CN113204586A - 基于Excel报表的变压器电磁计算方法、***、介质及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于Excel报表的变压器电磁计算方法，对变压器设计手册里的数据或参数进行电子化处理，得到数据库；依据变压器电磁计算公式对数据库运用Excel的函数、控件及自定义公式编写Excel报表，计算得到目标值；将计算得到的目标值与设定阈值进行比较，若符合要求，得到对应方案的变压器标准计算单；若不符合要求，调整变压器标准计算单中的参数，重复直至满足阈值要求，生成多种方案；根据生成的多种方案确定每种方案中对应的各部件重量，根据各部件重量计算出不同方案的变压器成本，选择最低成本的方案作为最终结果输出。本发明基于Excel计算功能，通过数据整合和处理，满足变压器电磁计算需求，无需购买成本；操作简便。
Description
技术领域
本发明属于电力技术领域，具体涉及一种基于Excel报表的变压器电磁计算方法、***、介质及设备。
背景技术
变压器的电磁计算包含了上百个计算公式，运算时，还需要辅助查询计算手册中数以万条的参数值或常数。总之，电磁计算的工作量是特别庞大的。早期，计算机未普及时，这些工作都是通过手工计算来实现，数据大概需要十多张纸。一旦目标值与设定阈值不符，所有的计算都需要再重新手算一遍，重复演算直至合格。一方面很耗费人工工时，另一方面手工计算也容易出错。
目前，计算机较为普及，变压器电磁计算大都是通过大型软件实现，但是软件购买费用高，且包含了复杂的编程语言编译生成，且购买费用及，后期维护、升级费用较高；同时这类软件需要若要调整局部计算部分功能，均需要专业人员来操作，可修改性较差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于Excel报表的变压器电磁计算方法、***、介质及设备，基于Excel计算功能，通过数据整合和处理，满足变压器电磁计算需求，无需购买成本；操作简便。
本发明采用以下技术方案：
一种基于Excel报表的变压器电磁计算方法，包括以下步骤：
S1、对变压器设计手册里的数据或参数进行电子化处理，得到数据库；
S2、依据变压器电磁计算公式对步骤S1得到数据库运用index函数、match函数、lookup函数对不同数据库的数据进行组合调用，利用控件及自定义公式编写Excel报表，最终计算得到目标值；
S3、将步骤S2计算得到的目标值与设定阈值进行比较，若符合要求，得到对应方案的变压器标准计算单；若不符合要求，调整变压器标准计算单中的参数，重复步骤S2直至满足阈值要求，生成多种方案；根据生成的多种方案确定每种方案中对应的各部件重量，根据各部件重量计算出不同方案的变压器成本，选择最低成本的方案作为最终结果输出。
具体的，步骤S1中，数据库包括铁心截面数据、硅钢片参数表、导线线规尺寸和附加损耗参数表，铁心截面数据、硅钢片参数表以及附加损耗参数表均以表格形式存放；导线截面面积用自定义公式实现。
进一步的，导线截面面积自定义公式定义为：导线宽度与厚度乘积减去导线圆角部分的面积；调用if函数参与计算，以调整不同规格导线对应不同圆角引起的面积偏差。
具体的，步骤S2中，index函数查找某一行和某一列的交叉单元格中的值，用于选取数据库中指定的参数值；match函数在范围单元格中搜索特定的项，然后返回对应项在此区域中的相对位置，用于返回数据库参数值的位置；lookup查询一行或一列并查找另一行或列中的相同位置的值，用于查询不同铁心直径对应的不同铁心截面；用round函数对数据进行四舍五入处理，以确定数据有效位；在调用导线线规长度、宽度数值时，通过Excel下拉列表控件实现；最后，通过单元格相互引用，参与加减乘除乘方混合计算，最终得到目标值。
进一步的，目标值包括空载损耗、负载损耗、阻抗电压、线圈温升和油顶层温升。
具体的，步骤S3中，目标值包括空载损耗、负载损耗、阻抗电压、线圈温升和油顶层温升设定阈值，用if判断语句进行判断，若目标值小于阈值，表示目标值合格；若目标值大于阈值，表示目标值不合格。
具体的，步骤S3中，各部件重量包括铜线重量、绝缘油重量和钢铁重量。
本发明的另一个技术方案是，一种基于Excel报表的变压器电磁计算方法***，包括：
数据库模块，对变压器设计手册里的数据或参数进行电子化处理，得到数据库；
计算模块，依据变压器电磁计算公式对数据库模块得到数据库运用index函数、match函数、lookup函数对不同数据库的数据进行组合调用，利用控件及自定义公式编写Excel报表，最终计算得到目标值；
输出模块，将计算模块计算得到的目标值与设定阈值进行比较，若符合要求，得到对应方案的变压器标准计算单；若不符合要求，调整变压器标准计算单中的参数，计算模块重复计算直至满足阈值要求，生成多种方案；根据生成的多种方案确定每种方案中对应的各部件重量，根据各部件重量计算出不同方案的变压器成本，选择最低成本的方案作为最终结果输出。
