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第【三章 电弧炉和矿】热炉
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第一》节, ,电炉装置的主电路系!统
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第311条—
一、】电弧炉?和矿热?电炉根据《冶炼工艺《要求必?。须按炉况单》独进行调节电流、电!压等参数因此电【弧炉和矿热》炉与供电网路相联结!必须经?过每个电炉装置的】。专用变压器
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二 、【电,炉变压器的容—量与产量和冶—炼时间关系很—大例如XX化工【厂的3台电》石炉将其中1台【电石炉变压器容量】由10?MVA换《。成16.5》MVA日《产量由60t增至】10:0t:以上以?X钢:五厂的公称容量为】10t实际》装入量为20多【吨的炼钢电弧—炉来:作比较当变压—器,容量为5MVA时】熔化期为110【-120m》in而变压器—容量为9M》VA时熔《化,期为5560m【in又如XX机修总!厂在15t炼钢电】弧炉上试用4MVA!变压:器达到1h炼—一炉钢但其他—工序跟不上工人劳】动强度过大;—故仍用1《2MVA变压器【。2h多炼一炉钢所以!电炉:。变,。压器容量的》选择应符合工艺【操作所?规定:的用电制度年—产量与其他工序密切!配合并考虑》到电弧炉《。变压器有2》0%的过载能力;既!能达到满足工艺要】求快:速,炼钢节约电能又避】免盲目地增加变压器!容量造成投资上的浪!费
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三!、电:。炉变压器的二次【电压和调压方—式应符合工艺过程的!要求二次电压高功率!因数:高电效率高但电弧长!炉,壁损蚀快最近国【内外采用水冷炉壁革!新技术解决了炉【壁寿命等问题—故目前超《。高功率电弧炉倾向】于,采用二次高电压这】样,。输入功?率高冶炼时》间,短,产量大
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矿热炉的二次电!压值还与《炉料的?电阻系数大小有关】。
四、!电炉变压《器的一次电》压,的选择应考虑电【炉供电的《经济合理性在电炉容!量较大时一次电【压选:择得高可省掉—降压变压器例—如XX钢厂5—0t:炼钢电?弧炉变压器》采,用1:10kV实测电【。。压波动只有0.3】。6%;但相》应要解决1》10kV频繁—操作的操作断路【器增加高压配电装置!的费用 所》以应根据具体情况】。作技术经济》比较来选择电炉变压!。器,的一次电压
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五》、,为了保证《多相电炉的各相【功率对称和调—节方便供给同一台】电炉的单《相电炉变压器—的容量、电》压等级?数值和调压方式【应相:同在改建扩建工程】中为利用旧有—设备可以由》两台参数相同的【变压器并联供—电给:一台电炉XX化工】厂由:两台参数相同10M!VA变压器并联供】。电运行情《况良好
!第3.1.》2条 电《弧炉和矿热炉的供】电系:统,应尽量简化以—减少车间复》杂,操作根据调查—一般采用放射式系统!。为宜对具有平稳【。负荷特性《的,矿热炉亦《有采用干《。线,式供电系统如XX铁!合金厂的《矿,热炉采用了母线通道!式的:干线:式系统绝大多数电弧!炉都是单回路—放,射供电例如XX钢厂!50t炼钢电弧炉】、XX重机厂—。和XX钢厂40t炼!钢电弧炉均采用【。单回路?放射式架空》线路供?电已运?行多年供电可—靠,满,足,生产要求
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为》避免操作复杂化在每!台电炉变电》所中不应设置属于】该电炉以外的—母线、开关等电【气设备
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第3【.1.3条
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一、三》相电弧炉工》作短路引《起供电母《线的电压波》。动值:。原标准定《为,5%此次修订为2】.5%?这是根据现行国家有!关电能质量标准【而订的?
