中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

GB 50056-93電熱設(shè)備電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范

主編部門:中華人民共和國(guó)機(jī)械工業(yè)部

批準(zhǔn)部門:中華人民共和國(guó)建設(shè)部

施行日期:1994年2月1日

第一章總則

第1.0.1條為使電熱設(shè)備電力裝置(以下簡(jiǎn)稱電熱裝置)的設(shè)計(jì)執(zhí)行國(guó)家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，做到技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、節(jié)約電能、經(jīng)濟(jì)合理、便于維修，制定本規(guī)范。

第1.0.2條本規(guī)范適用于新建的電弧爐、礦熱爐、感應(yīng)電爐、感應(yīng)加熱器和電阻爐等電熱裝置的設(shè)計(jì)。

第1.0.3條電熱裝置的設(shè)計(jì)除應(yīng)遵守本規(guī)范的規(guī)定外，尚應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的規(guī)定。

第二章基本規(guī)定

第2.0.1條電熱裝置宜屬于二級(jí)或三級(jí)負(fù)荷，當(dāng)事故停電將在國(guó)民經(jīng)濟(jì)上造成重大拐失的多臺(tái)大型電熱裝v宜屬于一級(jí)負(fù)荷。

電熱裝里的輔助設(shè)備的負(fù)荷等級(jí)應(yīng)根據(jù)事故停電所造成損失或影響的程度確定。

第2.0.2條電熱裝置的變壓器、變頻或變流裝置與電爐或加熱器的距離應(yīng)小，但應(yīng)便于操作、維護(hù)和檢修。

第2.0.3級(jí)電熱裝置應(yīng)設(shè)置能滿足維修安全和正確操作要求的聯(lián)鎖裝置。

第2.0.4條電熱裝置的繼電保護(hù)裝置、測(cè)量?jī)x表、控制電器和導(dǎo)線的設(shè)置，應(yīng)便于操作、監(jiān)視和維修，并應(yīng)遵免受熱、受潮、受電磁感應(yīng)、受撞擊和積聚灰塵。

第2.0.5條高頻、中頻電流或工頻大電流導(dǎo)體的截面選擇和布置，應(yīng)減少由于集膚效應(yīng)和鄰擾效應(yīng)所引起的導(dǎo)體中電流的不均勻分布。

第2.0.6條電熱裝置導(dǎo)體的支架、保護(hù)遮板、套管、愷裝、緊固件和鄰近的金屬部件的設(shè)里和材料的選擇，當(dāng)在頗率較高或電流較大時(shí)應(yīng)減小感應(yīng)發(fā)熱的影響。

第2.0.7條電熱裝置短網(wǎng)的配置應(yīng)做到電阻和電抗較小，并應(yīng)使三相阻抗平衡。

第2.0.8條單臺(tái)功率等于或大于400 k W的電熱裝置，當(dāng)其自然功率因數(shù)較低時(shí)，應(yīng)裝設(shè)單獨(dú)的無(wú)功功率補(bǔ)償裝里，若經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較采用集中補(bǔ)償有利時(shí)或當(dāng)工廠、車間無(wú)功功率富裕時(shí)，可不裝設(shè)單獨(dú)的補(bǔ)償裝置。

第2.0.9條電熱裝置的無(wú)功功率補(bǔ)償裝置采用電力電容器時(shí)，其性能的選擇和接線方式應(yīng)計(jì)人無(wú)功負(fù)菏的變化和高次諧波的影響。

第2.0.10條電熱裝置宜采用閉路冷卻，在閉路系統(tǒng)中不得產(chǎn)生氣泡。

第2.0.11條電熱裝置冷卻水系統(tǒng)的設(shè)置，應(yīng)便于監(jiān)視其工作狀況;并應(yīng)根據(jù)需要裝設(shè)水沮、水壓、流蚤等信號(hào)和保護(hù)裝置。必要時(shí)應(yīng)采取分?jǐn)嚯姛嵫b置的電源等安全措施。

第2.0.12條連接水冷工頻導(dǎo)體與金屬給排水管間的絕緣水管，其內(nèi)徑和長(zhǎng)度的選擇，應(yīng)使每很絕緣水管內(nèi)水的泄腸電流不超過(guò)20 m A或采取其他安全措施。

第2.0.13條多臺(tái)單相電熱裝置應(yīng)均勻地接在三相電路上。

第2.0.14條單相電熱裝置的容量較大時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算電熱裝置引起的負(fù)序電流和負(fù)序電壓對(duì)電網(wǎng)的影響;當(dāng)超過(guò)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的允許值時(shí)，應(yīng)將單相負(fù)荷連接到更大短路容量的電網(wǎng)點(diǎn)或設(shè)置相平衡裝置。當(dāng)在運(yùn)行過(guò)程中不經(jīng)常產(chǎn)生不平衡時(shí)，應(yīng)裝設(shè)三相電網(wǎng)間可切換單相負(fù)荷的切換電器。當(dāng)工藝過(guò)程允許采用直流加熱時(shí)，可將單相負(fù)荷由三相交流整流后以直流供電。

第2.0.15條不平衡電流較大的電熱裝置或單相電熱負(fù)荷較多的變(配)電所應(yīng)設(shè)監(jiān)視負(fù)序電流的儀表。

第2.0.16條電熱裝置的電力負(fù)荷引起公用電網(wǎng)電壓波形的非正弦崎變不應(yīng)超過(guò)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求。當(dāng)不能滿足要求時(shí)，應(yīng)采取裝設(shè)諧波過(guò)濾裝置等措施。

第2.0.17條在變壓器室地面上1.9 m以下的電爐變壓器的四周突出部分與變壓器室內(nèi)姍之間的最小距離應(yīng)符合表2.0.17的規(guī)定。

第2.0.18條電熱裝置中母線或母線組的絕緣支持物和母線間的襯墊，在小于1 k V的直流或交流工頻、低頻和中頻的電路中，可采用絕緣浸漬處理的石棉水泥板(塊);當(dāng)電壓小于500 V時(shí)，亦可采用浸漬處理(在干操油中浸漬)的木材;當(dāng)電壓大于1 k V小于1.6 k V時(shí)，應(yīng)采用電膠木、玻璃纖維板或耐熱塑膠。具有迅速變化沖擊負(fù)荷電爐的絕緣支持物(夾緊塊襯墊)，應(yīng)采用耐震材料。

電壓大于和等于1.6 k V應(yīng)采用瓷或玻璃制成的支柱絕緣子，當(dāng)工頻電流大于和等于1.5 k A和中頻、高頻任何電流值時(shí)，絕緣子的附件應(yīng)采用鋁材，當(dāng)用鋁屏蔽保護(hù)或由少磁性生鐵制造時(shí)，絕緣子的附件可采用鑄鐵。

母線組夾緊的金屬部件當(dāng)工頻電流大于和等于1.5 k A和中頻、高頻任何電流值時(shí)，宜采用由非磁性鋼板制成彎形側(cè)面的門型截面或焊接側(cè)面和硅鋁合金部件，但重型多片母線組除外。

大電流母線的緊固件宜采用非磁性的鉻鎳、銅鋅或其他合金制成的螺栓和雙頭螺栓.

第2.0-19條電熱裝置變壓器二次側(cè)導(dǎo)體母線組不同極(不同相)母線間的絕緣電阻應(yīng)滿足產(chǎn)品要求，當(dāng)產(chǎn)品要求未規(guī)定絕緣電阻值時(shí)，母線組不同極(不同相)母線間的絕緣電阻應(yīng)符合表2.0.19的規(guī)定。

注:絕峰電阻采用電壓為2.5 k V的兆歐表，并斷開導(dǎo)電體與變壓器、變頻機(jī)、開關(guān)設(shè)備、電阻護(hù)加熱元件稱的出線端，提起電護(hù)電極以及拆開水冷系統(tǒng)軟管后側(cè)量。

第2.0.20條交流或直流二次硬導(dǎo)體的不同極(不同相)母線間的最小凈距應(yīng)符合表2.0.20的

規(guī)定。

注，①上表系指母線高為250 mm以下，當(dāng)高于此值時(shí)最小凈距應(yīng)增加5一10 mm.

