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【摘 要】介绍了酸洗冷札联合机组的供配电系统、传动系统和自动化系统，分析了系统应用的技术及设备，为合理选择联合机组电气系统整体方案提供了借鉴和依据。
【关健词】酸轧联合机组 供配电系统 传动系统 自动化系统
酸洗冷轧联合机组分为酸洗和轧制两大工艺，在机组入口布置激光焊机焊接前后两卷带钢，实现无头轧制。带钢先后经过开卷、焊接、连续酸洗、连续轧制和卷取等工序，要求全线带钢在高速、大张力、大轧制力情况下完成。板厚精度误差为微米级，板形误差为几个I单位。因此，酸洗冷轧联合机组生产工艺代表着现代轧钢技术的发展方向，与之相配的电气系统配置方案为了满足生产工艺的要求，对电气系统提出了更高的要求。供配电方案应体现合理性，传动方案应体现先进性，自动化方案必须具有成熟性、可靠性、开放性和先进性等特点。
一、供配电方案
酸洗冷轧联合机组供配电技术方案主要是确定高压供电方案，因为低压配电技术已非常成熟，多种技术方案均能满足联合机组的低压配电要求。而高压供电方案主要考虑的因素有供电可靠性、安全性、合理性。目前，由于高.压硬件设备（如高压开关）运行稳定、可靠且具有完善的安全保护措施，软件（如综合保护系统）也具备五防、故障录波等监控保护功能，后台系统除提供监督和管理功能外，也为运行和倒电操作时的安全提供了软件保证。因此，高压供电方案选择的关键已不再是高压供电可靠性和安全性，而是供电方案的合理性。合理性是影响投资和运行成本的关键指标，主要体现在供配电电压等级的选取。酸洗冷轧联合机组供配电电压常见的组合有35/6kV， 35/lOkV， 110/lOkV。相对来说，高压侧35kV供电电压偏低，电流大，电缆截面积大，因此造成电缆投资增加，运行时电能损耗大，对于装机容量在60MW左右的酸洗冷轧联合机组而言，这两种供配电方案都不是理想选择。随着供配电技术的发展，高压侧采用11okV供电，这种方案高压侧供电电压高，电流小，电缆一次性投资小；低压侧采用lOkV配电可以直接作为轧机主传动电源，另外lOkV电源深人用电负荷中心，作为辅传动和其它动力的电源，同样可以节约电缆投资、降低运行成本。这种供配电方案已成为国内酸洗冷轧联合机组普遍采用的方案。
二、酸轧传动配置方案
（一）主传动
主传动目前分为直流传动和交流传动两种。
1.直流传动具有调速性能好、控制精度高、线路简单、控制方便、过载能力强等优点。但直流主电机工作时，必须在大电流情况下换相，易造成换向器处经常打火，甚至打破正常生产节奏，停车更换碳刷，研磨换向器，使现场维护工作量增大；另外，同样功率的直流电机造价明显高于交流电机。随着传动技术的不断发展，直流传动逐渐被交流传动所替代。
2.交流传动根据变频方式的不同分为交一交直接变频和交一直一交间接变频两种形式。目前，这两种形式在冷轧传动中均有采用。交一交变频系统最大的优点是技术成熟、可靠、过载能力强、效率高、元件简单、维护要求低、du/dt小。缺点是：（1）交一交变频只能在20I}z以下运行，对于需要高速运行的冷轧主传动，其齿轮箱速比必须按照满足工艺速度要求进行增大，而这势必会增加设备投资。（2）交一交变频在电网和电机之间只有一级变频，相对于交一直一交变频器有电容器或电抗器，其功率因数低、动态无功功率大，需要加装静态无功补偿（SVC）设备，而此设备体积大，因此增加了一次性投资费用。
与交一交变频系统方案相比，交一直一交变频系统增加了中间直流环节，变频方式为间接改变电源频率来实现调速目的，且输出频率远高于交一交变频输出频率。采用较少的大功率元器件就能满足控制要求，组成柜体时结构紧凑，占用厂房空间小，一次性投资费用低。
（二）辅传动
冷轧辅传动主要有单独传动和公共母线传动，这两种形式的传动均能满足酸洗冷轧联合机组的生产要求，但在一次性投资和运行成本上有一定差异。
