自制軟件在電力電容器設(shè)計(jì)生產(chǎn)中的應(yīng)用

羅欣

摘 要：電力電容器是電力系統(tǒng)和電工設(shè)備的重要設(shè)備，在系統(tǒng)的運(yùn)行中發(fā)揮著及其重要的作用。因此對產(chǎn)品的品質(zhì)要求很高；需通過科學(xué)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、試驗(yàn)以保證其各環(huán)節(jié)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。本文從電力電容器制造的角度，結(jié)合現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)技術(shù)，舉例論述了自制軟件在電力電容器設(shè)計(jì)生產(chǎn)和試驗(yàn)等環(huán)節(jié)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：軟件；CVT；電力電容器

1 計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用概述

自1946年2月15日世界上第一臺真正意義上的數(shù)字電子計(jì)算機(jī)“埃尼阿克”（ENIAC）在美國賓夕法尼亞大學(xué)誕生后，半個(gè)多世紀(jì)以來，計(jì)算機(jī)技術(shù)及其衍生的相關(guān)科學(xué)，深刻的改變著人們的思維方式和工作方式，提升了人們認(rèn)識世界和改造世界的能力；對于該技術(shù)的開發(fā)與更新從未停止過，而且依舊處于持續(xù)研究之中。目前，隨著高科技的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)不論是軟件還是硬件功能均得到了極大的提高。硬件與軟件的完美結(jié)合形成了功能各異的應(yīng)用，例如常見的計(jì)算機(jī)、信息傳輸與處理系統(tǒng)、智能控制體系等，推動(dòng)著各行業(yè)的快速發(fā)展；不夸張的說，計(jì)算機(jī)技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展改變了各行業(yè)的工作狀態(tài)與質(zhì)量。對于電力電容器生產(chǎn)企業(yè)而言，將計(jì)算機(jī)技術(shù)合理的運(yùn)用到工作之中，不僅能夠改善現(xiàn)有的工作狀態(tài)而且能夠極大的提升工作的效率，其發(fā)揮出的巨大功效極大的解決了復(fù)雜計(jì)算、數(shù)據(jù)收集與分析等工作量大的問題，不僅節(jié)省了勞動(dòng)力和工作時(shí)間，還有效的降低了人工失誤的概率，從而提升了工作的質(zhì)量。

2 應(yīng)用案例分析

就軟件技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀來看，當(dāng)前已有種類繁多且功能各異的商用軟件，能夠滿足部分行業(yè)的生產(chǎn)與管理需求，在一定程度上提升了生產(chǎn)技術(shù)與工作效率。對于企業(yè)而言，可以通過使用部分商業(yè)軟件，降低企業(yè)開發(fā)投入，快速提升企業(yè)生產(chǎn)效率。但毋庸置疑，商業(yè)軟件有其適應(yīng)性，并不可能滿足各個(gè)企業(yè)特殊的需求。在這種情況下，自制軟件便應(yīng)運(yùn)而生。自制軟件不僅可以滿足企業(yè)現(xiàn)在的特殊需求，還可在后續(xù)使用中繼續(xù)開發(fā)，不斷滿足企業(yè)發(fā)展的需求。下面是一些自制軟件在電力電容器設(shè)計(jì)，檢驗(yàn)和試驗(yàn)方面的應(yīng)用。

2.1 電容器分組程序

2.1.1 需求分析

并聯(lián)成套組架式電容器采用橋差式保護(hù)連接時(shí)，需要對架上的電容器組間容量進(jìn)行調(diào)整，要求每個(gè)橋臂上的電容量盡量接近，對分層布置的每層電容器的電容值要盡量平衡。由于批量生產(chǎn)的單元電容器容量存在分布誤差，當(dāng)電容器數(shù)量很多時(shí)（>100）。如果采用人工進(jìn)行配平的話，其工作量比較大而且效果不佳，為此需要采用一定的程序?qū)Υ罅康臄?shù)據(jù)進(jìn)行細(xì)分，分成各個(gè)小組以降低配平工作的難度。

