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上海电力学院 电力系 《工业用电设备》 第3章 工业电炉 为了强化钢液与熔渣反应，使钢液温度和成分均匀，在炼钢电弧炉炉底部，加装电磁搅拌器。　　搅拌器由绕有两组线圈的铁芯构成。它本身相当于电机的定子，溶池中的钢液相当转子。搅拌器线圈中通以可产生移相磁场的两相低频电流，磁场使钢液中产生感应电流，移动磁场与感应电流相互作用，使钢液在电动力的推动下，顺着移动磁场移动的方向流动，从而使钢液得到了搅拌。　　 5）电磁搅拌器 采用电磁搅拌的电弧炉，其炉底要用非磁性钢板制成。为了改变电磁搅拌器的搅拌力，要求采用可调频率的低频电源，其频率在0.3~0.5Hz内调节。一般采用直接变频电源。需加装电容器以提高功率因素，并加装电抗器防止产生谐振。 图3.3.4 炼钢电弧炉钢液的电磁搅拌 1－电磁搅拌器；2－炉底 三. 交流炼钢电弧炉对电能质量的影响 1. 超高功率炼钢电弧炉在正常生产时会对电网造成下列干扰 ： 高次谐波、电压闪变、电压波动、三相电压及电流不平衡、 功率因数低等，而且超过电能质量各项指标国家标准 炼钢电弧炉分为 普通功率（RP—Regular Power）、 高功率（HP—High Power） 、 超高功率（UHP—Ultra High Power）三种。 超高功率电弧炉（UHP——EAF）概念自七十年代提出，目标在于极大地提高炼钢电弧炉炼钢的生产率和降低成本，开创了电弧炉炼钢技术发展新纪元 第3章 工业电炉 3-3 电弧炉 3.1.1 交流炼钢电弧炉 电弧炉的冶炼过程依据其电气特性分为两个主要阶段：熔化期和精炼期： 熔化期时，炉内废钢装入后，同时插入三相电极，则在电极与废钢之间产生工频大电流电弧，利用电弧热量开始熔化废钢。由于废钢与电极间存在着直接电弧，随废钢的熔化必然引起电弧长度的变化，进而导致燃弧点的移动，电弧极不稳定。电弧电流的变化引起了电压闪变，由于燃弧点的移动导致电弧快速变动称周期闪变；由于电极短路引起的急剧变动称之为非常闪变。冶炼中，电弧电流变化的程度与废钢的大小有关。若熔材为轻质小块，电弧相对稳定，闪变问题相对轻些；若熔材为大块废钢，除引起电弧不稳定外，落下时引起电极短路，闪变问题相对严重。熔化中期过后，炉底有了相当的钢液，电弧相对稳定，闪变程度大大减轻。 精炼期是在熔化完成后，边升温边加入铁矿石和氧，以便进行氧化精炼。之后，对钢渣进行还原性精炼，加石灰等进行脱硫、脱氧，这一时期，电弧非常稳定，电流也不变动了，闪变问题基本消失。国标《电能质量·电压允许波动和闪变》（GB12326-2000）规定了电力系统公共连接点的电压波动和闪变电压允许值。超高功率电弧炉在其运行过程中产生的波动和闪变往往都超过这个规定值，必须加以抑制。 1. 产生高次谐波，偶次谐波与奇次谐波共存 由于电弧炉负荷的随机性变化和非线性特征，在熔化期产生随机变化的谐波电流。除了离散频谱外、还含有连续频谱分量。含偶次谐波，表明电弧电流的正、负半周期不对称；含连续频谱和间谐波，表明电弧电流的变化带有非周期的随机性。 三. 交流炼钢电弧炉对电能质量的影响 第3章 工业电炉 3-3 电弧炉 3.1.1 交流炼钢电弧炉 2. 导致电网严重不平衡，产生负序电流 在熔化期三相电流严重不平衡，不平衡电流含有较大的负序分量。电弧炉的基波负序电流较大，熔化期平均负序电流为基波正序电流的20%左右。最大负序电流都发生在两极短路时，但这时谐波电流含量不大。当一相熄弧另两相短路时，电流的基波负序分量与谐波的等值负序电流可达正序的50%~70%。这将引起公共供电点的电压不平衡，对电机的安全运行影响较大，尤其对大电机的影响更为严重。 第3章 工业电炉 3-3 电弧炉 三. 交流炼钢电弧炉对电能质量的影响 3.1.1 交流炼钢电弧炉 3. 电压闪烁和波动 超高功率电弧炉是供电电网的很大的负载，而且在运行中经常产生突然的、强烈的电流冲击，导致电网电压的快速波动，频率为0.1~30Hz。 频率在1~10Hz之间的电压波动会引起照明白炽灯和电视画面的闪烁，使人们感到烦躁，这类干扰称之为“闪烁”或“闪变”（Fluctuation）。 强烈的闪烁会造成电机转动不稳定，电子装置误动作甚至损坏，也会使电网供电的用户（包括电弧炉本身）的实际功率减少，闪烁是对电网的一种公害。 第3章 工业电炉