1.单独传动。现场每台电机均采用1台变频器控制，通过现场总线把所有变频器连成网络。因此，变频器柜体数量较多，占用空间大。
2.公共直流母线传动。公共直流母线传动即为集中整流，分开逆变，多台变频共用一个整流单元，各逆变单元挂在公共直流母线上。由于酸洗冷轧联合机组生产的连续性和辅传动设备的工作特性，全线设备有电动、发电两种工作状态，因此，需从节约能源、降低投资、减少空间布置，同时兼顾功率大小、电压等级和工作状态来合理选择运转设备组成公共母线组，进而达到降低整流器总容量的目的。能量回馈时只需在公共整流单元上加装回馈设备即可。辅传动采用公共直流母线方案是国内目前酸洗冷轧联合机组普遍采用的成熟方案。
三、自动化系统方案
酸洗冷轧联合机组一般有三级控制系统。一级为基础自动化，按工艺流程和区域划分，设置PLC、操作站、操作台、操作箱等组成分布式控制系统，主要完成数据采集、顺序控制、连锁控制、监控操作、人机对话和与二级控制系统的数据通信，是联合机组实现连续生产的基础保证；二级为过程控制级，主要完成连续轧钢过程控制、模型优化、全线生产协调，是酸洗冷轧联合机组最为重要的一部分；三级为生产控制级，是企业级管理系统（ERP）与过程控制级之间的桥梁，它将上级部门下达的生产管理计划转化为可由现场执行的生产控制指令，对生产现场进行实时动态调度，从而实现工序管理优化，降低生产成本。
基于生产和管理双重目的的三级网络方案中，一、二网络完成生产控制任务，第三级网络完成数据管理功能，三级网络有机结合，可快捷高效实现生产和管理双重任务。因此，三级网络方案是国内冷轧厂普遍采用的成熟方案。
四、结束语
酸洗冷轧联合机组采用高压输电技术，可以节约投资，降低成本；主传动采用高压交一直一交变频方案，辅传动采用公共直流母线实现控制目的；自动化系统全线设备组成三级网络，使基础控制、过程控制和管理功能有机结合。此电气方案技术先进可靠，设备布局紧凑，投资少，成本低，是酸洗冷轧联合机组电气系统总体方案的理想选择。
参考文献：
[1]刘价.冷轧生产自动化技术[M].2006北京：冶金工业出版社.
【关健词】酸轧联合机组 供配电系统 传动系统 自动化系统
酸洗冷轧联合机组分为酸洗和轧制两大工艺，在机组入口布置激光焊机焊接前后两卷带钢，实现无头轧制。带钢先后经过开卷、焊接、连续酸洗、连续轧制和卷取等工序，要求全线带钢在高速、大张力、大轧制力情况下完成。板厚精度误差为微米级，板形误差为几个I单位。因此，酸洗冷轧联合机组生产工艺代表着现代轧钢技术的发展方向，与之相配的电气系统配置方案为了满足生产工艺的要求，对电气系统提出了更高的要求。供配电方案应体现合理性，传动方案应体现先进性，自动化方案必须具有成熟性、可靠性、开放性和先进性等特点。
一、供配电方案
酸洗冷轧联合机组供配电技术方案主要是确定高压供电方案，因为低压配电技术已非常成熟，多种技术方案均能满足联合机组的低压配电要求。而高压供电方案主要考虑的因素有供电可靠性、安全性、合理性。目前，由于高.压硬件设备（如高压开关）运行稳定、可靠且具有完善的安全保护措施，软件（如综合保护系统）也具备五防、故障录波等监控保护功能，后台系统除提供监督和管理功能外，也为运行和倒电操作时的安全提供了软件保证。因此，高压供电方案选择的关键已不再是高压供电可靠性和安全性，而是供电方案的合理性。合理性是影响投资和运行成本的关键指标，主要体现在供配电电压等级的选取。酸洗冷轧联合机组供配电电压常见的组合有35/6kV， 35/lOkV， 110/lOkV。相对来说，高压侧35kV供电电压偏低，电流大，电缆截面积大，因此造成电缆投资增加，运行时电能损耗大，对于装机容量在60MW左右的酸洗冷轧联合机组而言，这两种供配电方案都不是理想选择。随着供配电技术的发展，高压侧采用11okV供电，这种方案高压侧供电电压高，电流小，电缆一次性投资小；低压侧采用lOkV配电可以直接作为轧机主传动电源，另外lOkV电源深人用电负荷中心，作为辅传动和其它动力的电源，同样可以节约电缆投资、降低运行成本。这种供配电方案已成为国内酸洗冷轧联合机组普遍采用的方案。