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二、炼钢电】弧炉的负荷电流在】。整个冶炼时间具【有急剧的《冲击特性;熔化【期最剧?烈精炼期较平稳冲击!电流大?小主要取决于电【炉的:阻抗参?数和冶炼工艺对不】同冲击电《流,倍数具?有不同的冲击频率】冲,击电流倍《数,限3.5倍》额定电流冲击频率】则由每小时数十次至!数干次?根,据实测资料炼—钢电弧炉电压—波动在熔化初期的打!洞期和?二次:加料后其幅度—、频:度,均大随?着冶炼的进行通常】其电压波动值减小电!压波动?。幅值△V与》其发生频度N对【炼,钢电弧炉来》说,一般具有这样的规】律
【N(△V)α=常】数
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》在精炼期《电压波动显著减少】但在吹?氧,或加石灰石时钢液面!波动产生短时性电压!波动
】30t炼钢电弧【炉电压波动值—(△V)与发生频】度,的关系?中α的平均》。值,。为,4.5
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》三、:炼钢电弧炉引起的电!压闪变一般可分为】两种一种为熔—化期在废钢上—。突发性的电弧短路产!生每秒一次以下【的,电弧电流变》动而:引起的电《压闪变称为最—频繁的闪变另一种是!电弧点弧点在废钢】上的移动的同时由】于受其他相电流【磁场影响使电弧长度!。不断变化《因而产生每秒数次的!。电流变动而引—起的电压《闪变称为周期—性电压闪变X—X重机厂20t炼】。钢,电弧炉的电流、【电压波形图在熔【化期曾测得这种【周期性电压闪变【频率为1《0Hz左右的周期】性电压波动》
—对,人眼最不利
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四、炼钢电!弧,炉引起的电压波【动,对其他?用电设?备影响很《大例如
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1—.照:明灯光?闪,烁,;
2.!电视机画面》亮,度变:化垂直?和水平幅度动摇;
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3.电动机!转速不均使造—纸、制丝《不匀使精加工机床】制品光洁《度差严重的产—生废:品,;
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4》.使:电子设备(例如X】光机)自控》设备工作不正常【;
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5.?影响:电渣炉使《熔化形?成纹点状而影响高】级钢的?质量;
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6.使—光电比色仪工作不】正常影响化验结果】;
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7.?使同步?电动:机声音不正》常使定子压板松动自!。行震出线圈》松动:在槽口?处受损
!但炼钢电弧炉引【起的:电压:波动对其《。他用电设备的影【响最主要和最普遍】的是:照明灯?光闪烁因此国际电】工委员会第七十七】技术委员会电气【设备:包括电网的电—磁兼容技术委员会】明文规定闪变是【指照度波动》的主要影响并说【。明“:闪变”词组不应代】替“电压波动”【并规定?了一台设《备在规定条件下试验!时可能产生的电压】波动限?值;并明确说—明这些要求不应与用!户供电质量》相关:。的,要,求混淆
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五、国外炼!钢,电弧炉引起电压波动!的计算方法及允【许值如下
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1.美【国从实例《来说明两《。台25MVA变压】器的100》。t电弧炉这种—电炉在熔化开始【后,30mi《n周期性的电压闪】变单:。。相冲击负荷每秒4~!6次、时间412】周波、cosφ=】0.6、《11:.4MV《A,这种:周期性电压闪变对】眼最不利采取—短路容量最大的【230kV系—统,。供电用二台30M】VA的同期调—相机进行补偿—无功经计算系统供应!0.77《的无功系《统电抗为《0.:03周?期性电压闪变—为0.4《22%即在12【0V照明线路—上的电压闪变值为0!.505V而允【许,值为0?.45%×120】。。二0.54》V,
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从《上例可以看》出美:国电炉电压波—动,是按周期性电—压闪变值《。校验即每秒4~6次!的单相负荷允许值是!在120V线—路上不超过0.4】5%
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每秒1次【的更大冲击负荷引起!的电压波动允许【值在120V—线路上不超过—IV
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2独联》体根:。据原苏联国》家标准电能质量【标,准)FOC》T131098【7电:压波动允许值如图2!所示电压波》。动幅值和《次数如图3所示【
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六?、相应的国际—电工标准
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国际电》工标准最大》电压变动允许值见】。。图,4所示?
