电热设备电力装置设计规范GB50056-93

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。

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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. 字串6

第3．2．1条
一、电炉变压器均应装设防止故障短路电流的瞬动保护，保护装置宜装设在向电炉供电的馈电线上。根据各厂的运行经验，电炉的操作断路器由于频繁的通断，操作机构易失灵。尤其在采用多油断路器作为断路器的情况下，经过多次切断大电流，遮断容量大为减低不能切断故障电流而造成越级跳闸，因此电炉变压器的短路保护一般应装在电炉变压器的供电线上为宜。如X钢五厂、XX钢厂、XX钢厂等都采用了这种方式。当采用适合于频繁操作的断路器遮断容量能满足系统的短路容量时，可以将短路故障保护直接装设在电炉变压器高压侧，动作切断操作断路器。这种方式在操作和维修方面都比较方便。对具有平稳负荷的矿热炉，由于操作断路器采用于贫油断路器有足够的遮断容量，且断路器的操作次数很少，故短路保护都装在电炉变压器高压侧。 字串3

瞬动过电流保护的正定电流应避开电炉装置最大工作短路电流，以保证动作的选择性。 字串9

电炉变压器当使用较低级电压或接入电抗器，在短网故障时，其短路电流较小，短路故障过电流可能拒绝动作，此时可采用带有联锁接点的定时限过电流继电器或经过当电炉变压器调压时相应改换变流比回路的办法。 字串1

二、电炉变压器的过负荷保护一般装设在变压器低压侧的电流互感器回路中，动作切断操作断路器；对大容量电炉当低压侧无电流互感器时，过负荷保护可装设在电炉变压器高压侧的电流互感器的回路中，并经过当电炉变压器调压时相应改换变流比的回路，如大型矿热炉上普遍采用，一些电弧炉也有采用的，使用情况良好。
根据调查过负荷，一般采用反比延时继电器，其正定值与电极自动升降调节器作用的电极提升速度有关。 字串7

三相电炉具有不对称负荷特性，所以以过负荷保护应为三继电器式。
在炼钢电弧炉变压器标准中有将操作断路器安排在变压器第三线圈的，在操作断路器断开时一次线圈仍带电，所以本条规定重瓦斯动作于电炉变压器一次侧的断路器跳闸。

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第3．2．4条
一、根据电炉的工作特性和工艺操作的要求，必须在整个冶炼时期按工艺规定的用电制度保持一定的功率输入。对炼钢电弧炉一般都是调节电极的升降，对矿热炉一般可调节电极的升降或电炉变压器的二次电压来达到。
由于炼钢电弧炉在冶炼过程中炉况剧烈地改变，需要进行快速和频繁地调节以保持电流或功率的稳定，由于电弧特性的非线性和炉内条件不规则变化经常产生工作短路，冲击电流或断弧，因此电弧炉应具有灵敏度高、不灵敏区小、调节时间短、调节动特性好的自动调节系统。

二、根据调查过去有些电弧炉采用手动调节方式有以下缺点：
1．操作人员劳动强度大(在熔化期差不多要每秒操作一次)。
2．由于操作水平不同影响生产指标。XX钢厂采用手动时电耗为800～900kWh／t，而改为晶闸管系统后电耗降至低于600kWh／t。
3．电流冲击频繁，过电流跳闸次数多，XX机器厂有3t、5t电弧炉各一台，手动调节时—般跳闸5—6次／炉，最多11次／炉；改为晶闸管系统后下降为1—2次／炉。
大电流冲击使功率因数降低，手动改为自动控制后平均功率因数提高。
4．经常发生折断电极事故，XX钢厂131炉次统计平均每两炉折断一次电极，在装有特性较好的自动调节器后折断电极的事故很少发生。
此外采用手动一般需两人专门进行操作，在自动调节时只需一人，因此从生产的经济效果和减轻劳动强度节约人力方面考虑，炼钢电弧炉应有电极自动调节器。 字串5

三、矿热炉属于电阻电弧炉，主要特点是电极埋在炉料内，所以一般说来炉内工况比较稳定，没有经常产生工作短路冲击电流的特性。但在冶炼过程中炉况不断变化仍需要经常进行调节，根据对国内50多台矿热电炉的调查，一般都采用手动调节，如果从减轻操作工人劳动强度和提高调节效果也可以采用电极自动调节器。 字串8

四、电弧炉电极升降自动调节器国内外有下列两大类：
1．电机式：其中晶闸管——交流电动机式较先进，国内已有生产。
2．液压随动阀：有一次随动阀和二次随动阀之分，国内都能生产。
这两类电弧炉电极升降自动调节器均能满足电弧炉生产要求。
我国国家标准GB4002．2规定电极移动调节系统指标不应低于表22要求。

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五、电炉自动功率调节器的信号回路一般取自电弧电流和电弧电压；而电弧电压值系自电炉短网和炉底间取得。因此除应设法尽量减小炉底电阻外，还应尽量采取措施减少电压信号回路中性点和炉底间的电压降。据XX机器厂的运行经验，如中性点连接线的螺栓未旋紧会使电极串动频繁，自动功率调节器的工作不正常。

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六、对新炉衬和热炉衬的电阻测定如下：
1．新砌镁砂沥青炉底0．5～1．OMΩ；
2．刚换下的热炉壳的炉底≈0Ω；
3．刚换下的热炉壳的炉底冷却18h后0．4～0．8Ω；
4．用过的冷炉壳100Ω。
至于如何减小炉底电阻有的工厂(如XX机器厂、XX农具厂)在砌炉底时将数根φ20接底棒砌入镁砂层，另一端焊在炉壁上；这样减小炉底电阻后调节器灵敏度有显著提高，断电极和跳闸事故明显减少。有的工厂在新砌炉壳时用钢钎使炉料与炉壳相联接及用导电料堆在炉门处，使炉料与炉壳相接触来降低炉底电阻，因目前做法不一暂不作规定。 字串8

七、各厂运行经验证明：炼钢电弧炉在熔化初期炉况变化剧烈，得用手动操作，尤其在熔炼开始时三相有时不易平衡需用手动平衡。所以自动调节系统均应有迅速转为手动操作的可能性。