②多塵系指非導(dǎo)電塵。

第2.0-21條電熱裝置需要在距安裝地面2m及以上高度進(jìn)行維護(hù)的部分，應(yīng)設(shè)置有保護(hù)欄和固定梯的平臺(tái)，不得采用活動(dòng)式梯，在維護(hù)人員可能觸及裝置帶電部分的區(qū)域內(nèi)，平臺(tái)、護(hù)欄和梯應(yīng)采用難嫌燒材料，工作平臺(tái)的走道板應(yīng)有阻端的絕緣材料的覆蓋物。

第2.0-22條電熱設(shè)備液壓系統(tǒng)的蓄勢(shì)泵和充油裝置，當(dāng)其油量60 kg及以上時(shí)，應(yīng)設(shè)置事故排油設(shè)施。

第2.0-23條對(duì)危及工作人員安全或電熱裝置正常運(yùn)行的靜電荷，應(yīng)采取接地、屏蔽或提供足夠距離等抑制措施。

第三章電弧爐和礦熱爐裝置

第一節(jié)電爐裝置的主電路系統(tǒng)

第3.1.1條電爐應(yīng)設(shè)置與供電系統(tǒng)連接的專用變壓器。

電爐變壓器的容量選擇，應(yīng)符合工藝規(guī)定的用電制度和變壓器允許的過(guò)負(fù)荷能力，其二次電壓和調(diào)壓方式，應(yīng)符合工藝過(guò)程的要求，其一次電壓的選擇，應(yīng)根據(jù)供電的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。

第3.1.2條電爐的供電系統(tǒng)應(yīng)簡(jiǎn)單，并應(yīng)操作方便。單臺(tái)電爐裝置宜由一回路供電。電爐變電所不宜引接向外部供電的高壓線路。

第3.1.3條三相電弧爐工作短路引起供電母線的電壓波動(dòng)值不應(yīng)超過(guò)2.5%，但專供電弧爐用

的變電所二次母線的電壓波動(dòng)不應(yīng)受此限制。當(dāng)不能滿足上述要求時(shí)，應(yīng)采取將電弧滬接到短路容量更大的電網(wǎng)點(diǎn)上等降低電壓波動(dòng)的措施。

第3.1.4條有工作短路的電爐裝置，應(yīng)采取限制工作短路電流在電氣設(shè)備允許范圍內(nèi)的措施。三相電弧爐裝置的工作短路電流，不應(yīng)大于電爐變壓器額定電流的3.5倍。當(dāng)采用電抗器限制短路電流時(shí)，電抗器應(yīng)設(shè)旁路開關(guān)。

第3.1.5條三相電弧爐裝置主電路系統(tǒng)的導(dǎo)體載流量應(yīng)按變壓器額定容量的120%計(jì)算;開關(guān)

設(shè)備和互感器的額定電流可按大于120%選擇。

第3.1.6條三相電弧爐裝置應(yīng)采用具有頻繁操作性能的操作斷路器。

第3.1。7條電弧爐和礦熱爐變壓器應(yīng)采取下列限制操作過(guò)電壓的措施:

一、在電爐變壓器與操作斷路器間裝設(shè)氧化鋅避雷器或壓敏電阻;

二、在三繞組電爐變壓器的三次側(cè)裝設(shè)氧化鋅避雷器或壓敏電阻和阻容吸收裝置;

三、在電爐變壓器的二次側(cè)裝設(shè)阻容吸收裝置。

第3.1.8條有二臺(tái)及以上三相電弧爐的工廠宜裝設(shè)最大電力需量的電子計(jì)算機(jī)控制裝置.

第3.1.9條三相電弧爐高壓電源電纜的截面選擇應(yīng)計(jì)人高次諧波電流的影響。

第二節(jié)保護(hù)、控制、信號(hào)和測(cè).

第3.2.1條電爐變壓器應(yīng)裝設(shè)故障短路的電流速斷保護(hù)、變壓器過(guò)負(fù)荷保護(hù)和變壓器及其有載分接開關(guān)的瓦斯保護(hù)，并應(yīng)符合下列規(guī)定:

一、故障短路的電流速斷保護(hù)，其整定值應(yīng)躲開電爐的最大工作短路電流。

二、變壓器過(guò)負(fù)荷保護(hù)，應(yīng)采用反時(shí)限特性的過(guò)電流繼電器，保護(hù)的整定值應(yīng)考慮電極的提升速度，宜在3倍額定電流時(shí)6s左右動(dòng)作;對(duì)礦熱爐的整定值應(yīng)防止長(zhǎng)時(shí)間不大的過(guò)負(fù)荷。

礦熱爐亦可采用帶長(zhǎng)延時(shí)的定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)。

三相電爐變壓器過(guò)負(fù)荷保護(hù)應(yīng)為三繼電器式。

三、變壓器及其有載分接開關(guān)的瓦斯保護(hù)，重瓦斯動(dòng)作于電爐變壓器一次側(cè)斷路器跳閘，輕瓦斯動(dòng)作于信號(hào)。

第3.2.2條當(dāng)采用三繞組的電爐變壓器(帶串聯(lián)調(diào)壓繞組)時(shí)，可在第三繞組裝設(shè)電流互感器代替二次側(cè)大電流互感器。但應(yīng)換算變流比，其相位應(yīng)一致。

第3.2.3條電爐裝置應(yīng)接地，接地電阻不應(yīng)大于4Ω;在高土壤電阻率地區(qū)不宜大于10Ω。

第3.2.4條三相電弧爐應(yīng)設(shè)電極自動(dòng)調(diào)節(jié)器。礦熱爐宜設(shè)電極自動(dòng)調(diào)節(jié)器，但小型礦熱護(hù)可采用手動(dòng)操作。

電極自動(dòng)調(diào)節(jié)器應(yīng)具有由自動(dòng)操作轉(zhuǎn)為手動(dòng)操作的功能。

第3.2.5條在電弧爐爐底與電壓信號(hào)變壓器間應(yīng)裝設(shè)防止電弧爐電極自動(dòng)調(diào)節(jié)器的電壓信號(hào)變壓器燒損的隔直電容器。

第3.2.6條三相電弧爐的電極自動(dòng)調(diào)節(jié)器宜采取防止當(dāng)電極觸及不導(dǎo)電爐料時(shí)折斷電極的措施。

第3.2.7條在大型礦熱爐的操作平臺(tái)處宜裝設(shè)事故斷電開關(guān)。

第3.2.8條采用鑰匙控制電爐的通電時(shí)，鑰匙應(yīng)僅在分?jǐn)辔恢脮r(shí)才可能取下。

第3.2.9條應(yīng)在電爐操作區(qū)域內(nèi)操作人員能看清的地方裝設(shè)通電及斷電的指示燈。

第3.2-10條當(dāng)電爐向澆注場(chǎng)地傾動(dòng)時(shí)，應(yīng)設(shè)使在澆注場(chǎng)地的人員能聽到見(jiàn)到的聲、光信號(hào)。

第3.2.11條電爐裝置應(yīng)裝設(shè)下列信號(hào):

一、電爐高壓通電及斷電的信號(hào);

二、調(diào)壓裝置在四級(jí)及以上時(shí)，指示電壓等級(jí)的信號(hào);

三、反映三相電弧爐每相電弧電壓的信號(hào);

四、油循環(huán)系統(tǒng)故障的信號(hào);

五、水或風(fēng)冷卻系統(tǒng)故障的信號(hào);

六、操作電源失壓的信號(hào);

七、根據(jù)工藝要求的其他信號(hào)。

第3.2.12條電爐裝置應(yīng)裝設(shè)有功電度表、無(wú)功電度表、電流表和電壓表,10t及以上的電弧爐宜裝設(shè)三相有功功率表。上述儀表應(yīng)裝設(shè)在電爐變壓器高壓側(cè);5t及以下電弧爐的儀表可裝設(shè)在配電所。

電爐裝置應(yīng)裝設(shè)顯示電極電流、電壓值的電流表和電壓表。當(dāng)采用電極自動(dòng)調(diào)節(jié)器時(shí)，應(yīng)裝設(shè)監(jiān)視調(diào)節(jié)器工作的儀表。

電弧爐的電流表，應(yīng)有過(guò)負(fù)荷量程。

電弧爐應(yīng)裝設(shè)帶有最大電力需量的有功電度表。

第三節(jié)電力設(shè)備的布里

第3.3門條一臺(tái)電爐裝置的變壓器、電抗器、操作斷路器、隔離開關(guān)、切換開關(guān)和互感器等電力設(shè)備，可裝設(shè)在同一房間內(nèi)。需經(jīng)常操作的斷路器和開關(guān)，宜采用電動(dòng)操作或遠(yuǎn)方機(jī)械傳動(dòng)。

