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电气基本知识教程

轧钢棒材

电气基本知识教程

轧钢项目部

魏效贵

目录

第一章安全用电

第一节电的作用

第二节安全电压和安全用电

第三节触电后的抢救

第四节拉电

第二章轧钢棒材主电室传动装置配置

第一节高压配置

第二节低压配置

第三节PLC控制柜

第三章现场电气配置

第一节炉区

第二节主轧区

第三节冷床区

第四节收集区

第四章现场控制台控制箱、配电箱布置

第一节控制室

第二节现场操作台

第三节现场操作箱、开关箱、步配置

第四节工业电视系统配置

第五节大屏幕

第五章现场检测元件配置及其作用

第一节主电机检测元器件

第二节轧机区检测元器件

第三节飞剪检测元器件

第四节冷床区检测元器件

第五节收集区检测元器件

第一章安全用电

第一节电的作用

生活、生产、工业、农业、科技等任何一个领域都离不开电，家庭中的电用来照明、做饭、烧水、驱动电视、冰箱等所有电器设备，工厂中电动机、仪器、仪表、办公电脑等，军事中的卫星、导弹等电子仪器，科研中的天文望远镜，各种试验仪器，无一不跟电有关，电是人们生活及国民经济发展中不可缺少的一种主要的能源介质。

电是一种能源，它可以转变成机械能、热能、光能等多种的能源形式。

电的传输形式与管道传送介质（如水）有相似之处，管道有管径大小，导线有截面大小；水有压力大小，电有电压高、低；水有水流，电有电流；水有阀门，电有开关；管道的粗细、拐弯对水阻力大小有影响，电的导线材质，长短、粗细等对电阻大小有影响。

同样管径的管道压力越大，单位时间流过的水越多，同样，同样粗细的导线电压越高，单位时间流过的电荷也越多。

电虽然看不见摸不着，比较抽象，用形象的东西来代替它，电也就好理解了。

第二节安全电压和安全用电

一、安全电压

按国家规定，正常条件下，36V以下为安全电压，但在金属容器内或在潮湿地方作业时，电压等级应降至24V以下为安全电压，所谓安全电压即人体直接接触时，对人体不能造成伤害的电压等级。

二、电是如何伤害人的

在正常低压电路中（一般指380V以下）电工作业时，有人带电作业。

为什么这种情况下（已超出36V安全电压）人受不到伤害呢？

你要是仔细观察，一定能看出他的脚下一定有绝缘物（如胶皮、干燥的木材等绝缘物）他接触一根导线（注意：

人体不能同时碰到两相电源或一火线一地线）电通过人体不能形成通路，那无电流流过人体，（注意：

此种作业方式只限于低压并且紧急情况下使用，按规程是不允许带电作业的）

假如人站在普通的地面上（不绝缘），或同时接触两棵或以上非同相电源线（或带电体），电流通过人体，电流达到一定数值后，即可麻痹人是神经使人体心脏停止跳动。

假如高压电线落地上，接地点周围都回形成一个很强的磁场，都知道，磁可以转化成电，不要认为线路接地电压为零就不会伤害人了，如发现这种情况，人应单腿跳出，远离接地地点，如用两条腿走路，能形成跨步电压，造成人自伤亡。

这也就是我们看到小鸟落在电线上伤不到它的原理，人的步幅大，形成的跨步电压大，足以伤害人身，而小鸟相对很小，其爪间距离小，形成的跨步电压小，不足以伤害它。

第三节触电后抢救

发现有人触电后，千万不可用手直接进行拉、推等与触电者直接接触的动作，应进行以下工作；

一、将相应的电源开关切断。

二、不能明确电源开关位置或离开关较远时，应就近找干燥的木棒或其他绝缘物将触电者从电源上脱开

三、将触电者抬到通风处，仰卧，解开领扣等压迫胸部的衣扣等束缚物，进行人工呼吸并及时通知120急救中心及相关人员。

第四节验电

一、高压验电

高压验电中必须用专用高压验电电笔，并特别注意用相应电压等级的验电笔。

并严格按验电笔上的使用说明使用。

高压电气设备检修前，所有停电工作做完后，应再进行一次验电之后还要挂接地线或合接地开关，确认电源已停电后才能进行设备检修。

高压开关分断后，必须挂警示牌（有人检修，严禁送电）有锁死机构的要启用锁死机构，并由检修人员带走钥匙。

没有的要派专人看守。

二、低压验电

检修部位已停电后，应先找一处确实有点的部分进行试验电笔，验电笔前端金属头应接触到带电体，手触到电笔尾端的金属圈，氖管亮说明有电，不亮则认为已停电，或用电压表测量，但不要立即用手去抓检测物，应用手指背轻触检修体金属部分，无电击现象再进行检修。

