电弧炉炼钢供电系统的无功动态补偿

    为了正确地选择静补装置的容量，必须具体地分析电弧炉供电线路和拟定静补装置的技术条件。这些条件是
    1）静补装置保证电炉供电母线上的电能质量达到国家电热规范所规定的质量指标。
    2）静补装置保证电炉供电母线上的功率因数平均值达到供电系统或国家电热规范所规定的数值。
    下面讨论如图2所示的炼钢电弧炉的典型供电线路，这是二组供电线路，每组由二台大型电弧炉组成，各组之间通过联络开关K₁接通。当K₁断开时，电炉变压器连接处（B点）的短路容量[FS:PAGE]

式中：S_A为A点供电系统的短路容量；
      S_T为供电变压器额定容量；
      e_K为供电变压器短路电压。
    一台电弧炉短路时的短路容量S_L可由下式确定：

式中：k为电弧炉三相短路电流倍数，高功率电弧炉为1.7～2.1，普通功率为2.5～3.5；
      S_LB为电炉变压器额定容量。
    式（5）给出了系统短路容量和电弧炉短路容量之间的关系。那么，多大容量的电弧炉可以接到多大容量的电网上去呢？

    首先，美国AIEE委员会提出了炼钢电弧炉允许接到电网上的限制曲线1和1′，见图3。该二曲线是根据全美电力公司试验发表的互降常数xmn得出的，即
    x_mn=S_LB/S_DR(6)
式中：SDR为在观测点的系统短路容量。
    如果xmn值位于曲线1下面，则电弧炉允许接入系统，不需要采取电压波动补偿措施。如果xmn值位于曲线1′上方，电弧炉不允许接入电网，或者采取电压波动补偿措施后，方可接入电网。如果xmn值在曲线1和1′之间时，是否需要采取电压波动补偿措施，取决于供电系统对电压质量的要求程度，送电后，一旦发生不允许的现象时，可在用户侧采取电压波动补偿措施。在许多国家里，电压波动允许值小于xmn值，因此通常均采用x_mn=S_LB/S_DR作为电弧炉被允许接到电网上的技术条件。由图3可以看出，对于1000kVA的电弧炉变压器而言，当系统短路容量SDR大于电弧炉变压器容量的100倍时，电弧炉可以无条件地接入到电网中去，如果上述条件得不到满足，即xmn值位于图3曲线1′上方或者1和1′之间时，则需装设静补装置。
    第二种方法是国际电热委员会提出的高功率、超高功率电弧炉被允许接到电网上的限制曲线，见图4。由图4可以看出，电弧炉被允许接到电网上的条件决定于电炉变压器容量以及电极短路容量与系统短路容量之比。在一般情况下，电极短路容量对临界母线上短路容量的比值不超过0.02时，允许电弧炉接到电网上去。