电热设备电力装置设计规范GB50056-93

第2．0．18～2．0．20条 由于电热装置的电流频率种类多，并且电流数值大，所用导体规格也多，导体的绝缘支持、母线间的衬垫和夹紧固定的金属部件以及绝缘电阻和绝缘净距离等．过去缺乏这方面的规定，给设计带来不少困难，为此参考了国外有关国家标准和国内现实情况制定了这条规定。 字串5

第3，1，1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10MVA换成16．5MVA，日产量由60t增至100t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110-120min，而变压器容量为9MVA时熔化期为55—60min。又如XX机修总厂在1，5t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20％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。 字串8

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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。 字串1

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50t炼钢电弧炉变压器采用110kV，实测电压波动只有0．36％；但相应要解决110kV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10MVA变压器并联供电，运行情况良好。

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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。 字串6

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
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。
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： 字串8

N(△V)^α=常数 字串1

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。XX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10Hz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：
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；
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；
4．使电子设备(例如X光机)自控设备工作不正常；
5．影响电渣炉使熔化形成纹点状而影响高级钢的质量；
6．使光电比色仪工作不正常，影响化验结果；
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：
1．美国。从实例来说明，两台25MVA变压器的100t电弧炉，这种电炉在熔化开始后30min周期性的电压闪变，单相冲击负荷每秒4～6次、时间4—12周波、cosφ=0．6、11．4MVA，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30MVA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0．422％，即在120V照明线路上的电压闪变值为0．505V，而允许值为0．45％×120二0．54V。