2 系统基本构成及变频电气系统配置
2.1 系统基本构成
1+2/10kv交联机组主要由:2500主动门式放线架或无轴放线架(两台)、800kg气动履带牵引机(前牵引)、65/25内屏蔽挤出机(65机)、120/25绝缘挤出机(120机)、90/25外屏蔽挤出机(90机)、电加热循环冷却水箱、水槽、吹干装置、计米印字、1600kg气动履带牵引机(后牵引)、2500门式收排线或无轴收线架(两台)，其主要技术参数如附表所示。

2.2 变频电气系统配置
机组电机均采用380v普通三相交流异步电动机。变频器均采用原装进口日本日立工程型无速度传感器矢量控制sj300系列变频器:前牵引为sj300-055hfe，功率5.5kw;65机为sj300-300hfe，功率30kw;120机为sj300-750hfe，功率75kw;90机为sj300-550hfe，功率55kw;后牵引为sj300-110hfe，功率11kw。温度控制采用日本理化rkc智能型数字调节器rkc-ch402控制。联控同步控制采用我公司自行开发的tb-m/7系列同步控制器(可扩展出17路模拟同步信号)。另外各个挤出机螺杆转速显示仪表及计米器和线速度显示仪表，采用我公司生产的三位半数字表头和数字智能仪表。

机组电气控制系统由5台国标ggd电控柜构成:前后牵引同步控制柜、65内屏蔽挤出机加热调速控制柜、120绝缘挤出机加热调速控制柜、90外屏蔽挤出机加热调速控制柜、水箱水槽加热控制柜。

3 控制方案
根据高压交联聚乙烯绝缘电缆生产工艺要求，机组电气控制系统核心为:前后牵引之间的同步张力控制，各挤出机主机电机之间的同步运行比例控制，两台牵引与3台挤出机之间的同步及运行比例控制。

附表 主要技术参数


电气控制系统主控原理图如下图所示。
 

图 1+2/10kv硅烷交联机组变频控制原理图

生产工艺要求系统能够实现每台变频器都具有手动单开、联控同步，而且在同步运行过程中，调节同步总给定电位器rp1时，各电机速度由低速到高速的运行比例一致。特别是前、后牵引速度完全按照事先设定好的比例运行，确保牵引速度由低速向高速变化时前后牵引间的拉线张力恒定(后牵引为主动牵引，前牵引为被动牵引)。若电机在由低速向高速变化时速度比例出现误差，则调节相对应的微调电位器rp2、rp3、rp4、rp5，消除误差，保证出线质量合格。

系统设有对机组生产线速度、计米，各电机运行电压、电流、频率，65机、120机、90机的螺杆转速，挤出机、水箱水槽等各个加热点的加热温度(共有30个加热点)，等各项运行数据进行实时监控的功能。同时具有过载、漏电等各种完善的保护功能。

4 设备调试及运行
按图纸配线要求连接各电气柜与设备连线，确保接线正确。然后按照先空载单开-带载单开-空载联控-带载联控的调试流程进行。

4.1 空载单开调试
(1) 挤出机单机调试
挤出机单机调试分为两步，即加热温控调试和挤出机运行调试。
·加热温控部分调试:合开电源前应用万用表检查三相电源是否正常，正常后合上电源。转动正面操作面板上机身、机头电源“转换”开关，面板上所有温控表应上电并显示正常的室温。若显示不正常，应检查是否热电偶开路、或信号反接，然后改变仪表温度设定值，观察温控部分电流显示及风机的转向是否正常(水箱水槽加热控制柜可按此方法调试)。
·挤出机运行调试:检查电机部分接线无误后，方可加电试运行。合上空气开关，使变频器上电，观察显示是否正常。如正常，把变频器运行参数改为本机方式，由操作面板运行变频器，观察电机(空车)的转向是否与所要求的方向一致，若不一致，应调换电机接线任意两相(停机进行)。方向一致后，可把变频器运行参数改为端子控制方式，然后把正面操作面板的“单开/联控转换开关”打到“单开”位置，按“启动”开关，此时挤出机启动。调节给定电位器设定螺杆速度，挤出运行，观察螺杆转速显示、电机空载电流是否正常。