電爐變壓器應(yīng)靠近電爐以縮短短網(wǎng)長(zhǎng)度;必要時(shí)可抬高變壓器的安裝高度。

第3.3.2條門向車間內(nèi)開的電爐變壓器室，應(yīng)設(shè)置容量為100%變壓器油量的貯油池，或?qū)⒂团诺桨踩幩脑O(shè)施。

第3.3.3條電爐變壓器室宜預(yù)留裝設(shè)有載分接開關(guān)換油或過(guò)濾油的地方。

第3.3.4條電爐變壓器室可設(shè)開向控制室的防火門。

第3.3.5條電爐裝置宜設(shè)控制室，并宜采用控制臺(tái)。控制室地面的標(biāo)高以及觀察窗和控制臺(tái)的位置，應(yīng)能使操作人員觀察到所操作機(jī)械設(shè)備的動(dòng)作和爐前情況。電爐通電應(yīng)在主控制臺(tái)控制?？刂剖覒?yīng)采取防煙塵侵人的措施。

1 000 V以下的電力設(shè)備，可裝設(shè)在控制室內(nèi)。

第3.3.6條需在爐旁操作電爐裝置的機(jī)械，應(yīng)在爐旁設(shè)置控制設(shè)備。

第3.3.7條電爐平臺(tái)下和軟電纜下應(yīng)設(shè)置防止人員進(jìn)人的警告牌或柵欄。

第四節(jié)短網(wǎng)

第3.4.1條經(jīng)常有工作短路的電爐裝置，應(yīng)采用銅母線。負(fù)荷平穩(wěn)的電爐裝里可采用鋁母線，但應(yīng)設(shè)置可靠的銅鋁過(guò)渡接頭。

第3.4.2條從硬母線引至電爐可動(dòng)接線板的軟電纜，應(yīng)防止磨損和短路;5t及以上的三相電弧

爐，宜采用水冷軟電纜。

第3.4.3條礦熱爐的母線應(yīng)設(shè)置防止?fàn)t料噴濺或熱輻射的防護(hù)設(shè)施。

第3.4.4條對(duì)短網(wǎng)母線緊固，其墊塊應(yīng)采用絕緣浸漬處理的石棉水泥板或纖維壓板;當(dāng)電壓在

500 V以下時(shí)，可采用絕緣浸漬處理的木材。

第3.4.5條10000 A及以上電爐短網(wǎng)的動(dòng)穩(wěn)定計(jì)算，應(yīng)計(jì)人母線交叉及轉(zhuǎn)彎處可能增加的電

磁力。

導(dǎo)體支架間的距離，應(yīng)進(jìn)行諧振校驗(yàn)。

第3.4.6條5000 A及以上的電爐短網(wǎng)與變壓器之間，應(yīng)采用可撓性連接。

第3.4.7條三相電弧爐中心線與電爐變壓器室外墻間的距離和墻上短網(wǎng)出線口位里的確定，應(yīng)在爐體傾動(dòng)和爐蓋旋轉(zhuǎn)時(shí)使其軟電纜盡量短。

第3.4.8條在電爐變壓器的短網(wǎng)進(jìn)行電焊時(shí)，應(yīng)采取防止由于電爐變壓器二次側(cè)帶電使一次側(cè)產(chǎn)生高電壓造成危險(xiǎn)的措施。

第3.4.9條在測(cè)量電弧爐短網(wǎng)阻抗值和其不平衡率進(jìn)行運(yùn)行短路試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)計(jì)人電滬變壓器繞組結(jié)線方式對(duì)測(cè)量值的影響。

第五節(jié)電磁攪拌裝里

第3.5.1條30 t及以上的三相電弧爐，當(dāng)冶煉工藝需要時(shí)，可裝設(shè)電磁攪拌裝置。

第3.5.2條電磁攪拌裝置應(yīng)能按工藝要求改變運(yùn)行方式。

第3.5.3條電磁攪拌裝置的低頻電源，應(yīng)能調(diào)整低頻頻率及功率。

第3.5.4條電磁攪拌裝置采用晶閘管變頻電源時(shí)，在其工頻電源側(cè)應(yīng)裝設(shè)提高功率因數(shù)用的電容器，并宜在電容器前串聯(lián)限制晶閘管變頻所產(chǎn)生的高次諧波影響的電抗器。

第3.5.5條電磁攪拌裝置應(yīng)裝設(shè)下列測(cè)量?jī)x表:

一、交流電源側(cè):電流表、電壓表、有功功率表和有功電度表。

二、低頻愉出側(cè):電流表、電壓表、頻率表和有功功率表。

第3.5.6條裝有電磁攪拌裝置的電爐，應(yīng)裝設(shè)漏爐保護(hù)裝置和爐殼測(cè)溫元件。

第六節(jié)爐外精煉裝置

第3.6.1條爐外精煉裝置的加熱工位的主電路系統(tǒng)，保護(hù)、控制、信號(hào)和測(cè)量，布置和短網(wǎng)應(yīng)遵守本章第一節(jié)至第四節(jié)的有關(guān)規(guī)定。

第3.6.2條爐外精煉裝置的加熱工位的中心線宜與電爐變壓器低壓端子中心線一致。

第3.6.3條爐外精煉裝置變壓器室低壓母線出線孔的標(biāo)高宜位于電極橫臂水冷導(dǎo)電銅管最高位置標(biāo)高與最低位置標(biāo)高的中點(diǎn)。

第3.6.4條爐外精煉裝置控制室中應(yīng)預(yù)留設(shè)置真空側(cè)量控制柜的位置。

第3.6.5條爐外精煉裝置應(yīng)設(shè)置鋼包車行走與有關(guān)工位間的聯(lián)鎖裝置。

第3.6.6條爐外精煉裝置變壓器額定容量應(yīng)按需精煉鋼水重量、升溫速度確定。

第四章工頻感應(yīng)電熱裝置

第4.0.1條工頻感應(yīng)電熱裝置的變壓器一次側(cè)電壓的選擇，應(yīng)根據(jù)供電的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。變壓器的容量、二次側(cè)電壓和調(diào)壓方式等，應(yīng)符合工藝的要求。

第4.0.2條工頻感應(yīng)電熱裝置的硬母線，可采用鋁導(dǎo)體。

第4.0.3條在工頻感應(yīng)電熱裝置的感應(yīng)電路中，應(yīng)裝設(shè)電容器組并應(yīng)符合下列規(guī)定:

一、電容器組的容量，滿足工頻感應(yīng)電熱裝置在無(wú)功功率最大時(shí)的補(bǔ)償要求;

二、電容器組的容量能調(diào)節(jié);

三、電容器組與感應(yīng)線圈間的導(dǎo)休長(zhǎng)度短。

第4.0.4條工頻感應(yīng)電熱裝置的合閘沖擊電流，應(yīng)小于電力網(wǎng)允許值，并不宜大于頓定電流的3~5倍。

第4.0.5條工頻感應(yīng)電熱裝置應(yīng)按下列要求裝設(shè)保護(hù):

一、裝設(shè)短路保護(hù)，動(dòng)作于分?jǐn)嘀麟娫?

二、裝設(shè)冷卻水停止、水壓不足或水溫過(guò)高的保護(hù)，動(dòng)作于信號(hào)及分?jǐn)嘀麟娫?

三、1.5 c及以上感應(yīng)熔煉裝置，裝設(shè)漏爐保護(hù)或監(jiān)察措施，動(dòng)作于信號(hào)及分?jǐn)嘀麟娫?