2.1.2 程序?qū)崿F(xiàn)思路

根據(jù)上述需求分析即可采用數(shù)學(xué)思維進(jìn)行處理，將收集到的n個(gè)數(shù)值并將之分成m組，需要注意的是分組的原則是各組數(shù)值相加得出的數(shù)值之間差異較小，同時(shí)最小組值與最大組值之間的差異要小于規(guī)定限值。如此這樣即可先求出所有數(shù)的平均值Pi，然后求出每個(gè)分組中數(shù)的個(gè)數(shù)g，在Pi附近取出g個(gè)數(shù)作為第一組，再取出g個(gè)作為第二組，循環(huán)直到所有數(shù)取完，然后求出每個(gè)分組的和并將最大的組的和與最小的組的和相比。如果兩者相比的值超過了限值，則需要將最小組中的最小數(shù)值與最大組中的最大數(shù)值進(jìn)行交換以再次求和，進(jìn)而得出最新的最大組與最小組，同時(shí)再次將兩者的數(shù)值加以對比，若比值之間依然超過了限值，則再次重復(fù)上述過程直至達(dá)到規(guī)定要求。此外，在此過程中極有可能出現(xiàn)無限循環(huán)的現(xiàn)象，為此必要要再增加一個(gè)限定即如果經(jīng)過多次對比分析比值依然無法達(dá)到要求，則主動(dòng)退出，以避免無限循環(huán)的做無用功。

2.2 脈沖電容器放電波形模擬程序

2.2.1 需求分析

試驗(yàn)室內(nèi)大都需要高壓脈沖電容器作沖擊試驗(yàn)，檢驗(yàn)脈沖電容器性能時(shí)需構(gòu)建放電回路，這時(shí)就形成串聯(lián)回路參數(shù)選擇問題，為了達(dá)到更好的放電效果往往需要配置合適的電阻。這個(gè)問題屬于電路原理中二階回路零輸人響應(yīng)。在現(xiàn)有技術(shù)層面上，回路相對簡單，電容電壓以及回路電流等均有相應(yīng)的計(jì)算公式，但是對于計(jì)算有電容電感動(dòng)態(tài)元件回路的計(jì)算采用的是二階微分方程，單純采用人工計(jì)算的方式不僅工作量大而且工作難度大。因?yàn)閱未斡?jì)算只能得出某一時(shí)刻的值得，如果要計(jì)算出整個(gè)放電過程的值則需要經(jīng)過多次計(jì)算，人工計(jì)算的工作量之大與難度可想而知。為此，需要基于此設(shè)計(jì)一個(gè)合理的模擬放電的程序，以便更好的計(jì)算出電路參數(shù)。

2.2.2 程序?qū)崿F(xiàn)思路

基于計(jì)算機(jī)設(shè)備的優(yōu)勢以及大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，即可將過放電后得出的數(shù)據(jù)加以整理分析并以波形的狀態(tài)進(jìn)行顯示，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)分析此舉是具備可執(zhí)行性的。具體操作如下：首先，工作人員要計(jì)算出任一時(shí)刻狀態(tài)量的代數(shù)公式；其次，借助計(jì)算器設(shè)備在設(shè)定合理計(jì)算間隔的基礎(chǔ)之上得出串聯(lián)回路在第一時(shí)刻下某一狀態(tài)量的值并將之設(shè)定為臨時(shí)變量進(jìn)而計(jì)算出后續(xù)時(shí)刻的值，同時(shí)運(yùn)用比例關(guān)系將之適當(dāng)放大進(jìn)而將兩個(gè)值設(shè)置為坐標(biāo)，形成縱坐標(biāo)畫直線；再次，完成上述步驟后再計(jì)算下一時(shí)刻的值繼續(xù)畫線，循環(huán)往復(fù)，就能得到該狀態(tài)量在完整的放電過程中的變化波形。只要計(jì)算間隔足夠小，結(jié)果曲線就一定足夠平滑，有點(diǎn)類似微分。通過分析即可在計(jì)算結(jié)果中找到最大正反向電流值的近似值，但對于該值而言依然具備精確度，能夠給與我國在計(jì)算中得出判斷的依據(jù)以檢測配置的合理性，進(jìn)而檢測預(yù)期效果。