本发明的另一技术方案是，一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行基于Excel报表的变压器电磁计算方法。
本发明的另一技术方案是，一种计算设备，包括：
一个或多个处理器、存储器及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行基于Excel报表的变压器电磁计算方法的指令。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
本发明一种基于Excel报表的变压器电磁计算方法，解决了人工计算的繁琐性，提高了计算的准确性，又解决了大型软件昂贵且不便于维护的缺陷。本发明在Excel报表中整合了大量的变压器计算公式，通过单元格调用有机的衔接了起来，最终生成了符合变压器行业习惯的电磁计算单，清晰的呈现了后续工程图绘制所需要的完整参数，便于绘制变压器图纸；通过增加变压器的成本计算，有利于选取最优计算单，优化了制造成本；也可以作为变压器投标报价的工具，能够准确给出***。
进一步的，步骤S1中数据库的设置便于操作人员更新数据库，只要修改Excel单元格数值就可实现更新；另外数据库的建立避免查阅变压器手册的繁琐程序，也提高了数据查阅的可靠性。
进一步的，导线截面面积自定义公式的设置方便计算电流密度、导线电阻，省去了查阅手册的流程。
进一步的，步骤S2中设置index、match、lookup函数，实现了“一对一”调用铁心截面参数，“二对一”调用导线截面参数；设置下拉列表控件实现了导线线规尺寸的点选，避免了数据输入会产生错误。
进一步的，设置目标值和阈值，通过差值比较，作为Excel报表电磁计算单是否终止运算或合格的判断依据。
进一步的，根据步骤S3确认最终的电磁计算单。利用不同方案中的铜线重量、绝缘油重量和钢铁重量，可以计算出不同方案的变压器成本，选择最低成本的方案作为最终输出，此方案的Excel报表即确定为变压器行业通用的电磁计算单标准格式。
综上所述，本发明解决了同类专业软件的很多弊端：购买及后期维护费用昂贵，需要专人操作推广性难，软件可修改性差。本发明只需要计算机安装Excel软件就可实现变压器电磁计算报表功能，再无其他费用；熟悉Excel简单操作的人员人人都可以使用；数据库更新简单，只需替换单元格数据即可；也可根据数据需要方便的进行功能调整；同时，本发明易于拷贝交流，且不受限于计算机的等级要求。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
在附图中示出了根据本发明公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
请参阅图1，本发明一种基于Excel报表的变压器电磁计算方法，包括以下步骤：
S1、对变压器设计手册里的数据或参数进行电子化处理，得到数据库；
变压器电磁计算所需要的所有参数表，包括铁心截面数据、硅钢片参数表、导线线规尺寸和附加损耗参数表，以上参数表均存放在Excel不同的单元格中，方便单元格调用，电子化处理后作为数据库存存储在固定的单元格；导线截面面积不用再查表格，用自定义的公式实现。
导线截面面积自定义公式定义为：导线宽度与厚度乘积减去导线圆角部分的面积；调用if函数参与计算，以调整不同规格导线对应不同圆角引起的面积偏差。
S2、依据变压器电磁计算公式，对步骤S1得到数据库运用Excel的函数、控件、自定义公式，通过自动化计算得到目标值；
目标值包括空载损耗、负载损耗、阻抗电压、线圈温升和油顶层温升。
Excel报表自动计算核心部分：计算单元选用适合数据调用、处理的index、match、lookup及round函数；index函数查找某一行和某一列的交叉单元格中的值，用于选取数据库中指定的参数值；match函数在范围单元格中搜索特定的项，然后返回该项在此区域中的相对位置，用于返回数据库参数值的位置，以便index函数调用该值；lookup查询一行或一列并查找另一行或列中的相同位置的值，用于查询不同铁心直径对应的不同铁心截面；round函数对数据进行四舍五入处理，以确定数据有效位。
为方便操作，内置Excel控件；控件用到的主要是下拉列表控件，如，在调用导线线规长度、宽度数值时，通过Excel下拉列表控件实现，避免输入无效的导线规格。
同时，根据需要自定义不同功能的公式，通过Excel单元格调用功能，把变压器的电磁计算公式贯串起来，实现目标值的计算。
在计算导线截面面积时，自定义了公式：导线宽度与厚度乘积减去导线圆角部分的面积；对于不同导线圆角大小不同，则通过调用if函数参与计算，以调整不同规格导线对应不同圆角引起的面积偏差。实现了计算不同规格导线面积，只要点选宽度和厚度，就可以得到。
