Описание построения ЭТ для решения поставленной задачи

Используя вышеизложенное построим электронную таблицу для автоматизации расчета электрических нагрузок ремонтно-механического цеха промышленного предприятия в типовом курсовом проекте по электроснабжению.

Таблица для расчета нагрузок выглядит аналогично описанной в разделе 2, но присутствуют некоторые нюансы описанные ниже.

Для удобства пользования расчетная таблица расположена на четырех рабочих листах, а именно:

- Таблица для расчета нагрузок каждого отделения на отдельном листе (листы называются: Отделение1,Отделение2,Отделение3)

- Расчет осветительной нагрузки и нагрузки в целом по цеху расположен на листе «Осветительная нагрузка»

- На листе «Список электроприемников» находится список электроприемников которые могут быть использованы в процессе расчета. Кроме того на этом листе можно найти значения номинальной мощности, коэффициента использования, коэффициента мощности и принадлежность к технологической группе для каждого электроприемника (Этот список можно также найти на листах: Отделение1,Отделение2,Отделение3)

Рассмотрим подробно структуру расчетных таблиц и то, как ими пользоваться для расчета нагрузок ремонтно-механического цеха промышленного предприятия.

3.2.1 Таблица расчета нагрузок по одному отделению цеха.

Таких таблиц в документе три и они распложены на отдельных листах. Каждая таблица состоит из следующих столбцов:

- Наименование характерной группы электроприемников

- Кол-во электроприемников

- Рном одного, кВт

- Рном общ. кВт

- Коэффициент использования

- Cos j

- tg j

- Средняя нагрузка за наиболее загруженную смену (делится на два столбца: активная и реактивная)

- Приведенное число электроприемников

- Коэффициент максимума

- Максимальная расчетная мощность (активная, реактивная и полная)

Столбцы пронумерованы от 1 до 15.

Строки можно разделить на следующие блоки:

- Электроприемники группы А – 10 позиций

- Электроприемники группы Б – 5 позиций

- Каждая группа завершается строкой «Итого по группе»

- Таблица заканчивается строкой «Итого по отделению»

Таблица построена таким образом, что наименования электроприемников можно набирать из списка расположенного ниже. Установив указатель мыши на строку в столбце 1, можно выбрать из появляющегося списка нужное наименование и вставить в ячейку. Возможно подставить пустую строку, тогда позиция окажется пустой и таким образом можно варьировать количеством наименований однотипных приемников. В столбце 2 нужно указать количество однотипных электроприемников, им можно также варьировать и причем неограниченно.

Выбрав наименования электроприемников для группы А и Б нужно нажать кнопку «Просчитать», расположенную под таблицей. Значения номинальной мощности, коэффициента использования, коэффициента мощности для каждого наименования подставятся соответственно в ячейки столбцов 3,5 и 6. и произведется расчет нагрузок по отделению с данной конфигурацией оборудования.

Разберем формулы Excel которые присутствуют в данной таблице на примере одной строки. Возьмем строку 7. В ячейке D7 этой строки присутствует формула =B7*C7, он рассчитывает значение номинальной мощности для наименования однотипных электроприемников путем умножения количества электроприемников на номинальную мощность одного. Далее в ячейке G7 рассчитывается tgj для данного наименования однотипных электроприемников (формула =TAN(ACOS(F7))). Затем идет расчет группового значения m (это значение общее для технологической группы), согласно теоретическим сведениям приведенным в разделе 2, m рассчитывается как отношение наибольшей номинальной мощности к наименьшей. Используя функции Excel МАКС и МИН рассчитаем это значение с помощью формулы =МАКС(C7:C16)/МИН(C7:C16). Диапазон C7:C16 – это – список номинальных мощностей наименований электроприемников группы А, функции МАКС и МИН ищут соответственно максимальное и минимальное значения диапазона и т.о. выше приведенная формула рассчитывает значение m. В следующих ячейках строки идет расчет средней нагрузки за наиболее загруженную смену (активной и реактивной), собственно говоря согласно разделу 2, реализация этого не представляет трудности (формулы =D7*E7 и =I7*G7).