附近无验电笔及相应仪器时，万不得已的情况也可采用手指背触电方式确定线路是否带电（但注意线路或开关必须确认是低压设备或线路）。

同样，低压电气设备检修时，也应在开关上挂上“有人检修，禁止合闸”之类的标示语。

有必要时派专人看守。

设备检修前验电工作相当重要，这项工作直接关系到作业人员的人身安全，绝对不可忽视。

思考题：

1、安全电压是多少？

2、遇到高压电线失落地面的情况时，你如何离开现场？

3、如遇有人触电应如何处理？

4、电气设备检修前，为何要验电？

5、在没有验电设施的情况下，还有什么办法可验电。

第二章轧钢棒材线主电室传动装置配置

第一节高压配置

一、轧钢棒材变电所一座、一次电压10KV二次侧变压器输出共分三种电压等级630V、430V、400V，其中630V电源整流后供给1—18主轧机和4号冷飞剪，420电源整流后供给1＃——3＃飞剪，冷床主传动和收集回转台架（4台）。

400V电源供变频辊道、天车。

风机等其它设备和照明。

变电所内有变压器共15台，1—8号为直流整流变压器，其中1—6为主轧机供电变压器，7为4号冷飞剪变压器、8号为1—3号飞剪、冷床的转动和收集台架电机传动变压器，9号为变频传动整流变，10—13为普通动力变，14号为照明变、15号为备用变容量于9号—13号一致，可为9号提供临时备用，10—13长期备用。

变压器数据表及规格号如下表所示。

（15号是否订货待定）。

变压器参数表（表一）

名称

设备编号

型号参数

阻抗

接线组别

所带负荷

整

流

变

-T01（1#）

10/0.63-0.63-0.63KV

3250/850-1200/1200KVA

8%

Dd0

+D01:

550KW,+D03:

800KW

+D04:

800KW

-T02（2#）

10/0.63-0.63-0.63KV

3250/850-1200-1200KVA

8%

Dy11

+D02:

550KW,+D05:

800KW

+D06:

800KW

-T03（3#）

10/0.63-0.63-0.63KV

3750/1350-1200-1200KVA

8%

Dd0

+D07:

900KW,+D08:

800KW

+D10:

800KW

-T04（4#）

10/0.63-0.63-0.63KV

3750/1350-1200-1200KVA

8%

Dy11

+D09:

900KW,+D11:

800KW

+D12:

800KW

-T05（5#）

10/0.63-0.63-0.63KV

4500/1350-1350-1800KVA

8%

Dd0

+D13:

900KW,+D14:

900KW

+D17:

1200KW

-T06（6#）

10/0.63-0.63-0.63KV

4500/1350-1350-1800KVA

8%

Dy11

D15:

900KW,+D16:

900KW

+D18:

1200KW

-T07（7#）

10/0.63-0.63KV

2250/1125-1125KVA

8%

Dy11

Dd0

4号飞剪—1，750KW

4号飞剪—2，750KW

-T08（8#）

10/0.42KV

1600KVA

6%

Dd0

1-3号飞剪，冷床主传动，收集回转台架。

-T09（9#）

10/0.4KV.TAP:

±5%

1600KVA

4.5%

Dyn11

变频供电变压器。

交

流

变

-T10（10#）

S9—1600/10,10/0.4KV

TAP:

±5%

4.5%

Dyn11

厂房动力变

-T11（11#）

S9—1600/10,10/0.4KV

TAP:

±5%

4.5%

Dyn11

厂房动力变

-T12（12#）

S9—1600/10,10/0.4KV

TAP:

±5%

4.5%

Dyn11

厂房动力变

-T13（13#）

S9—1600/10,10/0.4KV

TAP:

±5%

4.5%

Dyn11

厂房动力变

-T14（14#）

S9—315/10,10/0.4KV

TAP:

