中，选择变压器容量的方法为：根据Visual Basic程序所计算总计算容量以及整体负荷类型，基于经验值或数据手册推荐值，选择大楼整体同时系数并赋值，最终自动选择变压器容量；所述变电所变压器负荷计算表，用于提供报供电公司供电方案所需的计算书。
步骤S5中，根据用电负荷计算表格打开CAD并自动绘制变电所变配电系统图，包括如下子步骤：
S5.1、预先创建变电所变配电系统图CAD模板及插入各类CAD属性块；
S5.2、读取用电负荷计算表格中的信息，所述信息包括：用电负荷回路编号、负荷名称、计算电流、配电设备参数、变压器容量、进线柜、联络柜、无功补偿及有源滤波柜；
S5.3、通过程序在CAD中进行写入属性块操作，将上述S5.2参数赋予所述CAD属性块。
具体的，CAD属性块包括：高压柜属性块、变压器柜属性块、进线柜属性块、联络柜属性块、无功补偿属性块、有源滤波柜属性块、低压配电回路柜属性块。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
本发明变电所变配电系统图自动绘制方法，通过VB程序（Visual Basic程序）自动读取配电干线系统图中的用电负荷信息，将CAD中的用电负荷信息文字转化成EXCEL能处理的数据，在 EXCEL中实现用电负荷信息数据的处理与自动计算，并通过特定算法选择配电设备参数并给用电负荷分配低压母线编号，用电负荷信息处理完成后，通过VB程序将EXCEL表格中的信息自动绘制变电所低压配电箱系统图，可以大幅提高设计效率，减少人工计算与绘图带来的错误。
附图说明
图 1 是本发明基于VBA编程的变电所变配电系统图自动绘制方法流程示意图；
图 2 是本发明实施例的变电所变配电系统图设计EXCEL模板文件空白样式；
图 3 是本发明实施例的配电干线系统图；
图 4 是本发明实施例的提取用电负荷信息后的用电负荷计算表格；
图 5 是本发明实施例的用电负荷分为不同负荷类型的样式图；
图 6 是本发明实施例的用电负荷按不同类型进行大小排序的样式图；
图 7 是本发明实施例的为用电负荷选择配电设备及设备参数输入到计算表格后的样式图；
图 8 是本发明实施例的以两台变压器为例给用电负荷分配低压母线段编号后的样式图；
图 9 是本发明实施例的生成用电负荷计算表样式图；
图 10 是本发明实施例的低压配电回路柜CAD属性块样式图；
图 11 （a）和图 11 （b）是本发明实施例的在CAD中自动绘制的变电所变配电系统图样式图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的原理和技术方案进行描述，所举实例仅是本发明的一部分实施例，并非限定本发明的范围。对于本发明实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。
如图 1 所示，在本发明的一个实施例中，提供了一种基于VBA（Visual Basic forApplication）编程的变电所变配电系统图自动绘制方法，利用EXCEL和AutoCAD平台基于Visual Basic程序编制特定算法来实现，方法包括以下步骤：
S1、首先，打开EXCE模板文件获取配电干线系统图CAD文件中用电负荷信息；
如图2所示，EXCEL模板文件为预设好的变电所变配电系统设计模板表格，该模板文件含有预设的文字识别与提取算法、关键字识别分类算法、负荷大小排序算法、低压母线段分配算法、负荷计算表生成算法及自动绘图算法等VB程序。
本实施例所述的配电干线系统图CAD文件中至少包含用电负荷的负荷名称、安装容量、需要系数、功率因数等信息，如图3中所示。
本实施例获取方法是利用EXCEL程序打开指定目录下的CAD文件，通过设计人员手动框选或点选的方式，拾取用电负荷信息。
然后，将用电负荷信息输出到 Excel 表格中；
具体地，本实施例通过VB程序识别CAD文件中的用电负荷信息，提取CAD文字的内容及位置信息，将文字内容输入到EXCEL表格中，利用位置信息判断其在EXCEL表格中的输入位置，提取后的用电负荷计算表格样式如图4所示。
S2、将用电负荷信息分为若干用电类别，按不同类别进行大小排序；
