如何利用Excel 提高設計工作的效率－針對電纜截面選擇的自動化表格

孫曉光 李 江

（1.華陸工程科技有限責任公司，西安 710054；2.陜西省地方電力（集團）有限公司，西安 710061）

在當下社會高速發展的今天，設計工作者的工作量日趨繁重，其中包括大量并不復雜但是重復性高，而且必不可少的計算。這些計算往往參數眾多，導致結果也各不相同。雖然有很多軟件公司針對這一特點，設計了相關的計算軟件，比如博超 EES,天正電氣等，但是每次計算都是針對單一的一個項目或者數據。如果要進行多次重復計算時，還需要通過重復同樣的步驟才能獲得計算結果，耗費大量的時間，而每一個結果又是孤立的，對于日后統計和查詢，以及不同項目上的對比工作沒有直接的幫助。

要是能把這些經過計算后的數值，統一在一個特定名稱或者含義的數組中，就可以滿足之前統計和對比的要求，對于日后的復查工作也起到了不小的作用。

基于這個思路，筆者通過利用 Excel表格中的查找函數，以及在其基礎上附加數據有效性，單元格條件格式等功能，完成了一套自由度較高的，半自動化電纜截面選擇表格，以減少工作中大量簡單而又重復的工作量。

1 表格的操作

表格使用共分為三大部分。分別是數據填寫與選擇部分，電壓損失校驗部分，和最終結果確認及統計部分。現在將其使用步驟進行詳細講解。

1.1 數據的填寫與選擇

1）數據錄入階段。用戶首先需將電纜廠家樣本中提供的各項參數，如實填寫對應的信息，比如載流量、電阻、電抗值、以及電纜外徑，見圖1（因頁面關系，只截取部分視圖）。

圖1 數據錄入階段

2）各項配合參數填寫部分。包括開關整定值與電機額定電流之間的配合系數，電纜載流量與開關整定值之間的配合系數，以及電纜的環境溫度系數和電纜敷設系數，最后附加一個電纜穿保護管時，保護管管徑和電纜外徑的配合系數。見圖2。

圖2

3）填寫待計算的電機信息。在上述步驟完成的前提下，就可以進入表格的計算選擇部分了。首先，選擇待使用導體的材質，通過下拉菜單，選擇匹配的類型是銅心還是鋁心電纜，再分別填寫該行其后的6個輸入項，包括電機的位號，A/B泵編號，電壓等級，電機的功率因數，電機的效率及其電機的額定功率。見圖3

圖3

4）開關整定值的確定。在完成第三步的基礎上，工作表通過內部公式，計算出電機的額定電流，并乘以之前在第二步中設置過的配合參數，得到開關整定值參考值，用戶此時可以通過之后的下拉菜單可選項，選擇合適的開關整定值。見圖4。

圖4

5）電纜型號的確定。與第四步的操作方式類似，在選定開關整定值后，推薦的電纜載流量也相應生成，用戶只需要選擇適合的數值進行匹配，確定之后推薦的電纜型號也將自動生成。見圖5。

1.2 電壓損失校驗部分

在第一部分完成的基礎上，我們開始第二部分的使用，步驟如下：

1）填寫需要校驗的電機的各項參數。按照表格的提示內容，依次填寫：導體材質類型，電壓等級，以及電機的額定電流計算值。為了方便填寫，電壓等級和額定電流值分別引用之前的數值顯示在相應列的對應單元格內。見圖6。

圖6

2）電壓損失校驗。根據第五步中推薦的電纜型號，在壓損校驗區域中，找到相應的電纜型號，在其后的單元格中，利用下拉菜單選擇需要校驗的距離，這里可供選擇的范圍是50～600m，其中每10m為一個間隔。選定距離后，相對應的電壓損失值也自動生成。如果計算結果未能滿足要求，重新選擇大一個等級的電纜型號，或者選擇雙根電纜，重復上述操作，直到得到合適值為止。見圖7－圖9。

圖7

圖8

圖9

1.3 最終結果確認及統計部分

1）確定結果。通過壓損的校驗，上一步就確定了實際使用的電纜規格和長度。接下來的工作，就是將上述的結果通過表格后方的選擇欄再次確認。包括最終確定的電纜規格，電纜根數，電纜長度，以及根據推薦保護管管徑決定保護管的規格。見圖10。