±5%

4.%

Dyn11

厂房照明变

至于整流变与动力变的区别及变压器工作原理不做细致讨论，以后电工授课时再做细致分析。

二、高压柜

1、高压开关柜

它是高压电源进到变电所后的第一套设备，开关柜上口连接总降来的10KV电源，下口输出10KV电源到各变压器型式中置式VS1真空断路器，继电保护其作用就算连接分断总降与变电所变压器之间的开关其中内置继电保护对变压器和线路进行保护。

2、高压静态补偿柜

由于可控硅设备的大量应用，谐波污染日渐突出，功率因数下降，造成电的浪费。

静态补偿装置的应用，目的是消除或减小谐波污染，提高动率因数。

在初期建设中该装置暂时不上，待生产运行后测定各种参数，然后计算，最后才能确定补偿参数。

3、高压联络柜

其作用是当双母线进线时，如采用一用一备时或采用两母线同用时，一旦一条母线出现故障，可甩掉一条，用另外一条无故障线路负担全部负荷。

由于设计单位至今未出高压柜设计参数，所以具体数据不详，大家做一下大概了解。

第二节低压配置

一、低压开关柜

1、型式：

轧钢棒材线低压开关柜，拟采用固定式（GGD），内部元件采用施耐德电气元件。

2、作用：

A:

配电B:

电机控制

3、型式介绍：

目前普遍采用的低压开关柜有两种。

一种是固定式即GGD型，另一种是抽出式即GCK、GCS型。

前者价格较低。

两者性能比较，固定式故障时更换元器件时间长，但坚固耐用。

后者故障处理时间短，可用备用抽屉直接更换，但插头易松动，也易造成事故，且价格较高，鉴于上述各种情况。

我部选用GGD型。

施耐德电气元件质量比较优良，因此可将元器件的故障率降到最低。

最大限度地避免了更换元器件而影响生产的几率。

二、直流整流装置柜

1、轧机区

轧钢区共有轧机电机18台，每台电机单独供电，整流部分采用电枢可逆型式，一般情况下一台电机有一台功率柜、一台控制柜（励磁部分含在其中）。

这样，轧机区有18台功率柜，18台控制柜（数据有待设计完成后核实）。

在18台轧机电机中，电机额定电流均大于850A。

按照应用惯例，均采用国内组装功率柜，控制柜采用原装6RA70（西门子）系列以达到既实用又经济的运行方案。

2、飞剪：

飞剪共有四台套,5台电机拖动，均采用直流传动，1＃—3＃飞剪容量较小，采用原装6RA70直流控制柜和原装西门子功率柜，4号飞剪采用两台电机拖动，功率750KW×2，功率柜采用国产，控制采用西门子6RA70系列

1＃—4＃飞剪共有5台功率柜5套控制柜（励磁在控制柜中）

3、冷床主传动

冷床主传动采用3台75KW直流电机拖动，由于功率较小，功率单元和控制单元均采用西门子原装，并可装于一柜内，即三台电机有三面传动柜。

传动柜型号6RA7078—6DV62-Z

4、收集回转托架装置

收集回转托料装置共有四台电机拖动（A、B区各2台）

均为直流传动，电机为30KW×4，拖动控制采用西门子原装6RA7031-6DV62-Z，共四面柜。

三、变频装置柜

变频装置柜主要针对棒材线上的辊道，全线所有辊道均采用变频传动，（部分辊道在机械设计上不采用变频，但电气上仍配备了变频。

）单体电机部分采用变频传动。

在辊道变频装置中一段辊道由一台变频拖动，每段辊道的电机数目和负荷量不一定相等，视情况而定，因此变频装置的容量也有很多种类，但控制单元型号一律为6SE6440，下面列举辊道的分段情况，一段辊道对应一个变频柜。

