电热设备电力装置设计规范GB50056-93

一、保证电炉辅助机械的安全操作和操作顺序正确性的联锁。由于电热装置的结构型式不同，传动方式不同，所采用的联锁关系亦不同。此条仅提出一般的原则上的规定。对炼钢电弧炉来说有炉盖旋转与炉盖提升的联锁；倾炉极限，炉盖提升和旋转极限；倾炉时电极上升到一定位置的联锁等。真空电炉与真空度的联锁。电渣炉的快慢速转动电动机之间的联锁。

二、操作断路器之间以及操作断路器与电炉辅助机械之间的联锁，包括操作断路器与隔离开关的联锁，星—三角转换开关之间的联锁，空载电压切换装置与操作断路器的联锁和操作断路器与炉体传动机械的联锁等。 字串8

三、电压在1000V以上的配电装置及带电体的保护门当电压切除时才允许打开的联锁。联锁以少而精为原则尽量不要过多设置，以免造成运行维护检修上的不便。

第2．0．4条 本条规定对工作环境较恶劣的炼钢电弧炉和矿热炉更有必要，如X钢二厂炼钢电弧炉、XX钢厂三炼钢分厂炼钢电弧炉将仪表和控制电器装在炉前的控制屏上，受到钢液的喷溅，使多数表计失灵，同时炉前温度高达40～50℃操作工人无法在屏前操作；XX钢厂三炼钢分厂将控制屏改变角度并加了一个铁皮棚，但不能彻底解决问题。又如X钢五厂的炼钢电弧炉炉体传动机械的控制器直接装在电炉旁，经常受到吊车吊挂钢锭的撞击而损坏。由于电炉车间的烟尘侵蚀使电炉的电度表、记录表计及自动控制系统中的元件失灵和特性恶化现象很多。所以电热装置的继电保护设备、测量仪表、控制电器及导线的装设应能便于进行操作、监视及维修，并应避免使其受辐射热、受潮、受电磁感应、受撞击及积聚灰尘。 字串1

第2．0．5条
一、三根直径为d的铜管，中心距为d，水平排列则其边相电抗为：

从上述计算中可以看出同平面布置的平行三相导体中间相的电抗小，这造成炉内功率转移，使短网电抗小的电极电弧电压高而导致炉衬损蚀快。为了减少炉内功率转移提高炉衬寿命，多相短网的配置应尽量使各相阻抗相等。

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二、XX挖掘机厂5t电弧炉和XX机车厂10t电弧炉硬母线采用三角形排列使各相电抗尽量平衡。国外(美国、日本等)很多采用硬母线，水冷电缆和电极握持器上水冷铜管均为三角形排列的布置，这样可使电弧炉的三相不平衡率为最小。 字串4

从上式中可以看出同相导体尽量分裂以减小电抗值(d值大，X值小)，异相导体尽量靠近(a值小，X值小)，这是短网配置的重要原则之一。XX钢厂50t电弧炉水冷电缆中间两根电缆束靠得很近而边相的三根电缆束固定得较远，用减小边相电抗加大中间相电抗的办法来使三相电抗平衡。 字串9

四、若在设计中对短网不采取平衡措施，在运行中便导致炉内功率转移，炉衬寿命短。例如XX钢厂20t电弧炉炉内功率转移，炉衬耗蚀不均，中间相炉壁损蚀快。后采取加大中间电流运行才解决问题。原苏联80t电弧炉也曾在运行时发现中间电抗小，后来不得不将电流按：IA：IB：Ic=0．9：1．0：0．9运行来解决。 字串7

五、为减少集肤效应，母线束应尽可能增加周边长，增加母线的高度与厚度之比。一般矩形母线厚度不超过10—12mm，并且宽度与厚度之比约为20：1，母线间距宜为10～20mm。为减少集肤效应大电流母线可采用铜管，例如截面与矩形铜母线200×10相同的φ80／62铜管其K1：1．047(而矩形铜母线200×10的K1=1．35)，即有效电阻仅为矩形母线的0．775。

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六、为减小短网电抗，短网排列一般采取以下措施：
1．在变压器只有三个出线端子时，使各相母线尽量靠近。
2．当采用多根母线时，应尽可能将不同相母线敷设成对称排列。
3．当大型电弧炉变压器低压出线较多时，可采用同相往返电流排列。
4．在电极上接成三角形使同相往返电流靠近减小阻抗。
国内40t电弧炉短网采用这种在电极上接成三角形的接线方式。
5．高功率和超高功率电弧炉的短网则要全部三角形布置或如三款所述修正平面布置。

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第2．0．6条 见第2．0．2条说明。 字串1

第2．0．7条 见第2．0．2条和第2．0．13条说明。 字串4

第2．0．8条 炼钢电弧炉和矿热炉在工厂中或在电力系统中都是很大的电能用户，直接影响到工厂的功率因数和电力系统的经济运行。尤其是炼钢电弧炉熔化期具有很大的冲击性无功功率，对系统的电压波动和无功功率平衡极为不利。电炉容量愈大由于其短网电抗的增加功率因数愈低。高功率炼钢电弧炉和超高功率炼钢电弧炉由于其运行点往右，其功率因数较低(超高功率电弧炉的功率因数约为0．65～0．85)。在电弧炉运行短路时，其功率因数仅为0．2～0．3。

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提高炼钢电弧炉的功率因数可采用并联电容器补偿；但电弧炉产生的高次谐波电流会损坏电容器，宜采取措施来防止。 字串6

炼钢电弧炉和矿热炉的功率因数补偿装置一般装在附近供电的馈电变电所或配电所内。 字串2

感应电炉的功率因数很低，无芯感应电炉都是在电炉近旁采用电容器补偿。

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第2．0．9条 电力电容器的容抗Xcn为：

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故当频率fn增加时，容抗Xcn成比例地减小，换句话说n次谐波的容抗为基波容抗的1／n。所以当系统中有高次谐波时电力电容器非常容易过负荷，甚至烧损。

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在电力网中并联电力电容器时容易使系统的电压和电流波形畸变加剧，高次谐波电流增加而发生电力设备烧损或噪声严重，在电容器接入前系统的n次谐波阻抗为Zcn、n次谐波电压为Vsno。若电容器Zcn接入后，其谐波电流为：

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一般系统Zsn为电抗性，故Zcn为电容性，投入后谐波电流便扩大，若针对n次谐波Zcn为电抗性便可防止这一情况的发生。为此与电容器串联一个合适的电抗使在n次谐波时这个组合Zcn为电抗性，则可防止在电容器接入后谐波电流的增大。 字串3

例如在一般电力系统中5次谐波最严重，则当串联电抗器的感抗与电力电容器的容抗相等时：

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