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七、由于目前我国!电力系统和》。短路容量《。与国外先《进国家比《较要小得多》且电压闪变主要是对!人,眼,感觉出?发的是针对照明照度!闪烁:而,言的:;正如国外照—度标准不适》合目前我国》国情一样故在此条】中暂:。不订入有关电—压闪变允许值的【数据我们曾》用日本引进的电【压闪变测定装置【对,华东、?华北电?网进行炼钢电弧炉】引起电网电压闪变】的,测定由于我》国发电容量》和,短路:容量比发达国—家小得?多所以实测结果大】都不能?符合发达国家对【电网闪变的标准【限值(△V10【=0.?5,%)的要求
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第3.1.】4条 在有工作短路!的电炉装置中由于经!常出现工作短路【电流将致使电炉装】置的变压器》等电气设备》易,于损坏引起电网过】大的电压波动所以必!须采取?措施限制在规定值以!下
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较小—容量的?电,炉短网阻抗》较小:工作短?路电:流将超过《允许值应在电—路中接入电抗器运行!以限制冲击电流
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用以限制工!作,短路电流的电抗【器应能在冶》炼过程中根》据炉况?进行调节或切除;炼!钢电弧?炉的工?作短路主要在熔化】期产生在精炼期负荷!较为:平稳接入《电抗器将使电—。炉的功?率因数降低》并由于?电弧电压降低—熔,化时间增加而增加】电能耗量
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XX拖拉机厂曾!对两台5t》电,炉进行多《。次试验当冶炼钢种】和操作制《度,适当时接入电抗器比!经常接入电抗器要节!约电能70kW【h/t并缩短—冶炼时间
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对较大容量的!电炉由于短网—电抗较大(》。30t炼钢电弧炉短!网电抗值约》为31%《)电弧炉的工作【短,路电流一般能自【限在规定值以内 】
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国外—。。近年来经常省去电】。抗器:。是因为变压》器调到较低》级电压运行与采用串!联,电抗器有《相同效?果
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?第3.1.5条 】由于:国内外的《炼钢电弧炉变压器一!般能在?熔化期过《负荷20%》运行所以三相—电,弧,炉装置主系统的导体!载,流量应按电弧—炉变压?器容量的120%】计算;开关设备【和互感?器,。的额:定电流?可,按,大于上述数值选择】
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根据国家》专业:标准电?弧炉变压器炼钢【电弧炉变《压器在温升》试验时应折算—。。到1.2倍额定电流!;炼钢电弧炉其均】方根值?为1.2倍额定电流!时每周期所允许的】持续时间不》。应超过?表21的规定
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第3《.1:.6条
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一、炼钢电弧炉】的负:荷很不?稳定熔?。化期由于工作短【路,经常使操作》断路器?带负荷跳闸另外【空载:调,压的电炉变压器切换!二次电压或改—变串联电抗》器的接?线,方式时也要》操作断路《。器据调查《每炉钢?的操:作次数一《般,。平,均达71《0次多则数十次【所以电弧炉》操,。作断路器应允—许频繁连续》接通和断开》负荷:电流:
二【。、我:国早年(10—t及以下炼钢电【弧炉)广泛》采,用的:是多油断路器从调查!几十个厂《的工:。人一致反映这种断】路器性能差几次跳】闸后油就碳化触头无!灭弧装置磨损大【容易出事故例—如XX钢厂一年【半时间内《。就发生爆炸事故9】起,有一次断路器爆炸起!火将整个配》电室电气设备—烧毁X钢三厂用此】种断路器有一次爆】炸开关室墙倒—压,伤了3人X》X钢厂用《。此种断?。路器发?生爆炸事《故4:起;其?他厂发生类似—事故很多我国在【6,0,年,代试制成磁吹—式空气断路器这种断!路器用空《气作灭弧介质开断】速度较快断流—容,量较:大性能比多油断路器!有较大改善运行安】全,可靠:维修工作《量较小适用》。于频繁操作较受【炼钢工厂的欢迎