圖10

2）統計結果。通過以上操作，一臺電機在相應距離內配套的電纜就已經選擇完畢了。這時打開本工作薄的＜最終成品＞工作表。這臺電機的相關數據都被匯總于此，在此表最下方有一個總和結果，他意味著，當用戶統計完所有由同一個地點出線的電纜的總外徑值，這個總和結果對橋架的使用量能有一個很直觀的體現。見圖11。后期通過直接打印出來留底或復查，效果也非常好。

圖11

2 軟件實現上述功能所用到的幾個主要函數

2.1 查找函數 VLOOKUP

VLOOKUP函數可以查找表格中的第一列值，并返回相應的值到指定的表格中。查找表是垂直放置的。VLOOKUP函數的語法如下：

VLOOKUP(lookup_value,table_array,col_index_num,range_lookup)

VLOOKUP函數使用的參數如下：

·lookup_value：查找值在查找表的第一列。

·table_array：包含查找表的范圍。

·col_index_num：匹配值存在的表中的列編號。

·range_lookup：可選項目。如果出現 TRUE或被忽略，可以返回一個近似的匹配值（如果具有匹配值沒有發現，可以返回下一個低于查找值的最大值）。如果出現 FALSE，VLOOKUP函數將查找具體的匹配值。如果函數沒有找到具體的匹配值，函數會返回#N/A結果。

2.2 判斷函數IF

IF函數執行真假值判斷，根據邏輯計算的真假值，返回不同結果。IF函數的語法如下：

IF(logical_test,value_if_true, value_if_false)

·logical_test：表示計算結果為TRUE或 FALSE的任意值或表達式。

·value_if_true：logical_test為 TRUE 時返回的值。

·value_if_false：logical_test為FALSE時返回的值。

除了上述兩個函數外，還大量用到了數據有效性中的序列功能，為本表格的自動化發揮了重要作用。

3 未來的發展

就本表目前的內容，已經能夠滿足絕大多數用戶的基本需求。但是，要更加便捷的將其使用、推廣，外加窗體及自定義函數是一項必不可少的工作。下面附上作者對此表未來變化、發展的一個有待完成的部分。

用戶首先在圖 12看到的＜數據錄入部分＞工作表的人機交互界面上，通過電纜廠家樣本中提供的各項參數，如實填寫對應的信息，比如載流量、電阻、電抗值、以及電纜外徑。見圖12（因頁面關系，只截取部分視圖）。

圖12 數據錄入階段

這些錄入的信息，通過自定義函數，自動導入內部計算用的數據庫，以備后期計算。這里不僅可以對銅心電纜的資料進行錄入，也加入了鋁心電纜資料錄入的功能，只需點選中“導體材質”一欄的選項按鈕，自定義函數便能通過點選后，選中銅或鋁的位置，將指針指向其各自的電纜資料數據庫，使所填數值落入相應的庫內位置。

當錄入階段完畢后，打開其工作薄內的另一個名稱為＜電壓損失計算及錄入表格部分＞的工作表，進行電壓損失校驗，以及將結果錄入＜最終成品＞工作表的工作。見圖13和圖14。

圖13

圖14

4 結論

這里，有人會問，為什么不做成輸入數據，直接一步到位，自動完成的表格呢？當然，之前也有很多類似這種自動生成結果的表格，就這個問題先舉個例子，正如前面演示的內容一樣，選擇 90kW電機，通過額定電流計算值確定開關整定值為250.14，如果按照嚴格的公式匹配，勢必會把開關整定值放大一級，自動選擇整定值為320的數值，這里的放大有可能導致后續一系列連鎖的反應，這對結果會產生不期望的放大，最終導致資源的無端浪費。

而本表格體現的是一個自由度的思路，總結一句話就是，“不變的公式，可變的選擇，準確無誤的結果”。

希望廣大的設計人員，通過此表格的思路，以此作為出發點，集思廣益，把設計中存在的眾多繁瑣的計算，總結、歸納成為一個個符合自己使用習慣，或者一個團隊使用習慣的小軟件，把勞動力從簡單、重復的工作中解放出來，釋放出更多的時間和精力去拓展新的設計思路。希望這一點點的想法，能對有著創新精神的設計人員們起到拋磚引玉的作用，再次感謝大家的閱讀和對本軟件的使用。

注：（1）本文中所提及電纜為 0.6/1kV低壓電纜。

（2）表格中使用到的主要公式：