论文总字数：21592字

摘 要

随着经济社会的发展，结合计算机进行电力系统的设计中已显得尤为重要。相比于人力计算短路电流并校验电气设备，通过运用计算机建立电力系统的数学模型与备选电气设备的数据库，可以极大的提升工程设计人员的工作效率。Microsoft Office Excel作为一款电子表格软件，其拥有便捷的计算和图表绘制功能；Microsoft Office Visio 为一款专业的绘图软件，简单、便捷；VBA作为Microsoft Office内置的编程语言，与Basic互相兼容，采用可视化编程环境，利用上述软件，设计图形化的变电所计算分析软件。

本文首先介绍了变电所辅助开发系统，该系统将辅助绘图与辅助设计集于一身，不仅具备了丰富的电气设备图元库，可快速形成电气工程画面，还实现了连接数据库、参数设定、数据计算、智能选择的有机结合，以此可以自动地完成网络参数构建、主接线的确定、短路分析、设备选择校验等功能模块和数据库设计。继而阐述主要的变电所主接线的常见形式，并讨论其优点、不足和接线方式的确定。最后阐述短路电流和潮流计算模块及其计算机算法，建立基于Visio的图形绘制模块。

该变电所设计程序的开发减轻了电气行业从业者的工作负担，显著提高了工程设计的效率，对促进电气工程向标准化、智能化、集成化的发展具有重要的现实意义。

关键词：变电所；电气主接线；Visio

Development of Substation Design Program based on Excel and Visio——Main wiring drawing and graphic modeling module

Abstract

With the development of economy and society, it is particularly important to design power system with computer. Compared with manual calculation of short circuit current and calibration of electrical equipment, the efficiency of engineering designers can be greatly improved by using computer to establish mathematical model of power system and database of alternative electrical equipment.As a spreadsheet software, Microsoft Office Excel provides excellent calculation function and chart tool; Microsoft Office Visio as a professional drawing software, which is simple and convenient. As a built-in programming language of Microsoft Office, VBA is compatible with Basic. Using visual programming environment and using the above software, a graphical substation calculation and analysis software is designed.

This paper first introduces the auxiliary development system of substation, which integrates auxiliary drawing and auxiliary design. It not only has a rich database of electrical equipment graphics, can quickly form electrical engineering pictures, but also realizes the connection database. The organic combination of parameter setting, data calculation and intelligent selection can automatically complete the construction of network parameters, the determination of main wiring, short circuit analysis, equipment selection and verification and other functional modules and database design. Then it expounds the common forms of the main wiring of the substation, and discusses its advantages, disadvantages and the determination of the wiring mode. Finally, the short circuit current and power flow calculation module and its computer algorithm are described, and the graphics drawing module based on Visio is established.

The development of the design program of the substation reduces the work burden of the practitioners in the electrical industry, significantly improves the efficiency of engineering design, and is of great practical significance to promote the development of electrical engineering to standardization, intelligence and integration.

Keywords:Substation,Main Electric Connection,Visio

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪 论 5

1.1课题研究背景、内容及意义 5

1.2 变电所设计的发展趋势 5

1.3 本文的主要工作及内容安排 6

第二章 变电所辅助设计系统的开发 7

2.1概述 7

2.2 系统构成 7

2.2.1 系统调度模块 7

2.2.2 构建网路参数模块 7

2.2.3 主变选择模块 8

2.2.4 主接线设计模块 8

2.2.5 短路电流计算模块 8

2.2.6 电气设备选择校验模块 8

第三章 网络参数输入模块 9

3.1 节点导纳矩阵的节点电压方程 9

3.2节点阻抗矩阵的节点电压方程 10

第四章 电气主接线的设计 11

4.1 电气主接线的基本要求 11

4.1.1 可靠性 11

4.1.2 灵活性 11

4.1.3 经济性 11

4.2 主接线基本接线形式、优缺点及接线方式的确定 11

4.2.1 有汇流母线 11

4.2.2 无汇流母线 12

4.2.3 主接线接线方式的确定 13

4.3电气主接线的设计 14

4.3.1 主接线的设计原则 14

4.3.2 主接线的设计步骤 14

第五章 短路电流计算 15

5.1概述 15

5.1.1 短路电流的危害 15

5.1.2 短路电流的类型 15

5.1.3 短路电流计算的目的 15

5.1.4 短路电流计算的条件 15

5.2 短路电流计算机算法 16

5.2.1 等值网络 16

5.2.2节点阻抗矩阵的计算方法 16

5.2.3节点导纳矩阵的计算方法 19

第六章 电力系统潮流计算 22

6.1概述 22

6.2 潮流计算计算机算法 22

6.2.1 牛顿-拉夫逊法 22

6.2.2 P-Q分解法 24

第七章 变电所程序设计 25

7.1 Visio编程模块 25

7.1.1 模具的建立 25

7.1.2 图元的属性设置 27

7.1.3 为电力系统元件添加连接点 28

7.1.4 VBA编程 30

7.2 Excel编程 31

第八章 结束语 32

致谢 33

参考文献 34

第一章 绪 论

1.1课题研究背景、内容及意义

电能是二次能源，具有生产使用方便、输送安全经济等特点，在人类生产活动中起着重要且不可或缺的基础作用。变电所在电能的输送、分配及电能质量控制中起了重要作用。变电所是位于发电厂和电力用户之间的一个关键中间环节，具有不同地位的变电所的设计方案都有所区别，其主要作用是变换电压等级与合理分配电能。一般情况下，根据变电所的电压等级、升降压等情况，即其在整个电力系统的作用和地位，将其大致分为以下四类，分别为中间变电所（位于系统主要干线接口处）、枢纽变电所（位于系统枢纽点）、地区变电所（主要对地区用户供电）和终端变电所（位于输电线路终端）。本次毕业设计先通过对待设计的变电所的电压等级、进出线回路数、负荷大小（重要负荷百分数）以及一旦全所停电后的损失大小等在系统中体现地位与作用的因素进行分析。其次需要对变压器选择、校验、电气主接线设计、短路电流计算、潮流计算、变电所的电气设备等几个主要部分进行具体的设计。

Microsoft Office Excel作为一款电子表格软件，提供了出色的计算功能和图表工具；Microsoft Office Visio 为一款专业的绘图软件，简单、便捷，VBA是Microsoft Office的内置编程语言且与Basic互相兼容，采用可视化编程环境，其程序设计语言为图形界面的设计提供了便利。

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