四、400 k VA及以上的變壓器，裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)，動(dòng)作于信號(hào)。

第4.0.6條工頗感應(yīng)加熱裝置應(yīng)裝設(shè)電流表、電壓表、功率因數(shù)表、有功功率表和有功電度表。無(wú)專用變壓器的工頻感應(yīng)電熱裝置的測(cè)量?jī)x表可適當(dāng)減少。

第五章中頻感應(yīng)電熱裝置

第5.0.1條本章適用于頻率大于工頻，并小于或等于10 k H:的熔煉、淬火、透熱等感應(yīng)電熱裝置。

第5.0.2條中頻電源可采用晶閘管變頻器或變頻機(jī)組。

多臺(tái)交叉作業(yè)的電熱裝置宜由共用的中頻電源供電。

第5.0.3條中頻電源裝置并聯(lián)運(yùn)行，應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條件的要求。

第5.0.4條在中頻感應(yīng)電熱裝置的感應(yīng)回路中，應(yīng)裝設(shè)電容器組并應(yīng)符合下列要求:

一、電容器組的容量滿足負(fù)載功率因數(shù)在最低值時(shí)的補(bǔ)償要求;

二、當(dāng)采用變頻機(jī)組時(shí)，電容器組的容量能調(diào)節(jié);

三、電容器組與感應(yīng)加熱器或淬火變壓器間的導(dǎo)體長(zhǎng)度短。

第5.0.5條在頻率為8 k Hz及以上的電動(dòng)發(fā)電機(jī)組應(yīng)裝設(shè)空載限制器。當(dāng)工作循環(huán)中間歇時(shí)間長(zhǎng)且電動(dòng)發(fā)電機(jī)停車不合理時(shí)，可采取切除發(fā)電機(jī)勵(lì)磁的措施。

第5.0.6條變頻裝置的電動(dòng)發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生的噪聲大于80 dB（A）時(shí)，電動(dòng)發(fā)電機(jī)組應(yīng)裝設(shè)在電機(jī)室內(nèi)。

第5.0.7條固定敷設(shè)的中頻線路宜采用鋁導(dǎo)體。

第5.0.8條中頻導(dǎo)休宜采用中頻同軸電纜、同軸布置的管形母線或平行布置的矩形母線。

第5.0.9條中頻10 k H:以下的電路中當(dāng)采用鋼愷裝電纜或套鋼管導(dǎo)線敷設(shè)時(shí)，必須利用電纜的一個(gè)芯線或同一鋼管中的導(dǎo)線作為往返電流回路。

第5.0.10條在中頻回路中采用矩形母線時(shí)，應(yīng)符合下列要求:

一、平行布置的多片母線，應(yīng)寬面相對(duì)，相鄰的母線應(yīng)為不同的極性;

二、不同相(不同極)矩形母線間的最小凈距應(yīng)符合本規(guī)范表2.0.20的規(guī)定;

三、母線的夾板、隔板宜采用絕緣浸演處理的硬木、塑料或?qū)訅航^緣板等材料制作。

第5.0.11條中頻感應(yīng)電熱裝置，應(yīng)裝設(shè)下列保護(hù)動(dòng)作于信號(hào)及分?jǐn)嘀麟娫?

一、過(guò)電流和過(guò)電壓保護(hù);

二、冷卻水停止、水壓不足和水溫過(guò)高的保護(hù);

三、容量較大的熔煉爐裝設(shè)漏爐保護(hù)。

第5.0-12條中頻電源裝置的中頻回路應(yīng)裝設(shè)電流表、電壓表和有功功率表。晶閘管變頻器直流回路應(yīng)裝設(shè)電流表和電壓表。變頻機(jī)組尚應(yīng)裝設(shè)功率因數(shù)表，并應(yīng)在勵(lì)磁回路中裝設(shè)電流表。

第5.0.13條中頻電源裝置宜裝設(shè)在單獨(dú)房間內(nèi);當(dāng)工作環(huán)境條件許可時(shí)，晶閘管變預(yù)器可不裝設(shè)在單獨(dú)房間內(nèi)。

第六章高頻感應(yīng)電熱裝置

第6.0.1條本章適用于頻率大于10 k Hz，并小于或等于300 MHz的熔煉、淬火等感應(yīng)電熱裝置。

第6.0.2條高頻電源裝置可采用電子管振蕩器。

第6.0.3條高頻電源裝置應(yīng)有金屬屏蔽外殼。高頻回路中外露的導(dǎo)體和電氣設(shè)備應(yīng)采取操作人員免受高頻電場(chǎng)傷害的局部屏蔽措施。

第6.0.4條高頻感應(yīng)電熱裝置的電源線路，應(yīng)裝設(shè)濾波器。

第6.0.5條容量較大的高頻感應(yīng)電熱裝置，宜裝設(shè)在單獨(dú)房間內(nèi)或工作隔間內(nèi)。

第6.0.6條高頻感應(yīng)電熱裝置產(chǎn)生的無(wú)線電干擾超過(guò)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)輻射允許值時(shí)，應(yīng)設(shè)置屏蔽室。

第6.0.7條高頻感應(yīng)電熱裝置的屏蔽室，應(yīng)符合下列要求:

一、屏蔽室的結(jié)構(gòu)型式及材料，應(yīng)根據(jù)屏蔽要求確定;

二、屏蔽室的通風(fēng)口應(yīng)屏蔽;

三、濾波器應(yīng)設(shè)置在電力線路進(jìn)人屏蔽室的人口處;

四、屏蔽網(wǎng)、濾波器和其他金屬管道均應(yīng)接地。

第6.0.8條高頻電源裝置的金屬外殼應(yīng)就近接地，其接地電阻不應(yīng)大于4Ω，并宜與車間接地干線連接。

第6.0.9條電子管振蕩器的振蕩回路和高壓整流部分，應(yīng)裝設(shè)聯(lián)鎖裝置;當(dāng)柜門開啟時(shí)，應(yīng)能自動(dòng)分?jǐn)嚯娫础?/p>

第6.0.10條電子管振蕩器當(dāng)冷卻水流量、水壓不正?；蛩疁剡^(guò)高時(shí)，應(yīng)設(shè)發(fā)出信號(hào)或分?jǐn)嚯娫吹难b置。

第七章電阻爐

第7.0.1條本章適用于一般間接加熱的成套工業(yè)電阻爐。

第7.0.2條電阻爐配電線路的導(dǎo)線載流量、開關(guān)設(shè)備和熔斷器熔體的額定電流，宜按下列條件計(jì)算:

一、無(wú)電爐變壓器的金屬發(fā)熱元件電阻爐，按電阻爐額定功率的1.1倍;

二、有電爐變壓器的電阻爐，按變壓器最高檔電壓的容量或按電阻爐額定功率的1.2-1.3倍。

第7.0.3條對(duì)硅碳棒等電阻系數(shù)變動(dòng)較大的發(fā)熱元件的電阻爐，宜裝設(shè)電流表，并應(yīng)配備調(diào)壓變壓器。

第7.0.4條電阻爐應(yīng)裝設(shè)短路保護(hù)。當(dāng)有幾個(gè)加熱區(qū)時(shí)，每個(gè)加熱區(qū)宜分別裝設(shè)短路保護(hù)。

有水冷卻的電爐，應(yīng)裝設(shè)水壓不足或水溫過(guò)高的保護(hù)，動(dòng)作于信號(hào)或分?jǐn)嚯娫础?/p>

第7.0.5條電阻爐應(yīng)裝設(shè)下列聯(lián)鎖裝置:

一、人工裝料的電阻爐，如操作人員有可能觸及危險(xiǎn)電壓，裝設(shè)加料口開啟時(shí)分?jǐn)嚯娫吹穆?lián)鎖;

二、有通風(fēng)裝置的電阻爐，當(dāng)通風(fēng)機(jī)斷電可能造成設(shè)備損壞時(shí)，裝設(shè)分?jǐn)嚯娫吹穆?lián)鎖;

三、根據(jù)生產(chǎn)要求對(duì)傳動(dòng)部分和其他附屬裝置裝設(shè)必要的聯(lián)鎖。

第了0.6條接觸器、空氣開關(guān)不宜與側(cè)溫儀表裝在同一構(gòu)架上。

第7.0.7條電力線路不應(yīng)與測(cè)溫導(dǎo)線敷設(shè)在同一管中或共用一根電纜。

第7.0.8條晶閘管調(diào)壓器或調(diào)功器三相供電的電阻爐不宜采用有中性線的星形接法，可采用星形或三角形接法。

附錄一名詞解釋

附表1.1名詞解釋

中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

GB 50056-93電熱設(shè)備電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范

條文說(shuō)明

主編單位:機(jī)械工業(yè)部設(shè)計(jì)研究院

第一章總則

第1.0.1條本條是制定本規(guī)范的目的、要求和指導(dǎo)思想。

第1.0.2條本條說(shuō)明本規(guī)范適用范圍和包括的內(nèi)容。

本條所規(guī)定的適用范圍是根據(jù)目前國(guó)內(nèi)在冶金、化工和機(jī)械制造等各部門一般采用的電熱裝置而確定的。

電熱裝置的種類很多，規(guī)格參數(shù)和性能亦不相同，主要是;電弧爐:包括煉鋼電弧爐、真空電弧爐(自耗電極和非自耗電極的)和爐外精煉裝置等，是直接利用電極與爐料間產(chǎn)生電弧來(lái)熔化和精煉爐料的。