本实施例利用关键字识别分类算法将用电负荷分为重要负荷、照明负荷、空调负荷、动力负荷、消防负荷等若干负荷类型，每个负荷类型具有不同的用电特性，其中重要负荷和消防负荷需要双路电源供电，双路的电源需来自变电所内不同变压器低压母线段。
用电负荷的负荷类型确定后，将其类别输入到负荷类型的表格内，如图 5 所示。
本实施例中大小排序的具体方式为，按照重要负荷、照明负荷、空调负荷、动力负荷、消防负荷的次序，同一负荷类别内部按照由大到小的顺序在用电负荷计算表中显示，其结果如图 6 所示。
S3、利用算法为各回路用电负荷自动选择配电设备，并将配电设备参数填入到用电负荷计算表格中；
本实施例根据用电负荷的计算电流，通过读取预设的数据库来为其选择相应的配电设备，并将设备参数输入到负荷计算表格中，如图 7 所示。
所述的配电设备为低压配电回路柜、配电回路柜内配电开关、电流互感器、电工仪表、配电电缆等。
所述设备参数为低压配电回路柜的模数，配电开关的型号与整定值，电流互感器型号与规格，配电电缆型号与线径规格等参数。
S4、利用算法为各回路用电负荷自动选择配电设备及供电电缆，将用电负荷合理地分配到变电所内不同变压器母线段上，并自动选择变压器容量、无功补偿容量等；
具体地，按照2台变压器为例，说明将用电负荷合理地分配到变电所内不同变压器母线段上的具体步骤：
1) 设置变压器台数，即确定低压母线段数量为2；
2) 读取用电负荷的类型及其计算容量；
3) 属于同一用电负荷类型的用电负荷按照其计算容量由大到小的顺序，交替地分配其母线段编号为 1 或 2，并计算每个母线段上的除消防负荷之外的总计 算容量；当某一个用电负荷的备用回路分配到某母线段上时，此母线段上的总计 算容量不考虑此用电负荷的容量；
4) 此负荷类型的所有用电负荷分配完成后，计算 1 段低压母线和 2 段低压母线的总计算容量，并判断大小，总计算容量较小的母线段在下次分配用电负荷时优先分配；
5) 重复2）~4）步骤，直到所有用电负荷均分配到母线段编号。
6）在进行2）~4）步骤时，当负荷类型为消防负荷时，计算每段母线段上总 消防负荷容量，比较总消防负荷容量与非消防负荷容量大小，按较大者选择变压器容量。
经过上述步骤后，负荷计算表中每个用电负荷的母线段编号如图 8 所示，同时生成如图 9 所示的变电所变压器负荷计算表，该计算表包含了报供电公司供电方案时所需的计算书的信息内容，用于后期报供电公司供电方案时使用。
本实施例中自动选择变压器容量的方法是，比较两个母线段上总消防负荷容量与非消防负荷容量大小，以较大者作为依据，在图 9 所示的表格中输入同时系数 Kp 与 Kq的数值，求得总计算负荷，经过算法程序得到变压器容量及无功补偿容量并输入在表格中。
本实施例中变压器台数与低压母线段数量对应，即一台变压器对应一段低压母线。
S5、利用程序将Excel用电负荷计算表格中关键数据输出到AutoCAD中，并自动绘制变电所变配电系统图；
具体地，本实施例中关键数据为用电负荷的回路编号、负荷名称、负荷容量、 计算电流、配电开关及其整定值、电流互感器规格、配电柜模数、配电电缆型号及其规格等，这些信息与 CAD 中配电柜属性块内信息对应。其中低压配电柜出线属性块如图 10 所示，包括开关电流型号、互感器变比、回路号、负荷名称、安装负荷、计算电流以及出线线缆。
此外利用的信息还有负荷计算表中的变压器容量，利用变压器容量可以选择母线规格、主进线柜断路器型号、无功补偿柜及有源滤波柜参数，并在CAD中绘制出来。
本实施例中自动绘制方法为通过EXCEL打开CAD程序，读取设定好的CAD模板，在模板中插入特定的属性块，将EXCEL表格中的特定信息赋值给块属性，最后得到在CAD中自动绘制的变电所变配电系统图样式，如图11（a）和图11（b）所示。
需要说明的是，本发明的技术方案已在实际设计工作中应用，大大缩短了人工设计时间，大幅提高了工作效率，并减少了容易出现的设计错漏。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种基于VBA编程的变电所变配电系统图自动绘制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、利用变电所变配电系统图设计EXCEL模板文件，打开配电干线系统图CAD文件，提取用电负荷信息，并形成用电负荷计算表格；所述用电负荷信息包括：回路编号、负荷名称、安装容量、需要系数、计算容量、功率因数、计算电流以及是否需要设置消防联动控制、电气火灾监控信息；