自动化计算是Excel单元格调用后通过电磁计算公式关联起来，自动参与计算的。
S3、将步骤S2计算得到的目标值与设定阈值进行比较，符合要求的Excel报表作为变压器标准计算单的一种方案，依据得到各部件重量，可以得到该方案下的变压器成本；通过调整关键参数，可以得到不同方案下的变压器成本，最终选择最低成本的方案报表，输出变压器行业通用的计算单标准格式。
目标值包括空载损耗、负载损耗、阻抗电压、线圈温升和油顶层温升，设定阈值，用if判断语句进行判断，若目标值小于阈值，单元格“绿色”提示，以示目标值合格；若大于阈值，则“红色”警示，以示目标值不合格。
各部件重量包括铜线重量，绝缘油重量，钢铁重量。
S4、如果不符合要求，返回步骤S2。
本发明再一个实施例中，提供一种基于Excel报表的变压器电磁计算***，该***能够用于实现上述基于Excel报表的变压器电磁计算方法，具体的，该基于Excel报表的变压器电磁计算***包括数据库模块、计算模块以及输出模块。
其中，数据库模块，对变压器设计手册里的数据或参数进行电子化处理，得到数据库；
计算模块，依据变压器电磁计算公式对数据库模块得到数据库运用Excel的函数、控件及自定义公式编写Excel报表，最终计算得到目标值；
输出模块，将计算模块计算得到的目标值与设定阈值进行比较，若符合要求，得到对应方案的变压器标准计算单；若不符合要求，调整变压器标准计算单中的参数，计算模块重复计算直至满足阈值要求，生成多种方案；根据生成的多种方案确定每种方案中对应的各部件重量，根据各部件重量计算出不同方案的变压器成本，选择最低成本的方案作为最终结果输出。
本发明再一个实施例中，提供了一种终端设备，该终端设备包括处理器以及存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述处理器用于执行所述计算机存储介质存储的程序指令。处理器可能是中央处理单元(Central ProcessingUnit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor、DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable GateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，其是终端的计算核心以及控制核心，其适于实现一条或一条以上指令，具体适于加载并执行一条或一条以上指令从而实现相应方法流程或相应功能；本发明实施例所述的处理器可以用于基于Excel报表的变压器电磁计算的操作，包括：
对变压器设计手册里的数据或参数进行电子化处理，得到数据库；依据变压器电磁计算公式对数据库运用Excel的函数、控件及自定义公式编写Excel报表，最终计算得到目标值；将计算得到的目标值与设定阈值进行比较，若符合要求，得到对应方案的变压器标准计算单；若不符合要求，调整变压器标准计算单中的参数，重复直至满足阈值要求，生成多种方案；根据生成的多种方案确定每种方案中对应的各部件重量，根据各部件重量计算出不同方案的变压器成本，选择最低成本的方案作为最终结果输出。
本发明再一个实施例中，本发明还提供了一种存储介质，具体为计算机可读存储介质(Memory)，所述计算机可读存储介质是终端设备中的记忆设备，用于存放程序和数据。可以理解的是，此处的计算机可读存储介质既可以包括终端设备中的内置存储介质，当然也可以包括终端设备所支持的扩展存储介质。计算机可读存储介质提供存储空间，该存储空间存储了终端的操作***。并且，在该存储空间中还存放了适于被处理器加载并执行的一条或一条以上的指令，这些指令可以是一个或一个以上的计算机程序(包括程序代码)。需要说明的是，此处的计算机可读存储介质可以是高速RAM存储器，也可以是非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。
可由处理器加载并执行计算机可读存储介质中存放的一条或一条以上指令，以实现上述实施例中有关基于Excel报表的变压器电磁计算的相应步骤；计算机可读存储介质中的一条或一条以上指令由处理器加载并执行如下步骤：
对变压器设计手册里的数据或参数进行电子化处理，得到数据库；依据变压器电磁计算公式对数据库运用Excel的函数、控件及自定义公式编写Excel报表，计算得到目标值；将计算得到的目标值与设定阈值进行比较，若符合要求，得到对应方案的变压器标准计算单；若不符合要求，调整变压器标准计算单中的参数，重复直至满足阈值要求，生成多种方案；根据生成的多种方案确定每种方案中对应的各部件重量，根据各部件重量计算出不同方案的变压器成本，选择最低成本的方案作为最终结果输出。
本发明基于Excel报表功能，通过对单元格数据操作可方便实现变压器的电磁计算，同时输出了符合行业规定的变压器电磁计算单。