2.3 電容式電壓互感器（CYT）出廠試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理程序

2.3.1 需求分析

在實(shí)驗(yàn)之前需要對電容式電壓互感器進(jìn)行出廠測試，以確保電容式電壓互感器處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)之中，經(jīng)過檢測合格后再行裝箱，同時(shí)手工記錄測驗(yàn)數(shù)據(jù)，在工作需要的情況下還應(yīng)對以往數(shù)據(jù)加以對比分析。對于一個(gè)年產(chǎn)CYT幾千臺的大企業(yè)來說，大量近似數(shù)據(jù)的手工錄入不僅速度慢，準(zhǔn)確性低，而且試驗(yàn)原始數(shù)據(jù)是手工記錄，要找出兩年前產(chǎn)品的原始記錄有相當(dāng)難度，還有某些計(jì)算值利用人工重復(fù)計(jì)算，也存在準(zhǔn)確性和效率問題，有一個(gè)工具能解決這種向題就顯得尤為重要，這是實(shí)際工作中最為迫切的問題，是降低工作成本自己提升工作效率的關(guān)鍵所在。

2.3.2 程序?qū)崿F(xiàn)思路

數(shù)據(jù)收集與整理是分析實(shí)驗(yàn)以及完成最終設(shè)計(jì)的關(guān)鍵所在，在整個(gè)過程中數(shù)據(jù)是龐大的而且人工輸入過程中容易出現(xiàn)失誤，采用計(jì)算機(jī)設(shè)備即可解決該問題，這也是計(jì)算器設(shè)備與軟件的優(yōu)勢所在，因此在此環(huán)節(jié)盡量采用程序輸入的方式而不用人工輸入，實(shí)現(xiàn)智能化。例如，當(dāng)前運(yùn)用較為廣泛的CVT產(chǎn)品在工作中采用的HES-1C型互感器校驗(yàn)儀，基于RS232接口與計(jì)算機(jī)設(shè)備進(jìn)行連接并將數(shù)據(jù)返回校驗(yàn)儀，能夠有效的降低實(shí)驗(yàn)誤差，提升數(shù)據(jù)運(yùn)算的精確度與效率。經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)調(diào)試得知，該設(shè)備每秒采樣能夠達(dá)到2.5次，周期為0.4s，基本上實(shí)現(xiàn)了同步數(shù)據(jù)更新的目標(biāo)。在具體操作中，實(shí)驗(yàn)人員僅需點(diǎn)擊鼠標(biāo)即可自動(dòng)僅需采樣并記錄數(shù)據(jù)，無需人員時(shí)刻監(jiān)督，減少工作量，也即人員可以從繁重的數(shù)據(jù)中得以解放。

同時(shí)，為進(jìn)一步提升檢測效果，可以充分運(yùn)用現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)勢設(shè)計(jì)出符合需求的以及發(fā)展趨勢的客戶端，便于非實(shí)驗(yàn)人員使用。如此即可解決非實(shí)驗(yàn)人員掌握試驗(yàn)進(jìn)度與了解實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及其他相關(guān)環(huán)節(jié)信息的途徑，提升了整個(gè)團(tuán)隊(duì)的工作效率及協(xié)作力。此外，在試驗(yàn)中若收集到相應(yīng)量的數(shù)據(jù)即可采用VB軟件并從Excel表中進(jìn)行調(diào)用以加以計(jì)算，得出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，在此過程中需要注意的是數(shù)據(jù)的保存，為避免數(shù)據(jù)的丟失可將輸入的數(shù)據(jù)保存到其他存儲(chǔ)設(shè)備之中，便于后期調(diào)用。

將原始實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)按產(chǎn)品型號歸類存入SQL數(shù)據(jù)庫，日后可以隨時(shí)用關(guān)鍵字進(jìn)行查詢，省時(shí)省力。更進(jìn)一步，可以利用SQL Server的網(wǎng)絡(luò)特性，作出特定功能的客戶端，這樣檢測中心辦公室人員不用進(jìn)試驗(yàn)室也可以實(shí)時(shí)了解試驗(yàn)的進(jìn)度和具體數(shù)據(jù)，也可以打印試驗(yàn)報(bào)告報(bào)告。

3 結(jié)束語

綜上所述，自制軟件具有針對性與適用性強(qiáng)等優(yōu)勢，在電力電容器設(shè)計(jì)生產(chǎn)中的得到了廣泛應(yīng)用，有效的幫助企業(yè)節(jié)省了勞動(dòng)時(shí)間，提高了工作效率，降低了生產(chǎn)成本，但是各類企業(yè)在具體運(yùn)用中要做好實(shí)際需求分析以及相關(guān)參數(shù)的收集和程序設(shè)計(jì)工作，以達(dá)到最佳效果。

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（作者單位：陜西省西安法拉電氣有限公司）