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
关键字：电弧炉  工作原理  电能质量  炼钢  变压器  闪变  谐波

2　电弧炼钢过程谐波总畸变率测试

通过对熔化期电压谐波总畸变率进行连续测试，得到如下数据：

加料后熔化期初始的电压谐波总畸变率27.4%

加料后熔化期末期的电压谐波总畸变率7.0%
连续测试的电压谐波总畸变率数据及变化如下图表：

以上数据显示，由于严重的闪变的影响，电弧炉工作系统中的谐波总畸变率超过了国家标准规定的5%，严重时可以达到27%，对于电网系统会产生大量的谐波污染。

可以看出，电弧炉做为非线性及无规律负荷接入电网，将会对电网和其他负载产生一系列的不良影响，其中主要是：

• 导致电网严重三相不平衡，产生负序电流
• 产生高次谐波、其中普遍存在如2、4次偶次谐波与3、5、7次等奇次谐波共存的状况，使电压畸变更趋复杂化
• 功率因素降低

在一个电网中，电压的改变会影响所以接于这个电网的负载，因此电弧炉对电网的影响可以称为电网的环境污染。必须采取技术措施进行抑制。当电弧炉功率大于电网短路功率的1/80时，通常需要考虑对电网的影响问题。1.4　电弧炉对电能效率的影响
1.41　电弧炉的用电环境和状况

用于冶炼的电弧炉一般有三个特征工作阶段：

• 开始熔化阶段，固体炉料熔化，能量需求最大
• 初精炼及加热阶段
• 精炼期，此阶段输入能量只需平衡热损坏

普通交流电弧炉的冶炼周期约为3~8h，取决于供电电路参数、电炉容量和冶炼的工艺等。熔化期约0.5~2h，为三相不对称的冲击负荷，电流极不稳定，消耗电能大、约占总耗电量的60%~70%。氧化和还原的精炼期电压波动和耗电量都显著降低。

在废钢冶炼时电弧炉的工作特性为：

• 在开始熔化时电弧频繁出现截断和重新燃弧
• 全熔化期出现电弧波动，并导致电流急剧变化
• 发生塌料导致短路

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。较低的功率因素必然造成电能效率的低下。1.42　电能效率的影响

电弧炉对于电能的浪费主要表现在二个方面，一是功率因素较低，二是在熔化期间产生大量的闪变和谐波。
　　闪变是引起诸如谐波失真、电压电流失相等等多种副作用的最主要原因。"闪变"(Transients)是交流正弦波电路上电流与电压的一种瞬态畸变。其主要的表现形式为浪涌、尖峰、谐波等。美国著名能源理论家赫斯菲尔德博士认为，这种畸变的主要特点是超高压、超高速、超高频次。