4.2电弧炉的电气总成

电弧炉的电气总成包括以下设备： a) 主电路，如： ·包括开关设备在内的中/高压电源线； ·无功补偿（如果有的话）； ·交流串联电抗器（如果有的话）； ·电弧炉变压器； ·大电流母线系统； ·大电流电缆； ·电极臂系统； ·直流电弧炉：直流可控整流器和分路电抗器； ·交流电弧炉：顶部的三根石墨电极； 直流电弧炉：炉底专用电极和炉顶石墨极

混凝土标准规范范本GB/T10066.2—2019/IEC60676:2011

b）控制装置所有电气参数的设备（例如，板、面板、桌、控制措施和信号装置等）。

电弧炉含有一个由炉顶覆盖的炉膛，可在加料或维修时打开。 电弧炉炉壳按其标称容量用钢材制成。炉底衬以耐火材料，用来盛装液态金属和炉渣。底部以上 的侧墙衬以耐火材料或使用水冷侧墙板。炉顶完全由耐火材料覆盖，或在电极附近使用耐热中心件 水冷。 电弧炉容量：按照炉底的净容积和电弧炉内熔炼的不同材料的比重计算。炉膛：位于水平位置，金 属表面位于规定的基准线以下，此时在液态炉料顶部允许出现最少量的炉渣。根据设计规定砌筑炉衬。 注：不同材料的比重需要供应商与用户协商一致

电弧炉的电气部件在特定情况下应进行水冷。 注：此外，有必要用冷却水冷却炉膛、炉顶和液压系统。 应将下列电气设备的冷却水路进行区分： a）用油冷却的变压器由水间接冷却； b) 包括电缆在内的大电流母线系统： c） 电极臂； d）用经过特殊处理的水冷却的半导体器件由

5.2冷态和热态试验项目

有关电气设备的下列试验应在电弧炉准 a) 高/中压设备及大电流线路电气绝线 b) 变压器和大电流系统冷却水系统（见 c) 电极系统的速度和动作（见6.3）； d) 相序试验（见6.7）； e) 所有安全装置及联锁的检查。 下列试验应在电弧炉热态时进行： 运行中的短路试验（见6.4)； b) 相电抗对称性（见6.4.4)； c) 单位电耗（见6.5）； d) 单位生产率（见6.5）； e 净通电时间（见6.5.2）：

有关电气设备的下列试验应在电弧炉准备运行之前进行并定期进行，或者在修理和改造之后进行： a) 高/中压设备及大电流线路电气绝缘验证（见6.1.2）； b) 变压器和大电流系统冷却水系统（见6.2）； c) 电极系统的速度和动作（见6.3）； d) 相序试验（见6.7）； e) 所有安全装置及联锁的检查。 下列试验应在电弧炉热态时进行： a） 运行中的短路试验（见6.4）； b) 相电抗对称性（见6.4.4)； c) 单位电耗（见6.5）； d) 单位生产率（见6.5）； e）净通电时间（见6.5.2）

f）功率因数（见6.5.2）； g）单位电极消耗（见6.6）。 注：制造商提供的试车和操作手册中可包括附加试验。

1大电流系统的电气绝缘

6. 1. 1一般要求

时的空电弧炉进行电气绝缘试验 直流电弧炉：变压器（可择 系统断开

应按照IEC60398：1999中7.1.2和7.1.3使用兆欧表进行绝缘试验。 应按以下要求进行试验： 将电弧炉变压器(交流电弧炉)或整流器（直流电弧炉)与大电流系统断开； 测量每一相与电弧炉结构(接地)之间的电阻。最小值应为1kQ/V额定电压。 底电极的绝试验应按供应商提供的试车和操作手册进行

应在电弧炉正常运行且处于热态时进行试验。 冷却水的下述特定信息对试验很有必要： 流量（m*/h）； 进出口压力（Pa）； 最高入口和出口温度（℃）； 品质（如硬度、导电性等）。 冷却水的成分、特性、压力和人口温度应符合供应商的推荐值。 冷却水流量应按式（1)计算：

式中： 冷却水流量，单位为立方米每小时（m"/h） S Qm 测得的冷却水量，单位为立方米（m"）； 试验需要的时间，单位为小时（h）

电极移动使用秒表在两个方向（向上和向下）对规定的距离进行测量。每个电极臂随石墨电极的运 行长度单独运动，交流电弧炉三根电极同时移动。 注：测量尽可能使用电信号控制

6.4.1± 一般要求

6.4.1.1交流电弧炉

大电流系统的电阻[R]和电抗[X]通过测量变压器一次侧短路时的系统电流和电压来测定。根据

大电流系统的电阻[R]和电抗[X]通过测量变压器一次侧短路时的系统电流和电压来测定。根

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变压比和矢量群将测得的数值转化到变压器二次侧的大电流系统。 对矢量组不同于DdO的变压器（△/无相移的△），应允许使用相关仪器（例如罗氏线圈或电流互感 器）对二次电流进行测量。

6.4.1.2直流电弧炉

电流系统：交流电弧炉的

验，以测定变压器和整流器的额定和最大电流，讯

大电流系统的电阻（R）和电抗（X)值通过平熔池条件（温度高于熔点）下正常运行时的三相短路条 件（例如在三根电极同时浸人液态金属时的电压和电流测量）方式来测定。 如果因某些先决条件使上述方法不可行时，应由制造商和用户协商，采用合适的替代方法