综上所述，本发明一种基于Excel报表的变压器电磁计算方法，操作简单易上手，程序修改容易；无需增加任何成本；输出界面完全符合变压器行业的习惯需求，便于阅读、交流，适用于变压器设计人员使用，也适用相关行业人员参考学习，实用性强，使用范围广。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。
Claims (10)
1.基于Excel报表的变压器电磁计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、对变压器设计手册里的数据或参数进行电子化处理，得到数据库；
S2、依据变压器电磁计算公式对步骤S1得到数据库运用index函数、match函数、lookup函数对不同数据库的数据进行组合调用，利用控件及自定义公式编写Excel报表，最终计算得到目标值；
S3、将步骤S2计算得到的目标值与设定阈值进行比较，若符合要求，得到对应方案的变压器标准计算单；若不符合要求，调整变压器标准计算单中的参数，重复步骤S2直至满足阈值要求，生成多种方案；根据生成的多种方案确定每种方案中对应的各部件重量，根据各部件重量计算出不同方案的变压器成本，选择最低成本的方案作为最终结果输出。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，数据库包括铁心截面数据、硅钢片参数表、导线线规尺寸和附加损耗参数表，铁心截面数据、硅钢片参数表以及附加损耗参数表均以表格形式存放；导线截面面积用自定义公式实现。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，导线截面面积自定义公式定义为：导线宽度与厚度乘积减去导线圆角部分的面积；调用if函数参与计算，以调整不同规格导线对应不同圆角引起的面积偏差。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，index函数查找某一行和某一列的交叉单元格中的值，用于选取数据库中指定的参数值；match函数在范围单元格中搜索特定的项，然后返回对应项在此区域中的相对位置，用于返回数据库参数值的位置；lookup查询一行或一列并查找另一行或列中的相同位置的值，用于查询不同铁心直径对应的不同铁心截面；用round函数对数据进行四舍五入处理，以确定数据有效位；在调用导线线规长度、宽度数值时，通过Excel下拉列表控件实现；最后，通过单元格相互引用，参与加减乘除乘方混合计算，最终得到目标值。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，目标值包括空载损耗、负载损耗、阻抗电压、线圈温升和油顶层温升。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3中，目标值包括空载损耗、负载损耗、阻抗电压、线圈温升和油顶层温升设定阈值，用if判断语句进行判断，若目标值小于阈值，表示目标值合格；若目标值大于阈值，表示目标值不合格。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3中，各部件重量包括铜线重量、绝缘油重量和钢铁重量。
8.一种基于Excel报表的变压器电磁计算方法***，其特征在于，包括：
数据库模块，对变压器设计手册里的数据或参数进行电子化处理，得到数据库；
计算模块，依据变压器电磁计算公式对数据库模块得到数据库运用index函数、match函数、lookup函数对不同数据库的数据进行组合调用，利用控件及自定义公式编写Excel报表，最终计算得到目标值；
输出模块，将计算模块计算得到的目标值与设定阈值进行比较，若符合要求，得到对应方案的变压器标准计算单；若不符合要求，调整变压器标准计算单中的参数，计算模块重复计算直至满足阈值要求，生成多种方案；根据生成的多种方案确定每种方案中对应的各部件重量，根据各部件重量计算出不同方案的变压器成本，选择最低成本的方案作为最终结果输出。
9.一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，其特征在于，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行根据权利要求1至7所述的方法中的任一方法。
10.一种计算设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器、存储器及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行根据权利要求1至7所述的方法中的任一方法的指令。
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