二、綜合作用的電弧爐:例如電阻電弧爐，包括各種型式的礦熱爐(熔煉鐵合金、有色金屬和電石等)及電渣爐，是利用電阻和電弧將電能轉(zhuǎn)化為熱能。

三、感應(yīng)電爐:按頻率分為高頻、中頻和工頻;按結(jié)構(gòu)形式分為有芯和無(wú)芯;按用途分為熔化、冶煉和加熱(包括感應(yīng)加熱器、感應(yīng)淬火裝置等);為滿足頻率、結(jié)構(gòu)、用途不同時(shí)對(duì)其電氣的要求亦不相同。

四、電阻爐:其種類規(guī)格最多，有各種各樣的加熱元件，例如金屬的、非金屬的(矽碳棒、碳質(zhì)、鹽液等);又分間接加熱和直接加熱電阻爐。

這次規(guī)范修訂的內(nèi)容和適用范圍主要是條文中列舉的電弧爐、礦熱爐、感應(yīng)電爐、感應(yīng)加熱器和電阻爐。

第1.0.3條本條明確了本規(guī)范和其他規(guī)范的關(guān)系

第二章基本規(guī)定

第2.0.1條本條規(guī)定的電熱裝置對(duì)供電可靠性的要求是根據(jù)電熱裝置的性質(zhì)提出的。主電源突然停止供電一般不致引起重大設(shè)備損壞和造成人身傷亡的危險(xiǎn);但將造成減產(chǎn)或產(chǎn)生廢品。因此宜根據(jù)電熱裝置的種類、用途和容量大小的不同分別列人第二級(jí)或第三級(jí)負(fù)荷。

對(duì)生產(chǎn)性質(zhì)重要的電爐，如煉鋼車間電弧爐和大型礦熱爐等，由于國(guó)民經(jīng)濟(jì)、國(guó)防及科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要，優(yōu)質(zhì)合金鋼、有色金屬和化工原料的生產(chǎn)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)有重要作用這種電爐停產(chǎn)所造成的損失及帶來(lái)的影響均較重大。

一、電弧爐及礦熱爐按目前使用情況可以分兩種類型，為供主要生產(chǎn)(或大量生產(chǎn))的電弧爐，如煉鋼車間電弧爐、大型鐵合金爐等應(yīng)列為第二級(jí)負(fù)荷。根據(jù)調(diào)查，煉鋼電弧爐當(dāng)供電系統(tǒng)主回路發(fā)生故障時(shí)應(yīng)能保持或盡快地恢復(fù)供電。如短時(shí)間停電(一般10 min以內(nèi))在熔化期、氧化期影響不大，只增加電耗，而在還原期對(duì)鋼水成分及出鋼溫度有影響。如較長(zhǎng)時(shí)間停電，尤其鋼水已熔化后將會(huì)產(chǎn)生鋼水凝結(jié)、損傷爐襯，使大量合金鋼報(bào)廢、停工減產(chǎn)及人力的浪費(fèi);因此對(duì)設(shè)備及生產(chǎn)帶來(lái)嚴(yán)重影響。對(duì)大型的礦熱護(hù)，如所調(diào)查的XX鐵合金廠和XX鐵合金廠的鐵合金爐運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，如中斷供電6~8 h，在采取適當(dāng)措施情況下不致造成重大事故，但由于停電所造成減產(chǎn)的損失很大，如XX鐵合金廠三車間在一次停電事故中減產(chǎn)鐵合金83 t。

另一類如修鑄用的電弧爐，小型冶煉鐵合金礦熱爐等應(yīng)屬于第三級(jí)負(fù)荷。

二、裝在連續(xù)生產(chǎn)線上感應(yīng)爐、電阻爐及加熱器應(yīng)屬于第二級(jí)負(fù)荷。

三、對(duì)于其他的感應(yīng)爐、電阻爐、各種加熱器等應(yīng)屬于第三級(jí)負(fù)荷。

以上負(fù)荷分級(jí)是指單臺(tái)電熱裝置、對(duì)數(shù)臺(tái)大型電熱裝置的供電(例如特殊鋼廠等)，當(dāng)突然停電給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)嚴(yán)重?fù)p失者，根據(jù)國(guó)內(nèi)冶金、化工、機(jī)械等行業(yè)工廠的實(shí)際情況和目前國(guó)內(nèi)電網(wǎng)的供電水平宜按第一級(jí)負(fù)荷考慮。

對(duì)于電熱裝置的輔助電源(如冷卻水泵、爐體傳動(dòng)機(jī)械等的電源)等級(jí)應(yīng)根據(jù)突然停電引起事故的性質(zhì)而定，必要時(shí)得設(shè)置備用電源。

第2.0.2條

一、電爐短網(wǎng)的特點(diǎn)是電流大、外形復(fù)雜、環(huán)境惡劣。xx電石廠電石爐的額定電流為88100 A,40 t煉鋼電弧爐的額定電流為27700 A。雖然短網(wǎng)長(zhǎng)度不大，但是其電阻尤其是電抗對(duì)電爐工作好壞有很大影響，在很大程度上決定了電爐的效率和功率因數(shù)。因此減小電爐短網(wǎng)的阻抗是提高電爐功率因數(shù)和降低電能損耗的關(guān)鍵之一。

二、xx鋼廠11號(hào)爐(10 t爐)提高變壓器使短網(wǎng)縮短，一天多出20 t鍋。XX鑰廠1號(hào)爐將變壓器移近電爐放在兩個(gè)柱子的中心(縮短硬炯母線約2m)并縮短軟電纜，改造后三個(gè)月每噸俐節(jié)約用電36 kWh,xx砂輪廠將由一臺(tái)3150 k VA變壓器供電的5臺(tái)固定式碳化硅爐改成移動(dòng)式爐縮短了短網(wǎng);原來(lái)最遠(yuǎn)一臺(tái)功率因數(shù)為0.7，現(xiàn)在均提高為0.85.

三、xx鋼廠50 t煉鍋電弧爐、XX重機(jī)廠40 t煉鋼電弧爐均采用1Cr18Ni9T磁性鋼作支排結(jié)構(gòu)材料，采用石棉水泥塊作硬母線夾襯材料。國(guó)內(nèi)很多10t及以下電爐采用油浸木材作為低壓母線橫擔(dān)及母線夾板。低壓母線穿墻夾板一般采用石棉水泥板。

有的工廠由于母線夾板采用鐵螺栓因渦流發(fā)熱而將母線木夾板嫌燒，后改用銅螺栓才解決問(wèn)題。

四、xx重機(jī)廠100 t電渣重熔爐低壓母線離鋼結(jié)構(gòu)太近使鋼結(jié)構(gòu)發(fā)熱，后用俐板制成水套來(lái)屏蔽降溫。XX鐵合金廠電爐母線的吊掛結(jié)構(gòu)亦常產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象。xx重機(jī)廠10t電爐變壓器的三角形接線由于離變壓器空載調(diào)壓開關(guān)油箱太近使油箱發(fā)熱、上部鋼板鼓起，后將三角形接線改接遠(yuǎn)離油箱此現(xiàn)象才消失。因此應(yīng)盡量避免在大電流母線附近有導(dǎo)磁性結(jié)構(gòu)(鋼結(jié)構(gòu)支架等)。XX鋼廠50 t煉俐電弧爐變壓器室短網(wǎng)出墻處面墻3000 mm X 2500 mm、頂板3000 mm X 2500 mm不用導(dǎo)磁俐筋以防發(fā)熱。

五、在大電流附近的磁性材料中的能量損耗及發(fā)熱溫度計(jì)算參見(jiàn)有關(guān)文獻(xiàn)或手冊(cè)。

第2.0.3條電熱裝置的聯(lián)鎖一般可以分為下列三種類型:

一、保證電爐輔助機(jī)械的安全操作和操作順序正確性的聯(lián)鎖。由于電熱裝置的結(jié)構(gòu)型式不同，傳動(dòng)方式不同，所采用的聯(lián)鎖關(guān)系亦不同。此條僅提出一般的原則上的規(guī)定。對(duì)煉鋼電弧爐來(lái)說(shuō)有爐蓋旋轉(zhuǎn)與爐蓋提升的聯(lián)鎖;傾爐極限，爐蓋提升和旋轉(zhuǎn)極限;傾爐時(shí)電極上升到一定位置的聯(lián)鎮(zhèn)等.真空電爐與真空度的聯(lián)鎖。電渣爐的快慢速轉(zhuǎn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)之間的聯(lián)鎖。