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三、随着我!国社会主义建设【的发展首《先,制成K?。N,35型空气断路【器其操作寿命超过】1000《0次(一《般断路只有》105?。0次)接着试制【成功35kVSF】6断路器利用—惰性气体SF6作为!绝缘和?灭弧介质这》二种:断路器在XX重机厂!、X:钢五厂使《用多年已基本上解决!了我国35》kV电压等》级频繁操作断路器
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—四、除上述断路器】外目前我《国不少开《关厂研?制成功真空断路【。器这种断路器是【。将触头封闭在真空】管内灭弧效》果好运行安全体积】小维修工作量小【。但,国内目前这种断【路器产品质量—不统一;有的—产生严重的过电【压
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《五、矿热炉的负【荷特性较平》稳且多为连续—工作:制很少有过电流【。跳闸和切《换电压操作例如XX!铁,合金厂全厂十几台】矿热炉经《常,连续运行一两—个,月而不切换电—。压,操作断路器几乎不动!作因此?矿热炉可以采—。用少油或多》油,断路器为操作断【路器在我们调—查的几十个》铁合金厂50多台】矿,热炉一般采用少【油断:路器长期运行证实可!靠
【第3.1.7—条 根据各地—运行情况切断空载】变压:器时产生过电压【可能:性较高而电弧—炉经常在电极升【起后切断空载—变压器所以应在操】作断路器与电炉变压!。器,之间装设阀型避【。雷器以限制切断空】载变压器《时所产生的过电【压(1.5》~7.5UH—)XX钢《厂50t炼钢—电弧炉?在,操作断?路器与电炉变压器之!间设有阀型》避雷:器,XX:重,机厂100t精炼炉!也是这样
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在中性点—不接地或《经消弧线圈接地的3!5kV?电力网?切断:空载变压器产生的】过电压?一般不超过4—。.0:UH个别可达—7,.0UH变压—器的励磁电流越小】则过电压《越小用装有并联电阻!的断路器可以限【制切断空载变压器时!产生的过电压—
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?操作断路器在切断变!压器电?弧炉时操作断—路器的强制灭弧作用!和电弧炉中的电弧】不稳定作用合在【一起使?电流迅速遮》断也会?产生很大的过—。电,压
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:。采用真空断》。路器为操《作断路器时在试【验和:运行中均发现操作】过电压较严》。重
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:限制:操作过电压除—采用氧化锌避雷【器,外还可以采》用,阻容:吸收装置等》办法
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》在电炉变压器—的二次侧应装—设阻容吸《装置这是《因,为60年代在国外引!。进的50t炼钢【电弧炉只装了—110kV避—。。雷器(相间)—而无电?炉变压?器二次侧阻容—吸装置曾发》生严重二次母线间闪!。络事故的原》因
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,在80年代国内【某钢厂的2》。台国产50t—炼钢电弧《炉由于在三次侧【未安装限《制操作过电压的【设施在投产》后不:久电炉变压器的【调压线圈《(三次线圈)均发生!事故后来在三—。次线圈加了氧—化锌:避雷器和电容器【
第3】.1.8《条 由于节能和合】理,调,。配电力?的需要供电单位【对较大用户都有电力!最大需量的要—求为了?尽量合理《用电发挥供、用【电,设备的?能力故在《有2台及以上炼【钢电弧炉的工厂宜 !装,设最大?需量的微电算—机控制装置国内有的!钢,厂已装设这种装置】效果良好《
第3】.1.9条 见第】2.0.16条说明!
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