Самое трудное в построении этой таблицы - это реализовать расчет Приведенного числа электроприемников и затем поиск коэффициента максимума. Согласно разделу 2, приведенное число электроприемников при m > 3 и k_и > 0,2 определяется по формуле:

но при m > 3 и k_и < 0,2 расчет в значительной мере усложняется, усложняется соответственно и его реализация в электронном виде. Рассмотрим отдельно формулу с помощью которой предлагается реализовать этот расчет.

Формула имеет вид:

=ОКРВВЕРХ(ЕСЛИ(И(H7>3;E17>0,2);D17^2/СУММКВ(D7:D16);B17*ПоискNэzv(ПОИСКPном1(C7:C16)/C17;ПОИСКN1(C7:C16)/B17));1)

Функция ОКРВВЕРХ округляет значение до целого.

Функция ЕСЛИ поставлена для учета двух возможных ситуаций (m > 3 и k_и > 0,2 и m > 3 и k_и < 0,2) для этой же цели служит в данной формуле и функция И, т.е только если m > 3 и k_и > 0,2 реализуется формула в виде D17^2/СУММКВ(D7:D16). В противном случае в ход вступают функции определенные пользователем (программирование на VBA):

 

1) ПоискNэzv – поиск промежуточного значения n_э* по значениям Р_1* и n_1*

2) ПОИСКPном1 – поиск промежуточного значения Рном1 используя диапазон C7:C16 (номинальные мощности электроприемников группы А)

3) ПОИСКN1 – поиск промежуточного значения n₁

Таким образом реализация случая m > 3 и k_и < 0,2 производится следующим образом:

B17*ПоискNэzv(ПОИСКPном1(C7:C16)/C17;ПОИСКN1(C7:C16)/B17) - с помощью этой формулы реализуется алгоритм нахождения n_э описанный в разделе 2.

Более подробно эти функции (ПоискNэzv, ПОИСКPном1 и ПОИСКN1) будут описаны ниже.

Теперь при расчете n_э не нужно пользоваться справочной таблицой, так как она заложена в функции ПоискNэzv. Так же и поиск коэффициента максимума не нужно производить по таблице или графикам – это делает формула =КОЭФМАКС(E17;K7). Функция КОЭФМАКС ищет значение коэффициента максимума по значениям средневзвешенного коэффициента использования (ячейка Е17) и приведенного числа электроприемников (K7). Функция КОЭФМАКС также определена пользователем.

Далее расчет максимальной расчетной мощности (активной, реактивной и полной) не представляет трудностей.

Аналогично рассчитывается и группа Б за исключением того, что коэффициент максимума там равен 1. Подсчитывается значение нагрузок по отделению в целом.

 

Таким образом мы имеем три совершенно одинаковых таблицы для расчета трех отделений цеха.

3.2.2 Реализация расчета осветительной нагрузки и полной мощности по цеху в целом.

Таблица расчета осветительной нагрузки состоит из следующих столбцов:

- Наименование отделений цеха – сюда автоматически подставляются наименования отделений цеха из соответствующих рабочих листов документа

- Площадь размещения электроприемников – в этот столбец пользователем заносятся площади соответствующих отделений.

- Удельная расчетная мощность – это значение фиксировано для РМЦ и составляет 14,3 Вт/м (при необходимости возможен расчет для других цехов – для этого нужно подставить в эти ячейки соответствующие значения характерные для тех или иных цехов)

- Коэффициент спроса – величина также характерная только для РМЦ

- Максимальная расчетная осветительная нагрузка (активная, реактивная и полная) - расчет этих величин вытекает из теоретических сведений раздела 2 и реализуется с помощью формул: =B5*C5*D5*10^-3, =E5*TAN(ACOS(A12)) и =КОРЕНЬ(E5^2+F5^2) – формулы представлены для первой строки, для второй и третьей подставляются автозаполнением. Далее подсчитывается осветительная нагрузка в целом по цеху.

На этом же листе представлен расчет полной мощности по цеху (область выделенная голубым цветом). Он реализован с помощью связи между рабочими листами документа: Отделение 1, Отделение 2, Отделение 3, и значениями осветительной нагрузки, расположенными на данном листе. Формула выглядит следующим образом:

 

=КОРЕНЬ(('Отделение 3'!O26+'Осветительная нагрузка'!E9)^2+('Отделение 3'!N26+'Осветительная нагрузка'!F9)^2)

О связи между листами было сказано выше (см. раздел 3.1.5.4)