一台单体电机拖动（如链式提升机）也对应一台变频装置（一只变频柜）

变频装置配备一览表（表二）

变频装置初步选型表表2

电机

变频器或逆变器或整流回馈单元

用途

数量

单机功率kW

电压V

总电流A

编号

数量

型号

电压V

电流A

功率kW

FA0

1

进线柜

630

300

热送辊道（後該17台後參數變）

10

4

380

87

FA1

1

6SE6440-2UD34-5FA1

380

90

45

链式提升机

1

30

380

65

FA2

6SE6440-2UD33-7EA1

380

75

37

入炉辊道1#

9

4

380

78

FA3

1

6SE6440-2UD34-5FA1

380

90

45

入炉辊道2#

9

4

380

78

FA4

1

6SE6440-2UD34-5FA1

380

90

45

出炉辊道

11

2.2

380

53

FA5

1

6SE6440-2UD33-0EA1

380

62

30

2#轧机升降电机

1

22

380

48

FA6

1

6SE6440-2UD33-0EA1

380

62

30

4#轧机升降电机

1

22

380

48

公用FA6

6#轧机升降电机

1

22

380

48

公用FA6

8#轧机升降电机

1

22

380

48

FA7

1

6SE6440-2UD33-0EA1

380

62

30

10#轧机升降电机

1

22

380

48

公用FA7

予水冷段辊道

13

2.2

380

62

FA8

1

6SE6440-2UD33-7EA1

380

75

37

穿水冷却段辊道

20

2.2

380

96

FA9

1

6SE6440-2UD35-5FA1

380

110

55

FB0

1

进线柜

630

300

冷床输入辊道1#

22

2.2

380

105

FB1

1

6SE6440-2UD35-5FA1

380

110

55

冷床输入辊道2#

22

2.2

380

105

FB2

1

6SE6440-2UD35-5FA1

380

110

55

冷床输入辊道3#

22

2.2

380

105

FB3

1

6SE6440-2UD35-5FA1

380

110

55

冷床输入辊道4#

22

2.2

380

105

FB4

1

6SE6440-2UD35-5FA1

380

110

55

冷床输入辊道5#

23

2.2

380

110

FB5

1

6SE6440-2UD35-5FA1

380

110

55

冷床输入辊道6#

23

2.2

380

110

FB6

1

6SE6440-2UD35-5FA1

380

110

55

冷床输入辊道7#

23

2.2

380

110

FB7

1

6SE6440-2UD35-5FA1

380

110

55

FC0

1

进线柜

630

300

冷床对齐辊道1#

16

1.1

380

38

FC1

1

6SE6440-2UD32-2DA1

380

45

22

冷床对齐辊道2#

17

1.1

380

41

FC2

1

6SE6440-2UD32-2DA2

380

45

22

冷床对齐辊道3#

17

1.1

380

41

FC3

1

6SE6440-2UD32-2DA3

380

45

22

冷床输出辊道1#

19

1.1

380

48

FC4

1

6SE6440-2UD33-0EA1

380

62

30

冷床输出辊道2#

19

1.1

380

48

FC5

1

6SE6440-2UD33-0EA1

380

62

30

冷床输出辊道3#

19

1.1

380

45

FC6

1

6SE6440-2UD33-0EA1

380

62

30

冷床输出辊道4#

19

1.1

380

45

FC7

1

6SE6440-2UD33-0EA1

380

62

30

布料运输链电机

6

4

380

52

FC8

1

6SE6440-2UD33-0EA1

380

62

30

运料小车电机

6

4

380

52

FC9

1

6SE6440-2UD33-0EA1

380

62

30

FD0

1

进线柜

630

300

冷剪入口磁力辊道

1

15

380

33

FD1

1

6SE6440-2UD31-8DA1

380

38

18.5

冷剪入口导辊电机

2

1.1

380

5

FD2

1

6SE6440-2UD23-0BA1

380

5.9

2.2

冷剪出口导辊电机

2

1.1

380

5

FD2

1

6SE6440-2UD23-0BA1

380

5.9

2.2

冷剪出口磁力辊道

1

15

380

33

FD3

1

6SE6440-2UD33-0EA1

380

38

18.5

冷剪后辊道1#

6

1.1

380

14

FD4

1

6SE6440-2UD27-5CA1

380

18

7.5

冷剪后辊道3#