步骤S2、根据所述用电负荷信息中的负荷名称，把用电负荷分为不同用电负荷类别，并根据所述不同用电负荷类别进行大小排序，将负荷类别信息填入用电负荷计算表格中；
步骤S3、根据所述用电负荷信息中的计算电流与用电负荷类别，为用电负荷自动选择配电设备，包括开关、互感器以及仪表，并将所选配电设备参数填入到用电负荷计算表格中；
步骤S4、根据所述用电负荷计算表格的计算容量与用电负荷类别，为用电负荷分配变电所低压母线编号，计算总计算容量，并根据用电负荷类别，选择同时系数，最终选择变压器容量，并选择进线柜、联络柜、无功补偿及有源滤波柜，生成变电所变压器负荷计算表；
步骤S5、根据用电负荷计算表格，打开CAD并自动绘制变电所变配电系统图。
2.根据权利要求1所述的基于VBA编程的变电所变配电系统图自动绘制方法，其特征在于，步骤S1中，打开配电干线系统图CAD文件提取用电负荷信息并形成用电荷信息表格，方法包括：在EXCEL模板文件中通过Visual Basic程序打开CAD文件，选择用电负荷信息文字，通过Visual Basic程序提取用电负荷信息，并形成EXCEL用电负荷计算表格。
3.根据权利要求2所述的基于VBA编程的变电所变配电系统图自动绘制方法，其特征在于，步骤S2中，
所述不同用电负荷类别包括：重要负荷、照明负荷、空调负荷、动力负荷、消防负荷；
所述重要负荷为除消防负荷之外的，需要不同变压器低压母线供电的用电负荷；
所述按不同用电负荷类别进行大小排序，用于将用电负荷均匀分配在不同变压器母线上。
4.根据权利要求3所述的基于VBA编程的变电所变配电系统图自动绘制方法，其特征在于，步骤S3中所述根据用电负荷信息中的计算电流为用电负荷自动选择配电设备，方法为：查询用电负荷计算表格中用电负荷的计算电流，根据计算电流的大小与用电负荷类别，通过Visual Basic程序在预设的数据库中查询所需的配电设备；
所述配电设备包括：低压配电回路柜、配电回路柜内配电开关、电流互感器及配电电缆；
所述配电设备参数包括：低压配电回路柜的模数、配电开关的型号与整定值、电流互感器型号与规格、配电电缆型号与线径规格。
5.根据权利要求4所述的基于VBA编程的变电所变配电系统图自动绘制方法，其特征在于，步骤S4中根据用电负荷信息中的计算容量与用电负荷类别，为用电负荷分配变电所低压母线编号，包括如下子步骤：
S4.1、通过Visual Basic程序读取用电负荷计算表格中用电负荷的负荷类别与计算容量；
S4.2、按照重要负荷、照明负荷、空调负荷、动力负荷、消防负荷的顺序，为每个类别中计算容量经过大小排序后的用电负荷分配变压器低压母线编号；
S4.3、属于重要负荷及消防负荷的用电负荷，两路用电分配不同的变压器母线编号。
6.根据权利要求5所述的基于VBA编程的变电所变配电系统图自动绘制方法，其特征在于，步骤S4中所述选择变压器容量的方法为：根据Visual Basic程序所计算总计算容量以及整体负荷类型，基于经验值或数据手册推荐值，选择大楼整体同时系数并赋值，最终自动选择变压器容量；所述变电所变压器负荷计算表，用于提供报供电公司供电方案所需的计算书。
7.根据权利要求1至6任一项所述的基于VBA编程的变电所变配电系统图自动绘制方法，其特征在于，步骤S5中，所述根据用电负荷计算表格打开CAD并自动绘制变电所变配电系统图，包括如下子步骤：
S5.1、预先创建变电所变配电系统图CAD模板及插入各类CAD属性块；
S5.2、读取用电负荷计算表格中的信息，所述信息包括：用电负荷回路编号、负荷名称、计算电流、配电设备参数、变压器容量、进线柜、联络柜、无功补偿及有源滤波柜；
S5.3、通过程序在CAD中进行写入属性块操作，将上述S5.2参数赋予所述CAD属性块。
8.根据权利要求7所述的基于VBA编程的变电所变配电系统图自动绘制方法，其特征在于，所述CAD属性块包括：高压柜属性块、变压器柜属性块、进线柜属性块、联络柜属性块、无功补偿属性块、有源滤波柜属性块、低压配电回路柜属性块。
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