基于Office电力设计软件的开发——图形建模模块

论文总字数：14201字

摘 要

变电站设计作为电力系统设计中的重要组成结构，合理利用电力设计软件是大大减少设计工作量需要掌握的技能之一。利用Microsoft Office中的VBA编程和其他组件可以设计一款110kV变电站电力设计软件，从负荷分析，数据计算，设备选型，模型建模和主接线绘制方面完成110kV变电站的设计工作。本文主要探讨软件设计的图形建模和主接线绘制方面，利用现有的简单图形工具绘制不同的模具组合。最后从不同的模型，不同的接线方法中寻找共同点而完成整个电力主接线的自动绘制。

关键词：110kV变电站设计；Microsoft Office；VBA编程；图形建模；主接线绘制

Abstract

110kV substation design is an important part of power system design. The rational use of power design software is one of the skills needed to greatly reduce the design workload.Using VBA programming and other components in Microsoft Office, a 110kV substation power design software can be designed to complete the design work of 110kV substation from the aspects of load analysis, data calculation, equipment selection, model modeling and main wiring drawing. This article mainly discusses the graphic modeling and main wiring drawing aspects of software design, and uses the existing simple graphic tools to draw different mold combinations. Finally, find common points from different models and different wiring methods to complete the automatic drawing of the entire power main wiring.

Keywords: 110kV substation design; Microsoft Office; VBA programming; graphic modeling; main wiring drawing

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 引言 1

1.1 本课题的背景及意义 1

1.2 国内外电力设计软件的现状 1

1.3 办公软件Office及其特点 1

1.4 本课题的主要研究工作 1

第二章 变电站设计程序的设计 3

2.1 开发平台的介绍 3

2.2 变电站设计程序的构成 3

第三章 电气设备的选择与校验 5

3.1 主接线形式的选择 5

3.2 主变压器的选择 6

3.3 母线参数的选择 7

3.4 绝缘子套管的选择 7

3.5电抗器的选择 7

3.6互感器的选择 7

第四章 电力计算模块 8

4.2.1 短路电流计算 8

4.2.2 潮流计算 9

第五章 图形建模模块 10

5.1 电气设备图形建模 10

5.1.1 一次模具的绘制 11

5.1.2 出线组合的绘制 12

第六章 主接线的绘制 15

6.1 主接线绘制软件界面的设计 15

6.2 主接线绘制过程 16

6.2.1桥型接线的自动绘制 16

6.2.2 单母线分段接线的自动绘制 17

6.2.3 双母线接线的自动绘制 17

6.3 设备型号自动生成 18

第七章 结论与展望 20

7.1本文总结 20

7.2 展望 20

谢辞 21

参考文献 22

1. 引言
   1. 本课题的背景及意义

电力系统设计是电力系统专业学生必须掌握的基本技能，常规设计包括电力网规划设计和变电所电气初步设计。随着国民经济的持续健康稳定发展，电力网络结构越来越复杂，输电线路电压等级越来越高，电网运行方式的变化越来越频繁^[1]，随着图形化用户界面(GUI)的发展,人们对使用图形化的计算机软件实现电力系统的计算的需求越来越大。伴随着电力网的建设，计算机技术的迅速发展为计算机求解提供了可能，使用Office办公软件解决电力设计问题可以在很大程度上使设计人员从繁忙且复杂的计算中解放出来。

• 1. 国内外电力设计软件的现状

电力系统是我国较早应用计算机的部门之一，己有近三十年的历史,在电网规划、计算和工程设计、分析以及辅助设计、辅助试验、仿真、在线监控等方面都有很广泛的应用^[1]。

目前国内所使用的电力设计软件主要有BPA软件包和电力系统分析综合程序(PSASP)^[1]。1984年开始，中国电力科学研究院电力系统研究所开始在全国范围内进行BPA软件包的推广。所谓BPA，指的是Bonneville Power Administration（美国邦纳维尔电力局），这种软件包在上世纪60年代由美国邦纳维尔电力局开发，到如今已具备了电力系统稳态、暂态以及中长期动态、短路电流计算、电压稳定计算和频域计算等交直流电力系统全过程仿真能力。PSASP的具体功能与BPA类似，主要应用于设计规划，调度运行等方向。

国外所使用的电力设计软件主要有PSS/E(Power System Simulator/Engineering)和PSCAD(Power Systems Computer Aided Design)。其中PSS/E主要用于机电暂态的仿真，PSCAD则是专业的电磁暂态分析软件。

以上这些软件的专业层次较高，并且获取方式较为复杂，对于初学者来说上手比较困难，遇到一些简单的仿真计算和电力网绘制问题时使用这些软件显就得有些小题大做了。

• 1. 办公软件Office及其特点

Microsoft Office是由微软公司开发的办公软件套装，主要组件一般包括了Microsoft Word, Microsoft Excel, Microsoft Outlook, Microsoft PowerPoint和Microsoft Access。其高级版本中还包含了Microsoft FrontPage，Microsoft Visio，Microsoft OneNote等内容。

Microsoft Office组件为用户提供了文字处理，表格绘制，流程展示，邮件管理和数据库管理等功能，从一开始，就在人们的日常办公中扮演着相当重要的角色。

• 1. 本课题的主要研究工作

本课题的主要研究目标是依据Microsoft Office组件实现110kV变电所辅助设计。虽然是利用Office组件进行分析和计算，但主要流程依旧是传统的变电站设计流程，首先先对获得的原始资料从人为因素（负荷因素）和自然因素进行分析，从而确定整个变电站应当具有的规模。其次对负荷数据进行分析，通过用户的负荷需求确定主变压器的台数和型号以及电气主接线形式，再而对开关电器进行选择和动热稳定等校验工作，然后利用选择好的开关电器等原件数据运用Excel等工具计算短路电流以测试是否满足条件，最后利用Visio 中的VBA编程以绘制主接线。

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