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电弧炉工作原理及其对电能质量的影响


作者:未知 来源:不详 时间:06-06-11 加入收藏加入收藏夹
关键字:电弧炉  工作原理  电能质量  炼钢  变压器  闪变  谐波


  电炉变压器一般要串联电抗器,使得变压器短路阻抗和电抗器电抗之和达到0.33~0.5标准值(以电炉变压器额定容量为基准)。
  容量小于10MVA的电炉变压器,有时在其高压侧装有串联电抗器,以降低短路电流和稳定电弧。对于较大容量的电炉变压器,它本身的漏电抗已足够大,不需再串联电抗器。
  • 高压断路器

炼钢电弧炉对高压断路器的要求是:断流容量大;允许频繁动作;便于维修和使用寿命长。电弧电阻炉负载平稳,连续运行,常用多油或少油式高压断路器,炼钢电弧炉断路器经常跳闸,多选用六氟化硫断路器、电磁式空气断路器、真空断路器等。

  • 电流互感器

大型炼钢电弧炉的二次电流很大,无法配用电流互感器。因此,低压侧仪表,电极升降自动调节电流信号,都接到高压侧电流互感器上,或接在电炉变压器的第三绕组上(可变变比)。

  • 电磁搅拌器

为了强化钢液与熔渣反应,使钢液温度和成分均匀,在炼钢电弧炉炉底部,加装电磁搅拌器。
  搅拌器由绕有两组线圈的铁芯构成。它本身相当于电机的定子,溶池中的钢液相当转子。搅拌器线圈中通以可产生移相磁场的两相低频电流,磁场使钢液中产生感应电流,移动磁场与感应电流相互作用,使钢液在电动力的推动下,顺着移动磁场移动的方向流动,从而使钢液得到了搅拌。
  采用电磁搅拌的电弧炉,其炉底要用非磁性钢板制成。为了改变电磁搅拌器的搅拌力,要求采用可调频率的低频电源,其频率在0.3~0.5HZ内调节。一般采用晶阐管变频电源。需加装电容器以提高功率因素,并加装电抗器防止产生谐振。

通过对电弧炉设备的电气特性的分析,可以得出以下结论:
  a) 为使电弧炉工作中不发生断弧现象,当电流瞬时为零时,电弧电压Uh必须大于引燃电压。
  b) 为限制短路电流,变压器二次回路必须有一定的电抗值,功率因素不能过于接近1。对于普通电弧炉回路工作点的功率因素范围在0.8~0.85之间;对于高功率的电弧炉,在0.7~0.8之间。
  c) 电压闪变问题:用电负荷剧烈波动,造成供电系统瞬时电压骤升骤降。

1.3 电弧炉对电能质量的影响

电弧炉的冶炼过程分两个阶段,即熔化期和精炼期。在熔化期,相当多的炉内填料尚未熔化而呈块状固体,电弧阻抗不稳定。有时因电极都插入熔化金属中而在电极间形成金属性短路,并且依靠电炉变压器和所串电抗器的的总电抗来限制短路电流,使之不超过电炉变压器额定电流的2~3倍。不稳定的短路状态使得熔化期电流的波形变化极快,实际上每半个工频周期的波形都不相同。
  在熔化初期以及熔化的不稳定阶段,电流波形不规律,故谐波含量大,主要是第2、3、4、5、6、7次谐波电流。据西北电研院实测,第2、3、5次谐波电流含有率常达5%~6%及以上,严重时可达20%以上。但当某一次谐波电流达到很大值时,其他次谐波电流一般会是较小值。

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