【摘 要】介紹了酸洗冷札聯(lián)合機(jī)組的供配電系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)和自動化系統(tǒng)，分析了系統(tǒng)應(yīng)用的技術(shù)及設(shè)備，為合理選擇聯(lián)合機(jī)組電氣系統(tǒng)整體方案提供了借鑒和依據(jù)。

【關(guān)健詞】酸軋聯(lián)合機(jī)組 供配電系統(tǒng) 傳動系統(tǒng) 自動化系統(tǒng)

酸洗冷軋聯(lián)合機(jī)組分為酸洗和軋制兩大工藝，在機(jī)組入口布置激光焊機(jī)焊接前后兩卷帶鋼，實(shí)現(xiàn)無頭軋制。帶鋼先后經(jīng)過開卷、焊接、連續(xù)酸洗、連續(xù)軋制和卷取等工序，要求全線帶鋼在高速、大張力、大軋制力情況下完成。板厚精度誤差為微米級，板形誤差為幾個I單位。因此，酸洗冷軋聯(lián)合機(jī)組生產(chǎn)工藝代表著現(xiàn)代軋鋼技術(shù)的發(fā)展方向，與之相配的電氣系統(tǒng)配置方案為了滿足生產(chǎn)工藝的要求，對電氣系統(tǒng)提出了更高的要求。供配電方案應(yīng)體現(xiàn)合理性，傳動方案應(yīng)體現(xiàn)先進(jìn)性，自動化方案必須具有成熟性、可靠性、開放性和先進(jìn)性等特點(diǎn)。

一、供配電方案

酸洗冷軋聯(lián)合機(jī)組供配電技術(shù)方案主要是確定高壓供電方案，因為低壓配電技術(shù)已非常成熟，多種技術(shù)方案均能滿足聯(lián)合機(jī)組的低壓配電要求。而高壓供電方案主要考慮的因素有供電可靠性、安全性、合理性。目前，由于高.壓硬件設(shè)備（如高壓開關(guān)）運(yùn)行穩(wěn)定、可靠且具有完善的安全保護(hù)措施，軟件（如綜合保護(hù)系統(tǒng)）也具備五防、故障錄波等監(jiān)控保護(hù)功能，后臺系統(tǒng)除提供監(jiān)督和管理功能外，也為運(yùn)行和倒電操作時的安全提供了軟件保證。因此，高壓供電方案選擇的關(guān)鍵已不再是高壓供電可靠性和安全性，而是供電方案的合理性。合理性是影響投資和運(yùn)行成本的關(guān)鍵指標(biāo)，主要體現(xiàn)在供配電電壓等級的選取。酸洗冷軋聯(lián)合機(jī)組供配電電壓常見的組合有35/6kV， 35/lOkV， 110/lOkV。相對來說，高壓側(cè)35kV供電電壓偏低，電流大，電纜截面積大，因此造成電纜投資增加，運(yùn)行時電能損耗大，對于裝機(jī)容量在60MW左右的酸洗冷軋聯(lián)合機(jī)組而言，這兩種供配電方案都不是理想選擇。隨著供配電技術(shù)的發(fā)展，高壓側(cè)采用11okV供電，這種方案高壓側(cè)供電電壓高，電流小，電纜一次性投資小；低壓側(cè)采用lOkV配電可以直接作為軋機(jī)主傳動電源，另外lOkV電源深人用電負(fù)荷中心，作為輔傳動和其它動力的電源，同樣可以節(jié)約電纜投資、降低運(yùn)行成本。這種供配電方案已成為國內(nèi)酸洗冷軋聯(lián)合機(jī)組普遍采用的方案。

二、酸軋傳動配置方案

（一）主傳動

主傳動目前分為直流傳動和交流傳動兩種。

1.直流傳動具有調(diào)速性能好、控制精度高、線路簡單、控制方便、過載能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。但直流主電機(jī)工作時，必須在大電流情況下?lián)Q相，易造成換向器處經(jīng)常打火，甚至打破正常生產(chǎn)節(jié)奏，停車更換碳刷，研磨換向器，使現(xiàn)場維護(hù)工作量增大；另外，同樣功率的直流電機(jī)造價明顯高于交流電機(jī)。隨著傳動技術(shù)的不斷發(fā)展，直流傳動逐漸被交流傳動所替代。

2.交流傳動根據(jù)變頻方式的不同分為交一交直接變頻和交一直一交間接變頻兩種形式。目前，這兩種形式在冷軋傳動中均有采用。交一交變頻系統(tǒng)最大的優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)成熟、可靠、過載能力強(qiáng)、效率高、元件簡單、維護(hù)要求低、du/dt小。缺點(diǎn)是：（1）交一交變頻只能在20I}z以下運(yùn)行，對于需要高速運(yùn)行的冷軋主傳動，其齒輪箱速比必須按照滿足工藝速度要求進(jìn)行增大，而這勢必會增加設(shè)備投資。（2）交一交變頻在電網(wǎng)和電機(jī)之間只有一級變頻，相對于交一直一交變頻器有電容器或電抗器，其功率因數(shù)低、動態(tài)無功功率大，需要加裝靜態(tài)無功補(bǔ)償（SVC）設(shè)備，而此設(shè)備體積大，因此增加了一次性投資費(fèi)用。