二、操作斷路器之間以及操作斷路器與電爐輔助機(jī)械之間的聯(lián)鎖，包括操作斷路器與用離開關(guān)的聯(lián)鎖，星一三角轉(zhuǎn)換開關(guān)之間的聯(lián)鎖，空載電壓切換裝置與操作斷路器的聯(lián)鎖和操作斷路器與爐體傳動(dòng)機(jī)械的聯(lián)鎖等。

三、電壓在1000 v以上的配電裝置及帶電體的保護(hù)門當(dāng)電壓切除時(shí)才允許打開的聯(lián)鎖。

聯(lián)鎖以少而精為原則盡量不要過(guò)多設(shè)置，以免造成運(yùn)行維護(hù)檢修上的不便。

第2.0.4條本條規(guī)定對(duì)工作環(huán)境較惡劣的煉鋼電弧爐和礦熱爐更有必要，如x鋼二廠煉俐電弧爐,xx鋼廠三煉鋼分廠煉鋼電弧爐將儀表和控制電器裝在爐前的控制屏上，受到炯液的咬派，使多數(shù)表計(jì)失靈，同時(shí)爐前溫度高達(dá)40-50℃操作工人無(wú)法在屏前操作;Xx鋼廠三煉鋼分廠將控側(cè)屏改變角度并加了一個(gè)鐵皮棚，但不能徹底解決間題。又如x鋼五廠的煉鋼電弧爐爐體傳動(dòng)機(jī)械的控制得直接裝在電爐旁，經(jīng)常受到吊車吊掛鋼錠的撞擊而損壞。由于電爐車間的煙塵侵蝕使電爐的電度表、記錄表計(jì)及自動(dòng)控制系統(tǒng)中的元件失靈和特性惡化現(xiàn)象很多。所以電熱裝置的繼電保護(hù)設(shè)備、測(cè)量?jī)x表、控制電器及導(dǎo)線的裝設(shè)應(yīng)能便于進(jìn)行操作、監(jiān)視及維修，并應(yīng)避免使其受輻射熱、受潮、受電徽感應(yīng)、受搜擊及積聚灰塵。

第2.0.5條

一、三根直徑為d的銅管，中心距為a，水平排列則其邊相電抗為:

中間相電抗為：

從上述計(jì)算中可以看出同平面布置的平行三相導(dǎo)體中間相的電抗小，這造成爐內(nèi)功率轉(zhuǎn)移，使短網(wǎng)電抗小的電極電弧電壓高而導(dǎo)致爐襯損蝕快。為了減少爐內(nèi)功率轉(zhuǎn)移提高爐襯壽命，多相短網(wǎng)的配置應(yīng)盡t使各相阻抗相等。

二、XX挖掘機(jī)廠5t電弧爐和XX機(jī)車廠10 t電弧爐硬母線采用三角形排列使各相電抗盡量平衡。國(guó)外(美國(guó)、日本等)很多采用硬母線，水冷電纜和電極握持器上水冷銅管均為三角形排列的布置，這樣可使電弧爐的三相不平衡率為最小。

三、在一款中若中間相銅管d2=d/4.則電抗為:

則X1=X2=X3；

從上式中可以看出同相導(dǎo)體盡量分裂以減小電抗值(d值大，X值小)，異相導(dǎo)體盡量靠近(a值小，X值小)，這是短網(wǎng)配置的重要原則之一。XX鋼廠50 t電弧爐水冷電纜中間兩根電纜束靠得很近而邊相的三根電纜束固定得較遠(yuǎn)，用減小邊相電抗加大中間相電抗的辦法來(lái)使三相電抗平衡。

四、若在設(shè)計(jì)中對(duì)短網(wǎng)不采取平衡措施，在運(yùn)行中便導(dǎo)致爐內(nèi)功率轉(zhuǎn)移，爐襯壽命短。例如XX鋼廠20 t電弧爐爐內(nèi)功率轉(zhuǎn)移，爐襯耗蝕不均，中間相爐壁損蝕快后采取加大中間電流運(yùn)行才解決問(wèn)題。原蘇聯(lián)80 t電弧爐也曾在運(yùn)行時(shí)發(fā)現(xiàn)中間電抗小，后來(lái)不得不將電流按:IA:IB:IC=0.9:1.0:0.9運(yùn)行來(lái)解決。

五、為減少集膚效應(yīng)，母線束應(yīng)盡可能增加周邊長(zhǎng)，增加母線的高度與厚度之比。一般矩形母線厚度不超過(guò)10-12 mm，并幾寬度與厚度之比約為20:1，母線問(wèn)距宜為10-20 mm。

為減少集膚效應(yīng)大電流母線可采用銅管，例如截面與矩形銅母線200 X 10相同的Φ80/62銅管其K1=1.047而矩形銅母線200 X 10的K1=1.35)，即有效電阻僅為矩形母線的0.775。

六、為減小短網(wǎng)電抗，短網(wǎng)排列一般采取以下措施:

1.在變壓器只有三個(gè)出線端子時(shí)，使各相母線盡量靠近。

2.當(dāng)采用多根母線時(shí)，應(yīng)盡可能將不同相母線敷設(shè)成對(duì)稱排列。

3.當(dāng)大型電弧爐變壓器低壓出線較多時(shí)，可采用同相往返電流排列。

4.在電極上接成三角形使同相往返電流靠近減小阻抗。

國(guó)內(nèi)40 r電弧爐短網(wǎng)采用這種在電極成接成二角形的接線力式。

5.高功率和超高功率電弧爐的短網(wǎng)則要全部三角形布置或如三款所述修正平面布置。

第2.0.6條見(jiàn)第2.0.2條說(shuō)明。

第2.0.7條見(jiàn)第2.0.2條和第2.0.13條說(shuō)明。

第2.0.8條煉鋼電弧爐和礦熱爐在工廠中或在電力系統(tǒng)中都是很大的電能用戶，直接影響到工廠的功率因數(shù)和電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。尤其是煉鋼電弧爐熔化期具有很大的沖擊性無(wú)功功率，對(duì)系統(tǒng)的電壓波動(dòng)和無(wú)功功率平衡極為不利。電爐容量愈大由于其短網(wǎng)電抗的增加功率因數(shù)愈低。高功率煉俐電弧爐和超高功率煉俐電弧爐由于其運(yùn)行點(diǎn)往右，其功率因數(shù)較低(超高功率電弧爐的功率因數(shù)約為0.65~0.85)。在電弧爐運(yùn)行短路時(shí)，其功率因數(shù)僅為0.2~0.3,

提高煉鋼電弧爐的功率因數(shù)可采用并聯(lián)電容器補(bǔ)償;但電弧爐產(chǎn)生的高次諧波電流會(huì)損壞電容器.宜采取措施來(lái)防止。

煉鋼電弧爐和礦熱爐的功率因數(shù)補(bǔ)償裝置一般裝在附近供電的饋電變電所或配電所內(nèi)。感應(yīng)電爐的功率因數(shù)很低，無(wú)芯感應(yīng)電爐都是在電爐近旁采用電容器補(bǔ)償。

第2.0.9條電力電容器的容抗xCN為:

故當(dāng)頻率fn增加時(shí)，容抗xCN成比例地減小，換句話說(shuō)n次諧波的容抗為基波容抗的1/n。所以當(dāng)系統(tǒng)中有高次諧波時(shí)電力電容器非常容易過(guò)負(fù)荷，甚至燒損。

在電力網(wǎng)中并聯(lián)電力電容器時(shí)容易使系統(tǒng)的電壓和電流波形畸變加劇，高次諧波電流增加而發(fā)生電力設(shè)備燒損或噪聲嚴(yán)重，在電容器接人前系統(tǒng)的n次諧波阻抗為Zcn、n次諧波電壓為。若電容器.接入后，其諧波電流為:

一般系統(tǒng)為電抗性，故。為電容性，投入后諧波電流便擴(kuò)大，若針對(duì)n次諧波。為電抗性便可防止這一情況的發(fā)生。為此與電容器串聯(lián)一個(gè)合適的電抗使在，次諧波時(shí)這個(gè)組合為電抗性，則可防止在電容器接人后諧波電流的增大。

例如在一般電力系統(tǒng)中5次諧波最嚴(yán)重，則當(dāng)串聯(lián)電抗器的感抗與電力電容器的容抗相等時(shí):

