郝宏偉

(山西蘭花科創(chuàng)玉溪煤礦有限責任公司, 山西 晉城 048000)

0 引言

正確計算供電負荷的大小是供電系統(tǒng)設計的重要基礎，也是保障供電系統(tǒng)可靠運行的重要環(huán)節(jié)。計算負荷是根據(jù)用電設備的安裝容量，采用一定的計算方法得出的。計算負荷是分析和設計供電系統(tǒng)的基礎，是選擇電力電纜、開關(guān)電器、變壓器的依據(jù)[1]。

煤礦企業(yè)或選煤廠中，電氣技術(shù)人員經(jīng)常需要統(tǒng)計用電設備的負荷，并計算電流和容量，主要依靠系數(shù)估算、人工計算、使用PC機上的excel工具或供電軟件進行計算。采用系數(shù)估算，雖然簡便，但誤差較大，不利于準確判斷；人工計算比較費時間，且容易出錯；用excel工具或供電軟件計算，需要使用PC機，當需要進行負荷計算時，往往不在PC機前，使用不方便。針對此種情況，在手機移動終端使用普及的背景下，為了方便電氣技術(shù)人員對供電負荷進行計算統(tǒng)計，有必要開發(fā)基于Android Studio的負荷計算APP。Android手機終端使用非常方便，可隨時打開負荷計算APP在工作現(xiàn)場對供電負荷進行快速統(tǒng)計和電流計算，其計算結(jié)果精確，為電氣設計或技術(shù)人員的工作帶來了便利。

1 負荷計算APP開發(fā)設計

供電負荷計算軟件多采用VC++、VB等語言編寫，都需要在電腦上運行?；赼ndroid系統(tǒng)的移動終端已流行多年，因此，開發(fā)可以在移動終端上使用的供電負荷計算APP具有一定意義。

Android系統(tǒng)是Google推出的，基于Linux的智能操作系統(tǒng)。Google以Apache開源許可證的授權(quán)方式，發(fā)布了Android的源代碼。Android系統(tǒng)是完全公開且免費的。Android應用程序主要使用Java編寫，每一個應用程序由一個或者多個活動組成。利用Java的跨平臺性質(zhì)，基于Android框架開發(fā)的應用程序可以不用編譯運行于任何一臺裝有Android系統(tǒng)的平臺，這正是Android的精髓所在[2]。

Android Studio是谷歌推出的一個Android 集成開發(fā)工具，用于開發(fā)和調(diào)試。Android Studio具有功能強大的布局編輯器，可以通過拖拉UI組件進行界面設計和預覽[3]。負荷計算APP使用Android Studio開發(fā)工具進行開發(fā)，基于Java語言進行編寫。

Android Studio具有如下優(yōu)點：

1) 比Eclipse速度更快。包括啟動速度、響應速度、內(nèi)存占用等均領(lǐng)先于Eclipse。

2) 提示、補全更加智能，更加人性化。提示補全對于開發(fā)來說意義重大，熟悉Android Studio以后效率提升明顯。

3) 支持Google Cloud Platform. Android Studio支持本地的Google Cloud Platform,可以讓開發(fā)者去運行服務器端的代碼。

4) 強大的UI編輯器。Android Studio的編輯器非常智能?？丶膚idth和height屬性會自動補全，不需要每次都手動輸入，另外，定義顏色后會自動把顏色顯示在界面中?？梢匀我馔侠丶?，明顯提高了編輯UI的效率。

5) 更完善的插件系統(tǒng)。在Android Studio中可以像Apple store那樣瀏覽所有的插件、直接搜索、下載并管理，用戶體驗好。

6) Android Studio由Google推出。是Google專門為Android“量身定做”的。是一款基于IntelliJidea改造的IDE，上升空間非常大[2]。

目前，Android已經(jīng)成為一個重要的手機操作系統(tǒng)，此外還有另一個重要的手機操作系統(tǒng)就是iOS系統(tǒng)，但iOS系統(tǒng)只能運行在Apple公司的iPhone、iWatch等產(chǎn)品上。就目前過內(nèi)環(huán)境來說，已有大量手機廠商開始生產(chǎn)Android操作系統(tǒng)的手機，因為Android手機平臺是一個真正開放的平臺，無須支付任何費用即可使用。目前，已經(jīng)發(fā)布搭載Android系統(tǒng)手機廠商包括：三星、HTC、索尼愛立信、LG等；國內(nèi)廠商如華為、聯(lián)想、小米等也發(fā)布了大量搭載Android系統(tǒng)的手機[4]。

Android Studio里有相對布局、線性布局、絕對布局等多種布局：

1) 線性布局。將容器里的組件一個挨著一個排列起來?？梢钥刂聘黝惤M件橫向排列，也可控制各組件縱向排列[4]。

2) 相對布局。這是一種非常靈活的布局方式，能夠通過指定界面元素與其他元素的相對位置關(guān)系，確定界面中所有元素的布局位置。

3) 絕對布局。又可稱作坐標布局，可以直接指定子元素的絕對位置。這種布局簡單直接，直觀性強，但是由于手機屏幕尺寸差別比較大，使用絕對布局的適應性比較差[2]。

負荷計算APP的界面使用相對布局，可以方便的布置控件。在相對布局里使用了TextView、EditText、Button等控件。

TextView控件用于顯示供電負荷計算所需要的內(nèi)容，比如額定功率、電壓、需要系數(shù)、功率因數(shù)、有功功率、計算電流等參數(shù)，EditText控件用于輸入計算所需參數(shù)的數(shù)值，并用于顯示最終的計算結(jié)果。