5

1.1

380

12

FD4

1

6SE6440-2UD27-5CA1

380

18

7.5

冷剪后辊道2#

17

1.1

380

41

FD5

1

6SE6440-2UD32-2DA2

380

45

22

冷剪后辊道4#

12

1.1

380

29

FD6

1

6SE6440-2UD33-0EA1

380

38

18.5

A线1#链式运输机

2

4

380

17

FD7

1

6SE6440-2UD27-5CA1

380

18

7.5

A线2#链式运输机

2

7.5

380

33

FD8

1

6SE6440-2UD33-0EA1

380

38

18.5

A线3#链式运输机

2

7.5

380

33

FD9

1

6SE6440-2UD33-0EA1

380

38

18.5

A线短尺升降辊道

5

1.1

380

12

FD10

1

6SE6440-2UD27-5CA1

380

18

7.5

A线短尺运输辊道

7

1.1

380

17

FD10

1

6SE6440-2UD27-5CA1

380

18

7.5

A线收集辊道

11

1.5

380

36

FD11

1

6SE6440-2UD33-0EA1

380

38

18.5

A线打捆辊道

7

1.5

380

23

FD12

1

6SE6440-2UD31-1CA1

380

26

11

A线打捆输出辊道

7

1.5

380

23

FD12

1

6SE6440-2UD31-1CA1

380

26

11

A线称重辊道1#

6

1.5

380

20

FD13

1

6SE6440-2UD31-1CA1

380

26

11

A线称重辊道2#

6

1.5

380

20

FD13

1

6SE6440-2UD31-1CA1

380

26

11

B线1#链式运输机

2

4

380

17

FD14

1

6SE6440-2UD27-5CA1

380

18

7.5

B线2#链式运输机

2

7.5

380

33

FD15

1

6SE6440-2UD33-0EA1

380

38

18.5

B线3#链式运输机

2

7.5

380

33

FD16

1

6SE6440-2UD33-0EA1

380

38

18.5

B线短尺升降辊道

5

1.1

380

12

FD17

1

6SE6440-2UD27-5CA1

380

18

7.5

B线短尺运输辊道

7

1.1

380

17

FD17

1

6SE6440-2UD27-5CA1

380

18

7.5

B线收集辊道

11

1.5

380

36

FD18

1

6SE6440-2UD33-0EA1

380

38

18.5

B线打捆辊道

7

1.5

380

23

FD19

1

6SE6440-2UD31-1CA1

380

26

11

B线打捆输出辊道

7

1.5

380

23

FD19

1

6SE6440-2UD31-1CA1

380

26

11

B线称重辊道1#

6

1.5

380

20

FD20

1

6SE6440-2UD31-1CA1

380

26

11

B线称重辊道2#

6

1.5

380

20

FD20

1

6SE6440-2UD31-1CA1

380

26

11

第三节PLC控制柜

PLC控制系统作为整个自动化系统的神经单元，在自动化生产线上占据着非常重要的地位。

控制信号的发出和反馈信号的接收都要经过它。

一些过程运算如：

延时、微分运算、积分运算等。

信号数模转换、模数转换等。

该棒材线PLC采用两种，炉区部分用西门子S7—300。

其余部分采用美国GE公司生产的GE90—30和GE90—70。

炉区部分在此不作介绍。

（炉区液压、辊道部分仍用GE的PLC）。

轧钢棒材线PLC控制柜初步配置如下表（表三）

名称

编号

功能说明

数量

控制柜

PLC1

上料区PLC控制柜

1

控制柜

PLC2A

主轧线PLC控制柜

1

控制柜

PLC2B

主轧线PLC控制柜

1

控制柜

PLC2C

主轧线PLC控制柜

1

控制柜

PLC2D

主轧线PLC控制柜

1

控制柜

PLC3

冷床区PLC控制柜

1

控制柜

PLC4A

收集区A线PLC控制柜

1

控制柜

PLC4B

收集区B线PLC控制柜

1

8

思考题

1、轧钢棒材线共有变压器多少台？

电压等级有哪几种？

2、棒材主轧机变压器绕组采用哪种排列型式？

3、棒材线共有交流变频装置多少台，控制单元型号？

（共有53面变频柜）

4、直流控制装置型号是什么？

5棒材线高低压柜采用什么型号？

6、这条轧线共有几台PLC柜？

主轧线有几台？

第三章现场电气配置

第一节炉区

一、炉子本体（由杨工介绍）

二、炉前部分（推钢机定为炉前，出钢部分定为炉后，以此为前提开始讨论）。

炉前共有四段辊道：

热送辊道17台电机分两段控制，单台电机为4KW；（分段方式有待确定）。

入炉辊道18台，分两段控制，每段9台，单机容量4KW。

另外在热送辊道与入炉辊道之间有一链式提升机，单机容量30KW（作用