故采用4%的電抗器則成5次諧波的諧波濾波器，這是交流電力濾波器的基本原理。為了使電力電容器可靠地運(yùn)行，與電抗器串聯(lián)后XCN為電抗性則可避免上述諧波電流放大，故在國(guó)內(nèi)、國(guó)際上一般采用6%的電抗器為標(biāo)準(zhǔn)的電容器串聯(lián)用電抗器。

若系統(tǒng)中接有電弧爐，則產(chǎn)生大量的3次諧波，為使3次以上的諧波為電抗性，故一般采用13%的串聯(lián)電抗器接成3次諧波電力濾波器。

用于電力濾波器的電容器由于大量流人高次諧波電流，損耗發(fā)熱增加;由于串聯(lián)電抗器而使端子電壓升高，所以在選擇這類電容器的額定值時(shí)必須考慮運(yùn)行時(shí)的過(guò)電壓和過(guò)負(fù)荷問(wèn)題。

在電力系統(tǒng)中接用容量較大的電力電容器時(shí)，應(yīng)避免產(chǎn)生系統(tǒng)高次諧波諧振。

在下列方程中n為整數(shù)時(shí)，電容器將在n次諧波下諧振:

第2.0.11條電熱裝置有些電氣部分是用水進(jìn)行冷卻的，例如煉鋼電弧爐電極握持器上的導(dǎo)電側(cè)管、水內(nèi)冷母線、水冷軟電纜、變壓器油水冷卻器、電磁攪拌的水冷定子繞組和感應(yīng)電爐的水內(nèi)冷感應(yīng)線圈等;若水冷卻系統(tǒng)發(fā)生故障，短時(shí)間內(nèi)就會(huì)發(fā)生事故，因此需要隨時(shí)對(duì)冷卻系統(tǒng)工作狀況進(jìn)行監(jiān)視，或裝設(shè)報(bào)贊及保護(hù)設(shè)備，使得在發(fā)生故障時(shí)能及時(shí)采取措施。必要時(shí)應(yīng)分?jǐn)嚯姛嵫b置的供電或用其他措施確保安全。

第2.0.12條自然界的水均有一定導(dǎo)電性能，當(dāng)采用這些水來(lái)冷卻導(dǎo)電體時(shí)，冷卻系統(tǒng)的出水口對(duì)地就有一定的電位;當(dāng)這些電位超過(guò)安全范圍時(shí)就應(yīng)采取降低電位的措施，如x鋼五廠一車間5t電弧爐400 kVA水內(nèi)冷變壓器出線端的出水口接有1m長(zhǎng)的塑料管，在塑料管出水端側(cè)得對(duì)地電壓為40 V，當(dāng)將出水端加以接地措施后對(duì)地電壓就消失。

當(dāng)水冷導(dǎo)電體與金屬給排水管之間用絕緣管聯(lián)接時(shí)，絕緣管的內(nèi)徑與長(zhǎng)度應(yīng)選擇合適，使得每根絕緣管內(nèi)的水保持一定的泄漏電流.以保證絕緣管與金屬水管聯(lián)接處的電位不超過(guò)允許值。

一般允許泄漏電流為I=20m A，故當(dāng)在已知水冷卻導(dǎo)電體的對(duì)地電壓、絕緣管內(nèi)截面和冷卻水電阻率時(shí)可按下式計(jì)算絕緣管的長(zhǎng)度:

我國(guó)各種天然水質(zhì)的電阻率近似值如表1所示:

1區(qū)—通常無(wú)反應(yīng);

2區(qū)—通常無(wú)病理效應(yīng);

3區(qū)—通常預(yù)期無(wú)器官損害。肌肉收縮和呼吸困難程度、可逆的心臟脈沖形成和傳導(dǎo)干擾包括無(wú)心室纖維煩動(dòng)的心房纖維性頗動(dòng)和暫態(tài)心臟停跳隨電流增加、時(shí)間增加而加劇。

4區(qū)—除3區(qū)效應(yīng)之外，心室纖維性傾動(dòng)概率5%及以下(曲線C2),50%及以下(曲線C3),超過(guò)50%(超過(guò)曲線C3)，隨著電流大小和時(shí)間而加劇，可能發(fā)生諸如心臟停跳、嚴(yán)重?zé)齻牟±砩硇?yīng)。

頻率大于100 Hz交流電流的效應(yīng):

頻率系數(shù)為該頻率有關(guān)生理效應(yīng)的門限電流與50/60 Hz門限電流之比。

注:感知、擺脫和心室纖維性傾動(dòng)的頻率系數(shù)不同。

頻率50 Hz至1 000 Hz感知電流的頻率系數(shù)從1.0增至2.1。

頻率1 000 H:至10 000 Hz感知電流的頻率系數(shù)從2.1增至12。

頻率50 Hz至1 000 Hz擺脫電流的頻率系數(shù)從1.0增至1.64。

頻率1 000 Hz至10 000 Hz擺脫電流的頻率系數(shù)從1.64增至5.1。

頻率50 Hz至1 000HZ心室纖維性傾動(dòng)的頻率系數(shù)從1.0增至14。

第2.0.13.2.0.15條

一、電熱裝置很多都是單相的:幾個(gè)千瓦的電阻爐，大至近萬(wàn)千瓦的石墨化爐。采用單相供電對(duì)電熱裝皿本身工作沒(méi)有影響，但對(duì)交流三相供電電源當(dāng)單相容量較大時(shí)用單相供電影響到供電系統(tǒng)平衡問(wèn)題。這種情況尤其在電網(wǎng)容量較小的情況下是不允許的。應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行計(jì)算確定。

二、在三相供電網(wǎng)路中接用單相負(fù)荷不平衡產(chǎn)生下列情況:

1.使發(fā)電機(jī)利用率下降;因三相發(fā)電機(jī)供電能力為，而單相負(fù)荷最大為UI。因而設(shè)備利用率為:

單相不平衡負(fù)荷給其他三相負(fù)荷帶來(lái)不平衡的三相電壓。

3.三相交流發(fā)電機(jī)負(fù)荷電流不平衡，其負(fù)序電流在轉(zhuǎn)子回路及轉(zhuǎn)子表面產(chǎn)生2倍周波數(shù)的電流使發(fā)電機(jī)電壓波形惡化，轉(zhuǎn)子本身尤其轉(zhuǎn)子表面溫度升高，同時(shí)產(chǎn)生2倍周波數(shù)的展動(dòng)使發(fā)電機(jī)械屁動(dòng)增加。

4.三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)當(dāng)流經(jīng)負(fù)序電流時(shí)，產(chǎn)生反轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，使出力力矩減少并嚴(yán)重發(fā)熱。

5.變壓器的三相負(fù)荷不平衡不僅使負(fù)荷較大的一相線圈絕緣過(guò)熱導(dǎo)致壽命編短，而且還會(huì)由于班路不平衡，大量漏磁流經(jīng)箱壁使箱壁嚴(yán)重發(fā)熱。

三、不平衡允許標(biāo)準(zhǔn):

1.我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《電機(jī)基本技術(shù)要求》(GB75一81)規(guī)定:對(duì)于交流電動(dòng)機(jī)，電源電壓為實(shí)際對(duì)稱系統(tǒng)，對(duì)于交流發(fā)電機(jī)其所供電回路為實(shí)際對(duì)稱.并在其附錄名詞術(shù)語(yǔ)中說(shuō)明:在多相電壓系統(tǒng)中，如電壓的零序和負(fù)序分量均不超過(guò)正序分量的2%即稱為實(shí)際對(duì)稱的電壓系統(tǒng)。由對(duì)稱的電壓系統(tǒng)所供電的回路中，如電流的負(fù)序分量和零序分量均不超過(guò)正序分量的5%，即稱為實(shí)際的對(duì)稱回路。在該標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了同步電機(jī)承受不平衡負(fù)載的能力(如表2所示)。

四、國(guó)內(nèi)不少大型的單相電熱裝置是用單相供電的，例如XX炭素廠和201廠7 500 k VA石里化爐，205廠8 820 k VA石墨化爐，工藝過(guò)程允許用直流加熱，將單相負(fù)荷由三相交流整流后以直流供電。

XX汽車廠有10多臺(tái)3 000 k VA工頻感應(yīng)電爐在高壓側(cè)裝有倒相裝置，使在運(yùn)行時(shí)均勻分接到三相上，這樣最壞的情況下只出現(xiàn)一臺(tái)單相負(fù)荷。經(jīng)計(jì)算其負(fù)序電流僅0.85%投產(chǎn)后電網(wǎng)運(yùn)行良好。