與交一交變頻系統(tǒng)方案相比，交一直一交變頻系統(tǒng)增加了中間直流環(huán)節(jié)，變頻方式為間接改變電源頻率來實(shí)現(xiàn)調(diào)速目的，且輸出頻率遠(yuǎn)高于交一交變頻輸出頻率。采用較少的大功率元器件就能滿足控制要求，組成柜體時結(jié)構(gòu)緊湊，占用廠房空間小，一次性投資費(fèi)用低。

（二）輔傳動

冷軋輔傳動主要有單獨(dú)傳動和公共母線傳動，這兩種形式的傳動均能滿足酸洗冷軋聯(lián)合機(jī)組的生產(chǎn)要求，但在一次性投資和運(yùn)行成本上有一定差異。

1.單獨(dú)傳動?，F(xiàn)場每臺電機(jī)均采用1臺變頻器控制，通過現(xiàn)場總線把所有變頻器連成網(wǎng)絡(luò)。因此，變頻器柜體數(shù)量較多，占用空間大。

2.公共直流母線傳動。公共直流母線傳動即為集中整流，分開逆變，多臺變頻共用一個整流單元，各逆變單元掛在公共直流母線上。由于酸洗冷軋聯(lián)合機(jī)組生產(chǎn)的連續(xù)性和輔傳動設(shè)備的工作特性，全線設(shè)備有電動、發(fā)電兩種工作狀態(tài)，因此，需從節(jié)約能源、降低投資、減少空間布置，同時兼顧功率大小、電壓等級和工作狀態(tài)來合理選擇運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備組成公共母線組，進(jìn)而達(dá)到降低整流器總?cè)萘康哪康?。能量回饋時只需在公共整流單元上加裝回饋設(shè)備即可。輔傳動采用公共直流母線方案是國內(nèi)目前酸洗冷軋聯(lián)合機(jī)組普遍采用的成熟方案。

三、自動化系統(tǒng)方案

酸洗冷軋聯(lián)合機(jī)組一般有三級控制系統(tǒng)。一級為基礎(chǔ)自動化，按工藝流程和區(qū)域劃分，設(shè)置PLC、操作站、操作臺、操作箱等組成分布式控制系統(tǒng)，主要完成數(shù)據(jù)采集、順序控制、連鎖控制、監(jiān)控操作、人機(jī)對話和與二級控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信，是聯(lián)合機(jī)組實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)的基礎(chǔ)保證；二級為過程控制級，主要完成連續(xù)軋鋼過程控制、模型優(yōu)化、全線生產(chǎn)協(xié)調(diào)，是酸洗冷軋聯(lián)合機(jī)組最為重要的一部分；三級為生產(chǎn)控制級，是企業(yè)級管理系統(tǒng)（ERP）與過程控制級之間的橋梁，它將上級部門下達(dá)的生產(chǎn)管理計劃轉(zhuǎn)化為可由現(xiàn)場執(zhí)行的生產(chǎn)控制指令，對生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)時動態(tài)調(diào)度，從而實(shí)現(xiàn)工序管理優(yōu)化，降低生產(chǎn)成本。

基于生產(chǎn)和管理雙重目的的三級網(wǎng)絡(luò)方案中，一、二網(wǎng)絡(luò)完成生產(chǎn)控制任務(wù)，第三級網(wǎng)絡(luò)完成數(shù)據(jù)管理功能，三級網(wǎng)絡(luò)有機(jī)結(jié)合，可快捷高效實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)和管理雙重任務(wù)。因此，三級網(wǎng)絡(luò)方案是國內(nèi)冷軋廠普遍采用的成熟方案。

四、結(jié)束語

酸洗冷軋聯(lián)合機(jī)組采用高壓輸電技術(shù)，可以節(jié)約投資，降低成本；主傳動采用高壓交一直一交變頻方案，輔傳動采用公共直流母線實(shí)現(xiàn)控制目的；自動化系統(tǒng)全線設(shè)備組成三級網(wǎng)絡(luò)，使基礎(chǔ)控制、過程控制和管理功能有機(jī)結(jié)合。此電氣方案技術(shù)先進(jìn)可靠，設(shè)備布局緊湊，投資少，成本低，是酸洗冷軋聯(lián)合機(jī)組電氣系統(tǒng)總體方案的理想選擇。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉價.冷軋生產(chǎn)自動化技術(shù)[M].2006北京：冶金工業(yè)出版社.