程序中使用findViewById方法獲取輸入數(shù)據(jù)，通過BigDecimal方法對計算結(jié)果進行四舍五入。最后通過setText方法將計算結(jié)果顯示在APP界面上。

1.1 界面設計

負荷計算APP界面中包含APP名稱、輸入、輸出部分。輸入部分包含所需輸入的負荷功率、需要系數(shù)、功率因數(shù)、額定電壓等；輸出部分包括計算電流、有功功率、無功功率、視在功率等。

界面設計使用Android Studio的相對布局，可輸入10個負荷數(shù)據(jù)。輸入所需計算數(shù)據(jù)，點擊計算按鈕，即可計算結(jié)果。通過編寫程序?qū)τ嬎憬Y(jié)果進行了四舍五入，保留2位小數(shù)。

負荷計算APP界面交互性好，簡單、清晰、操作方便。

1.2 功能實現(xiàn)

打開手機，點擊負荷計算APP圖標，如圖1所示，進入負荷計算APP。

圖1 負荷計算APP圖標

在界面中輸入用電負荷的功率、額定電壓、需要系數(shù)、功率因數(shù)等參數(shù)，點擊計算按鈕，即可得出負荷計算結(jié)果，并顯示在APP界面中。APP界面設計如圖2所示。

2 實例分析

以玉溪煤礦選煤廠部分供電負荷進行計算和驗證。

1) 數(shù)據(jù)輸入。APP界面中的每個用電負荷的單位均為有功功率千瓦(kW)，可輸入10個用電負荷。APP界面中輸入需要統(tǒng)計的用電負荷，對玉溪煤礦選煤廠主洗車間部分用電設備進行計算：3101

圖2 負荷計算APP界面

塊煤脫泥篩，30 kW；3102淺槽分選機，18.5 kW；3103塊精煤脫介篩，55 kW；3105塊矸石脫介篩，22 kW；3104末精煤轉(zhuǎn)載刮板，7.5 kW；801塊精煤帶式輸送機，90 kW；3107塊煤稀介泵，90 kW；3110塊煤合介泵，220 kW；3108塊煤磁選機，7.5 kW；3302塊煤煤泥水泵，90 kW。以上設備額定電壓均為0.66 kV，需要系數(shù)Kx取0.85；功率因數(shù)cosφ取0.8。在APP界面中，負荷的單位為千瓦，電壓單位為千伏，電流單位為安培，有功功率為千瓦，無功功率單位為千乏，視在功率單位千伏安。

2) 負荷計算。所需初始數(shù)據(jù)輸入完成后，點擊APP頁面中底部的“計算”按鈕，即可得出計算結(jié)果，包括計算負荷、無功功率、視在功率。其界面如圖3所示。

3 APP計算結(jié)果驗證

為驗證APP計算的結(jié)果，對所輸入的數(shù)據(jù)進行人工手算，與APP的計算結(jié)果進行比較，以證明APP計算結(jié)果的可靠性。

3.1 供電負荷人工計算

確定供電系統(tǒng)中各設備電力負荷的大小，是正確選擇變電所的供電系統(tǒng)、變壓器容量、電氣設備，導線截面及儀表量程的依據(jù)，因此必須對電力負荷進行統(tǒng)計和計算。求計算負荷的方法有需要系數(shù)法、利用系數(shù)法、二項式法等，在煤礦企業(yè)供電設計中，一般采用需要系數(shù)法。需要系數(shù)法計算簡便，能適用于任何性質(zhì)的企業(yè)，計算結(jié)果也比較準確[5]。負荷計算APP采用了需要系數(shù)法進行計算。為便于比較，人工計算結(jié)果保留3位小數(shù)。

圖3 負荷計算結(jié)果界面

供電負荷具體計算過程如下：

Qj=Pj·tanφ=535.925×0.75≈401.944 kvar

式中：P1、P2、PN為設備額定功率，kW；∑PN為所有設備額定功率之和，kW；UN為額定電壓，kV；Kx為需要系數(shù)；cosφ為功率因數(shù)；Pj為計算負荷,kW；Qj為無功功率,kvar；Sj為視在功率,kVA；Ij為計算電流,A。

3.2 APP計算結(jié)果比較

將APP計算結(jié)果與手算結(jié)果通過列表進行比較，從表1中的對比可以看出，采用Android studio編寫的負荷計算APP的計算結(jié)果準確可靠。

表1 負荷計算結(jié)果比較表

3.3 應用效果

常用的變壓器容量有315 kVA、500 kVA、630 kVA、800 kVA、1 000 kVA、1 250 kVA、2 500 kVA等，根據(jù)APP的計算結(jié)果，能夠快速確定所需變壓器的容量，對電氣設計人員和從業(yè)人員的使用都非常方便。

該負荷計算APP可實現(xiàn)10個用電設備的負荷計算，界面簡單、交互性好，能夠快速準確的進行計算。如果某個數(shù)據(jù)輸錯，可直接修改，點擊計算按鈕即可得出計算負荷、無功功率、視在功率、計算電流等結(jié)果。

4 結(jié)論

現(xiàn)代社會是信息化發(fā)展的時代，手機移動終端的使用已非常普及，基于Android Studio的負荷計算APP為電氣技術(shù)人員的工作提供了便利，避免了利用系數(shù)估算誤差大的問題，可以快速準確的對用電負荷進行統(tǒng)計和電流計算。

本負荷計算APP可根據(jù)需要進行進一步的開發(fā)和拓展，增加功能模塊，可以增加需要計算的負荷數(shù)量，增加短路電流的計算以及電纜選型的計算。也可以增加使用登錄賬號的功能。