GGD配电柜断路器排列软件设计

引言

工业领域用电设备较多,例如人工集料生产系统一般包括几台破碎机、筛分机和几十台给料机、皮带机,设备类型多为电动机,负载较小的供电回路需要接触器控制启停。工业生产过程中,各负载设备互相影响,供电可靠性要求较高,多使用放射式接线方式配电。GGD型配电柜一次接线方案配置灵活,柜内方便安装接触器等电器,价格较低且安装、操作直观,灵活性高,较适用于工业领域配电设计。

工业供配电设计过程中,要计算每台GGD配电柜中配置几台断路器,最终确定需要几套GGD配电柜,以便完成后续图纸设计。配置GGD配电柜断路器时需设计人员参照电器样本反复代入计算,工作量较大且繁琐,若依据设计经验简单估计则可能造成配电柜空间浪费,增加配电柜数量,导致增加设备及土地投入,或者配电柜空间不足造成生产困难及使用不便。

针对该情况,可编制软件解决以上问题。Java编程语言有丰富的类库支持,面向对象的特点及跨平台的优点,适用于本软件编制。

软件采用NetBeans可视化开发平台编程,根据断路器数据及电气计算结果选型断路器、计算需要的配电柜数量、配置每台配电柜断路器并显示,能减少设计人员重复劳动工作量,提高配电柜空间利用率。

1软件功能规划

首先在Excel电子表格中完善必要的断路器及配电回路信息,本软件在导入Excel数据之后,先进行断路器选型,计算每个回路需要的断路器,之后根据选型结果排序全部断路器,通过不断迭代试算每个配电柜中的回路以及需要的配电柜数量,选择配电柜后显示该配电柜中的断路器配置。

软件主要功能有:

(1）载入Excel电子表格,读取其中的断路器规格数据、电气计算数据。

(2）选型每个回路的断路器。

(3）计算需要的配电柜数量。

(4）以图片及文字方式列出每个配电柜的断路器配置。

2软件性能

软件输入数据有断路器样本数据及电气计算数据,数据使用Excel电子表格输入。

断路器样本数据主要包括断路器额定电流下限、电流上限、型号、宽度,根据设计时选用的断路器更改"断路器规格"表内的值。电气计算数据主要包括设备、单机功率、数量、需要系数、组、合计功率、设备容量、计算电流、电缆截面、理想长度、估计长度、断路器规格、电缆电压损耗、断路器宽度、电缆电阻、电缆电抗、母线载流量、总电缆长度,根据设计时各回路情况更改"电气计算"表内的值。其中"电气计算"表格内的断路器规格、断路器宽度由本软件计算获得并写入表格,操作人员不需要填写。

软件输出数据有计算出的配电柜数量、每个配电柜包含的回路、回路断路器的大小,上述信息使用图片加文字的方式显示。

设计一个"载入Excel电气计算表格"按钮用以载入上述电子表格。针对"电气计算"表有可能多个的情况,设计一个"表格序号"输入框获取需要计算的"电气计算"表在整个电子表格中的位置。设计一个"选型断路器"按钮为表内的电气回路选型断路器。设计一个"排列断路器"按钮为每个配电柜选择断路器并计算总共需要多少配电柜。设计一个组合框显示各配电柜编号。设计一个"显示区域"布局类用以显示各配电柜断路器配置。软件用户界面使用JavaFx技术。

软件在运行过程中出现的各种错误会弹出警告框显示错误原因,操作者可根据错误原因重新操作软件获得正确结果。

3软件结构

本软件由四个模块构成,即AlertBox.java、ArrangeGGD.java、Equipment.java、TheseEvent.java类。

AlertBox类提供显示错误窗口的功能,ArrangeGGD类提供软件主界面窗口并为按钮等添加事件驱动的功能,Equipment类提供配电柜内断路器显示功能,TheseEvent类负责处理按钮等动作事件。软件结构如图1所示。

4软件流程

软件从ArrangeGGD类启动,创建软件主窗口。然后初始化创建所有子窗口,包括显示区主窗口、操作区主窗口,建立窗口及各交互类的消息响应机制,实现对程序中各个消息的响应,并根据响应弹出对应的窗口,或者实现对应的功能。

4.1载入Exce1文件程序流程

点击载入Excel电气计算表格按钮后,TheseEvent对象中的handle函数处理按钮点击事件,弹出打开文件对话框,要求用户选择正确的Excel配置表,用户选择Excel文件后软件判断用户是否选择文件、判断用户选择的文件是否是Excel文件,若选择文件有误则调用AlertBox对象弹出警告对话框并指示错误原因。

4.2选型断路器程序流程

点击选型断路器按钮后,TheseEvent对象中的handle函数处理按钮点击事件,根据已载入的Excel文件中的断路器数据和各回路电气数据,为每个电气回路配置断路器并写入Excel文件中。程序流程如下:点击选型断路器按钮一TheseEvent对象handle函数生效一根据载入的Excel文件选型断路器一将选型结果写入Excel文件中。

4.3排列断路器程序流程

点击排列断路器按钮后,TheseEvent对象中的handle函数处理按钮点击事件,根据已载入的Excel文件中的断路器数据和各回路电气数据以及计算出的断路器选型数据,采用排序算法先以从大到小的顺序排列各断路器,以排列后的断路器顺序依次代入配电柜中尝试容纳,若不能容纳则换成小规格的断路器尝试,若全部断路器都不能再放入配电柜,则该台配电柜配置断路器完成,开始为下一台配电柜配置断路器,直至全部断路器全部置入配电柜中完成全部断路器排列工作。

4.4显示配电柜断路器配置程序流程

点击下拉菜单后,下拉菜单显示计算出的各配电柜,点击各配电柜后TheseEvent对象中的handle函数处理下拉菜单点击事件,调用Equipment对象显示断路器图片及回路说明。程序流程如下:点击下拉菜单一TheseEvent对象handle函数生效一Equipment类初始化一在显示区内显示每台断路器的图片及回路说明。

5软件运行环境及使用过程

软件基于jdkl.8开发,工作主机需是安装jrel.8虚拟机的桌面计算机。使用过程如下:

(1）安装Java虚拟机。下载jrel.8安装包,双击安装jrel.8虚拟机。

(2）双击运行.jar后缀名的GGD配电柜断路器排列辅助设计软件。

(3）载入Excel电气计算表格。点击载入Excel电气计算表格按钮,弹出打开文件对话框,选择编制好的Excel电气计算表格并点击打开。

(4）输入计算表格序号。在输入框中输入计算表格序号,表格中的计算部分是Excel文件中第二个表格,由于断路器规格表属于配置表格,不是计算表格,因此计算表格序号输入1。

(5）选型断路器。点击选型断路器,程序根据断路器规格表及计算表格中的内容选型断路器。

(6）排列断路器。点击排列断路器,程序根据选型情况列出配电柜个数并配置每个配电柜断路器,显示在配电柜编号之后的下拉条中。

(7）查看配电柜具体配置。点击下拉条中的配电柜,程序在实线框中的显示区显示对应的配电柜配置,如图2所示。

6结语

低压配电设计过程中,各配电柜选择断路器的规格、选择回路的数量需要花费许多时间试算,该过程既枯燥又繁琐。本文所述软件已使用一年有余,实效良好,申请了软件著作权登记,实际使用时显著提高了低压配电工程设计效率。