在试验前，电弧炉变压器应切换至适当低的抽头（如果安装了电抗器，将其接人），以确保三相运行 短路条件下的炉子电流尽可能接近电弧炉变压器额定二次电流。 应在接近额定电流的条件下进行试验，但应避免对涉及的设备（如电极、变压器等）造成损坏。 在试验前，应将三根电极调整到在电极臂下的长度相同，以保证三个电极臂在试验中处于相同位 置。在试验中，电极应浸人液态金属中以达到安全的短路条件（使波动条件稳定且功率因数达到短路 直<0.25感应）。 所有的试验应至少经过两次试验验证。计算所有试验的阻抗和不对称值，算术平均值就是短路阻 抗。其中，测量大电流系统电参数以测定电阻和电抗值的布线如图1所示。 一次伽的测量

UA,UIB,UiC UIAB,UIACUIRG

P1A PIB , P1c PIAB ,P1AC ,P1EX

EP=PiA +P+Pic 或ZP=P1AB+PC ....2

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电极A和电极B浸入时的短路试验：

电极B和电极C浸入时的短路试验：

42P 2UBC 1BC (Iib + Iic) ? ZiBC = IiB + Iic

电极A和电极C浸人时的短路试验：

大电流系统电参数以测定电阻和电抗值的布线图

R 1AC 4ZP ( + Ic)

计算 对三个单相短路试验的一般分析

RIAB + RIBC RiAC RiB 2 Ric ... ( 2 2 X IAB + X iBC X1AC X iBC + XiAC XAB...( 2 XiB 2 2 ZA=NRiA +XiA ZB=/RB+XB Zic=Ric+Xic ......(

电弧炉变压器电压比、电阻和电抗

kT=U, PcuT R2TA~R2TB~R2TC~R2Tm 312T （10） (UTukT X2TA～X2TB～X2TC～X2Tm RTm .. (11) 100.S1

对具有矢量组Ddo或YyO的电弧炉变压器，大电流线路（二次电压）：

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单相短路试验的分析用于计算阻抗和电抗的平五

三相短路试验的分析用于计算阻抗和电抗的平均值 UiAB+UIAC+UiBO

：试验条件：(1)一次侧：(2)二次侧：（A、B、C)三本

AIiBIc 每一相的电流 UIAUBUic 每一相的电压 P1A、PIBPIc 每一相的功率 R1AR1BR1C 每一相的电阻 X1AXIBXIC 每一相的电抗 Z1A Z1BZ10 每一相的阻抗 kT 用于试验的抽头的变压器电压比 Pcu 额定容量下的变压器负荷损耗 I2T 额定二次变压器电流 UzT 额定二次变压器电压 ST 变压器额定视在功率 u kT 变压器额定百分阻抗电压 R2TAR2TBR2TC 变压器二次相电阻 R2Tm 变压器平均二次相电阻 X2TA X 2TBX2TC 变压器二次相电抗 X 2Tm 变压器平均二次相电抗 RA、RBRc 每一相的电阻 XA.XB、X 每一相的电抗 ZaZn Z 每一相的阻抗

包和的情优 注3：在计算非短路试验中用到的抽头特性时，要考虑每个抽头上的变压器电抗值是不同的 采用的大电流线路的相电阻/电抗是在2次或更多试验中测定的电阻/电抗的是算术平均值

不对称系数（K)（%）根据每相阻抗ZA、ZR、Zc的值按式（21)计算

Z mox a8z 2

中 Zmax一每一相的最大阻抗； Zmi一每一相的最小阻抗； Z一一所有三相阻抗的算术平均值， 阻抗应在尽可能接近额定二次电流的短路试验中测量，该电流与变压器一次侧额定功率相对应 因电极尺寸和材料的较大影响引起的电阻(R)值不予考虑， 注：不对称系数（%）可按式（22)通过测量相电抗（X)导出

式中： X max 每一相的最大电抗； Xmin— 每一相的最小电抗； 一所有三相电抗的算术平均值 两次测量最小值的算术平均值为试验结果

6.5电弧炉运行期间的主要特性

应测量和/或计算以下特性： 单位电耗（kWh/t)； 生产率（t/h)； 功率因数（cos）； 通电时间（min）； 出钢时间（min）

应测量和/或计算以下特性： 单位电耗（kWh/t)； 生产率(t/h)； 功率因数（cos）； 通电时间（min）； 出钢时间（min）。

试验应在正常运行（如果有排烟和清洁系统，使其运行）条件下的连续5个炉次时进行。每个试验 直的算术平均值为试验结果。 炉料的堆积密度和主要特性应有供应商和用户商定 测量和/或计算以下值： a）单位电耗（kWh/t)：每一炉消耗的电能除以在规定温度下倒出的液态金属的质量（1)

式中： G一—倒出的液态金属的质量包装标准，单位为吨(t)； t.—冶炼周期，单位为小时（h)。 c）工序约定时间内的功率因数 cosQ :

EQ:—试验结束后的无功电能，单位为千伏安时（kVAh） EQ—试验前的无功电能，单位为千伏安时（kVAh）。 注2：电能用连接在变压器一次侧的合适且及经过校验的三相仪表测量， d）通电时间：在电极通电条件下测得的时间。 e）冶炼周期：在特定条件下测得的运行时间

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液态金属单位质量（kg/t)电极消耗在5个连续试验炉次中测量。电极质量应由供应商和用户规 办商一致。 试验中应扣除任何电极折损以及未规定的损耗

倒出金属单位质量的电极消耗，单位为千克每吨（kg/t)； G—试验炉次中的电极消耗量，单位为千克（kg）； 试验炉次中倒出材料的总质量，单位为吨（t)

GBT标准规范范本量相序。相序应为逆时针方向。 早致电极折损

炉壳衬以耐火材料并处于热态。炉料（金属和添加物)和各项操作（熔化、理弧加热、除渣、倾炉)应 按供应商的建议。达到最终温度和成分之后倾炉。钢包内最终的金属质量应至少达到电弧炉的额定 容量。 如果是使用底部出料系统的电弧炉，应考虑电弧炉内的留钢量

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