在挤出机单开调试正常，各温区温度达到设定值，恒温半小时后即可加料带载运行。带载运行过程中，时刻观察电机电流是否正常。同时校对螺杆转速与显示值对应(通过调整挤出机电机变频器模拟输出口比例增益校对)。在原料由模口挤出时观察原料流量是否正常，塑化效果是否能够满足工艺要求，在运行过程中随时调整电机转速、温度设定值，观察模口出料情况及各工艺参数，达到最佳工艺效果为止。
3台挤出机均按照该步骤进行调试。
(2) 牵引机单机调试
两台牵引机必须同时联控调试。检查电机部分接线无误后合上空气开关，使变频器上电，观察显示是否正常。如正常，把变频器运行参数改为本机方式，由操作面板运行变频器，要求电机(空车)的转向与工艺所要求的方向一致，然后把联控柜面板上的“牵引转换开关”打到“联控”位置，启动“牵引启动”按钮，调节“牵引给定”电位器，同时开动前后牵引机，观察线速度表和计米表显示并确认正常。在牵引机运行正常后，可带载进行牵引倒线调节两台牵引机同步。运行过程中随时调整“牵引给定”电位器，观察前后牵引由低速-高速、高速-低速运行变化过程中，前后牵引间导线张力变化(在运行速度变化过程中工艺要求导线张力恒定)。

4.2 空载联控运行调试
按接线端子接好各柜联控电源和变频器联控信号线。去掉挤出机的皮带，各个柜体面板上的“单开/联控转换开关”打到“联控”位置，并确认联控柜面板上对应联控指示灯亮，起动联控柜面板上的“启动”开关，起动生产线，面板上红色“联控运行”灯亮。调节外部“总给定”电位器运行设备，各柜体面板上“螺杆转速”表显示转速，联控柜体面板上“线速度”表显示调节速度(通过调整前牵引电机变频器模拟输出口比例增益校对)，如果各挤出机运行速度有偏差，可通过对应的“挤出机微调”电位器进行修整，直到满足工艺要求为止。运行过程中若对应指示灯熄灭，说明变频器故障停机，必须排除故障后再行开机。

4.3 重载联控调试
当空载联试正常后，可把挤出机加热至设定的工艺参数，单独排料后，进行重载运行。初次运行，选用废线进行。开机后调整各工艺参数，直至满足工艺要求。重载运行若一切正常，即可进行正常生产，生产过程中应注意观察各电机的运行状况，以便作以调整。

5 结束语
近几年随着国家第一次、第二次农网改造及西部开发的实施，0.5～10kv的高压交联聚乙烯绝缘电缆的市场需求量越来越大。高压交联聚乙烯绝缘电缆的生产有spv65+150+90干法交联机组和1+2/10kv硅烷交联机组两种设备。其中1kv以上硅烷交联电缆国内仅有上海、四川、南平三家引进了瑞士maillefer公司生产线即monlsil一步法生产线。其它生产1kv以上硅烷交联电缆的企业80%以上均是采用1+2/10kv硅烷交联机组进行生产。因为硅烷交联工艺与干法交联工艺相比具有以下优点:
·电气设备成本低;
·维修控制简单、方便、直观;
·生产占用空间小;
·不需要高能源(蒸汽或氮气)作为交联介质。
现有国内硅烷交联机组的电气控制系统多为直流控制系统，通过变频器对硅烷交联机组的控制应用，其控制精度和稳定性完全可以取代直流控制系统。
因此采用变频控制技术对1+2/10kv硅烷交联机组进行控制和控制系统改造，具有极大的推广价值。

参考文献
[1] 我国电线电缆专用生产设备发展动向[z]. 上海电缆研究所.
[2] 日立sj300变频器用户手册[z]. 日立公司编制.

作者简介
张 根 男 现任郑州大洋电气自动化有限公司工程部经理，主要从事交直流电气传动及电气自动化工程项目的设计和研究。