二、酸轧传动配置方案
（一）主传动
主传动目前分为直流传动和交流传动两种。
1.直流传动具有调速性能好、控制精度高、线路简单、控制方便、过载能力强等优点。但直流主电机工作时，必须在大电流情况下换相，易造成换向器处经常打火，甚至打破正常生产节奏，停车更换碳刷，研磨换向器，使现场维护工作量增大；另外，同样功率的直流电机造价明显高于交流电机。随着传动技术的不断发展，直流传动逐渐被交流传动所替代。
2.交流传动根据变频方式的不同分为交一交直接变频和交一直一交间接变频两种形式。目前，这两种形式在冷轧传动中均有采用。交一交变频系统最大的优点是技术成熟、可靠、过载能力强、效率高、元件简单、维护要求低、du/dt小。缺点是：（1）交一交变频只能在20I}z以下运行，对于需要高速运行的冷轧主传动，其齿轮箱速比必须按照满足工艺速度要求进行增大，而这势必会增加设备投资。（2）交一交变频在电网和电机之间只有一级变频，相对于交一直一交变频器有电容器或电抗器，其功率因数低、动态无功功率大，需要加装静态无功补偿（SVC）设备，而此设备体积大，因此增加了一次性投资费用。
与交一交变频系统方案相比，交一直一交变频系统增加了中间直流环节，变频方式为间接改变电源频率来实现调速目的，且输出频率远高于交一交变频输出频率。采用较少的大功率元器件就能满足控制要求，组成柜体时结构紧凑，占用厂房空间小，一次性投资费用低。
（二）辅传动
冷轧辅传动主要有单独传动和公共母线传动，这两种形式的传动均能满足酸洗冷轧联合机组的生产要求，但在一次性投资和运行成本上有一定差异。
1.单独传动。现场每台电机均采用1台变频器控制，通过现场总线把所有变频器连成网络。因此，变频器柜体数量较多，占用空间大。
2.公共直流母线传动。公共直流母线传动即为集中整流，分开逆变，多台变频共用一个整流单元，各逆变单元挂在公共直流母线上。由于酸洗冷轧联合机组生产的连续性和辅传动设备的工作特性，全线设备有电动、发电两种工作状态，因此，需从节约能源、降低投资、减少空间布置，同时兼顾功率大小、电压等级和工作状态来合理选择运转设备组成公共母线组，进而达到降低整流器总容量的目的。能量回馈时只需在公共整流单元上加装回馈设备即可。辅传动采用公共直流母线方案是国内目前酸洗冷轧联合机组普遍采用的成熟方案。
三、自动化系统方案
酸洗冷轧联合机组一般有三级控制系统。一级为基础自动化，按工艺流程和区域划分，设置PLC、操作站、操作台、操作箱等组成分布式控制系统，主要完成数据采集、顺序控制、连锁控制、监控操作、人机对话和与二级控制系统的数据通信，是联合机组实现连续生产的基础保证；二级为过程控制级，主要完成连续轧钢过程控制、模型优化、全线生产协调，是酸洗冷轧联合机组最为重要的一部分；三级为生产控制级，是企业级管理系统（ERP）与过程控制级之间的桥梁，它将上级部门下达的生产管理计划转化为可由现场执行的生产控制指令，对生产现场进行实时动态调度，从而实现工序管理优化，降低生产成本。
基于生产和管理双重目的的三级网络方案中，一、二网络完成生产控制任务，第三级网络完成数据管理功能，三级网络有机结合，可快捷高效实现生产和管理双重任务。因此，三级网络方案是国内冷轧厂普遍采用的成熟方案。
四、结束语
酸洗冷轧联合机组采用高压输电技术，可以节约投资，降低成本；主传动采用高压交一直一交变频方案，辅传动采用公共直流母线实现控制目的；自动化系统全线设备组成三级网络，使基础控制、过程控制和管理功能有机结合。此电气方案技术先进可靠，设备布局紧凑，投资少，成本低，是酸洗冷轧联合机组电气系统总体方案的理想选择。
参考文献：
[1]刘价.冷轧生产自动化技术[M].2006北京：冶金工业出版社.