五、當(dāng)單相電熱裝置以單相供電，而電網(wǎng)條件不允許時(shí)應(yīng)采取平衡措施以三相供電，國(guó)內(nèi)一般增設(shè)平衡電抗和平衡電容來(lái)解決，平衡條件是功率因數(shù)為1時(shí)平衡裝置的電抗及電容量為:

由此可見(jiàn)采用三相供電需增加平衡電抗器和平衡電容器，使投資增加，操作復(fù)雜，因此在電網(wǎng)條件允許時(shí)可采用單相線電壓供電。

六、負(fù)序電流的測(cè)量可采用負(fù)序電流表。我國(guó)已于1984年開始生產(chǎn)負(fù)序電流表。

第2.0.16條

一、隨著現(xiàn)代化的發(fā)展，晶閘管的廣泛采用并大型化，煉鋼電弧爐和電氣鐵道迅猛增加;這些電氣設(shè)備的電壓、電流具有非線性的特點(diǎn)，由于正弦電流畸變導(dǎo)致電網(wǎng)電壓波形畸變。這種畸變波形危害電網(wǎng)中的電氣設(shè)備，引起了高次諧波的問(wèn)題。

二、高次諧波的危害。較低次的高次諧波主要危害是使電力系統(tǒng)中的電氣設(shè)備溫度上升，設(shè)備容量降低，保護(hù)繼電器、控制設(shè)備產(chǎn)生誤動(dòng)作，較高次的高次諧波電流使弱電回路、通訊回路產(chǎn)生雜音導(dǎo)致感應(yīng)故障。

1.電容器和電抗器。由于流入過(guò)大的高次諧波電流產(chǎn)生振動(dòng)、噪聲或過(guò)熱燒損。

2.變壓器。由于高次諧波電流、電壓、鐵損、銅損增加，以及由于高次諧波電流產(chǎn)生鐵芯徽致伸縮而發(fā)生噪聲。

3.熒光燈。由于流人高次諧波電流過(guò)大，使提高功率因數(shù)用的電容器和扼流線圈過(guò)熱燒損。

4.感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。鐵損、銅損等電力損耗增加，以及按高次諧波電流發(fā)生固定數(shù)的振動(dòng)力矩，因而引起轉(zhuǎn)速的周期變動(dòng)。

5.音響設(shè)備(收音機(jī)、電視機(jī)、擴(kuò)大機(jī))。雜音、圖像閃爍以及由于高次諧波電壓使二極管、三極管、電容器等元件損壞、壽命縮短、性能變壞。

6.電子計(jì)算機(jī)。由于電源被擾亂而產(chǎn)生誤動(dòng)作。

7.各種控制設(shè)備(整流器)。由于控制信號(hào)產(chǎn)生偏移而誤控制。

8.計(jì)器用變量器。由于初相位有誤差，

影響使測(cè)定準(zhǔn)確度惡化。

9.積算電度表。由于流人高次諧波太大使電流線圈燒損和造成誤差。

10.用戶設(shè)備集中控制裝置。由于控制信號(hào)擾亂，使接受訊號(hào)設(shè)備失誤不動(dòng)作。

11.繼電器。由于高次諧波電流或電壓使正定值超過(guò)或由于相位變化誤動(dòng)作或不動(dòng)作。

12.電力熔斷器。由于高次諧波電流過(guò)大而誤熔斷。

13斷路器。由于高次諧波電流過(guò)大而誤動(dòng)作。

受高次諧波危害的電力設(shè)備中，電力電容器和其配套的電抗器為最多，約占受危害電力設(shè)備的70%。

電容諸如電纜、功率因數(shù)補(bǔ)償設(shè)備、濾波回路等影響諧波頻率的系統(tǒng)阻抗在不利的條件下

若，便近似共振狀態(tài)，在電壓增大的同時(shí)線路阻抗中的電流比發(fā)生源的電流In大，增大的電流流向電力系統(tǒng)，危害電氣設(shè)備。

三、國(guó)內(nèi)外高次諧波限值標(biāo)準(zhǔn)。在電力系統(tǒng)中，為了防止高次諧波的危害，國(guó)內(nèi)外都制訂了高次諧波的限值標(biāo)準(zhǔn)，特別是針對(duì)高壓配電系統(tǒng)以電壓正弦波畸變?yōu)榛鶞?zhǔn)尺度的較多?，F(xiàn)將各國(guó)的高次諧波限值標(biāo)準(zhǔn)分別敘述如下:

1.英國(guó)。英國(guó)電力局技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)G5/3有關(guān)電壓畸變率限值如表4所示。

五、電熱裝置產(chǎn)生的高次諧波。

1.煉鋼電弧爐。由于電弧的非線性特性，并由于廢鋼和電極端頭的相對(duì)位置變化頻繁;電弧電流變化劇烈，并時(shí)常發(fā)生短路或斷弧，電弧電流不僅含有各次高次諧波，各次高次諧波的幅變化亦非?？?。

我們?cè)鴮?duì)國(guó)內(nèi)0.5 t至50 t的煉鋼電弧爐進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)高次諧波測(cè)定，其結(jié)果與國(guó)外側(cè)定結(jié)果類似，一般具有下列特征;

(1)電流波形一次側(cè)、二次側(cè)均畸變嚴(yán)重，兩者波形類似;

(2)一次側(cè)電壓波形近于正弦，二次側(cè)電壓波形畸變嚴(yán)重;

(3)熔化期比精煉期波形畸變嚴(yán)重，但精煉期波形畸變也不能忽視。

瑞典A5EA公司發(fā)表的50 t煉鋼電弧爐高次諧波電流如表15所示。

此時(shí)，該次諧波相應(yīng)的阻抗為零，理論上能完全吸收該次諧波，但實(shí)際上R不等于零，系統(tǒng)周波數(shù)變動(dòng)，L值、C值由于溫度或電流變動(dòng)而特性變化故不可能完全過(guò)濾。防止系統(tǒng)諧振一般諧波過(guò)濾裝置在特定的諧波次數(shù)設(shè)計(jì)成感抗性，以免造成系統(tǒng)諧振。

國(guó)內(nèi)外抑制煉鋼電弧爐產(chǎn)生的高次諧波一般采用這種LC串聯(lián)的諧波過(guò)濾裝置。由于煉俐電弧爐3次諧波最嚴(yán)重，故采用X,=13%的3次諧波過(guò)濾裝置最多，也有國(guó)家在大型電弧爐中采用幾個(gè)諧波次數(shù)不同的諧波過(guò)濾裝置和一個(gè)LR并聯(lián)后再與C串聯(lián)的高次諧波過(guò)濾裝置。

電力高次諧波過(guò)濾裝置對(duì)工頻起補(bǔ)償無(wú)功功率提高功率因數(shù)的作用，對(duì)特定的n次諧波起諧波過(guò)濾作用。

此外國(guó)外目前已有能動(dòng)型諧波過(guò)旅裝置(Active Filter)，國(guó)內(nèi)亦在研制。

能動(dòng)型諧波過(guò)撼裝置的原理是畸變波可以分解成正弦波分量和畸變波分量，根據(jù)呀變波的崎變分量能動(dòng)地提供一大小相同、方向相反的波形?；儾ê湍軇?dòng)型諧波過(guò)濾裝置產(chǎn)生的波相加即成正弦波形。由于GTO晶閘管的出現(xiàn)并采用PWM(脈寬調(diào)制)控制方式使能動(dòng)型諧波過(guò)碑裝置在國(guó)外已成商品，其主要優(yōu)點(diǎn)是設(shè)置一臺(tái)能動(dòng)型諧波過(guò)濾裝置能過(guò)濾畸變波的各次諧波。很有發(fā)展前途。

第2.0.17條由于電爐變壓器室內(nèi)的電氣設(shè)備比一般電氣設(shè)備需更多、更經(jīng)常的維修工作，為了維修工作需要，參考了國(guó)外的有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)內(nèi)的現(xiàn)實(shí)情況制定了這條規(guī)定。

第2.0-18-2.0-20條由于電熱裝置的電流頻率種類多，并且電流數(shù)值大，所用導(dǎo)體規(guī)格也多，導(dǎo)體的絕緣支持、母線間的襯墊和夾緊固定的金屬部件以及絕緣電阻和絕緣凈距離等過(guò)去缺乏這方面的規(guī)定，給設(shè)計(jì)帶來(lái)不少困難，為此參考了國(guó)外有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)內(nèi)現(xiàn)實(shí)情況制定了這條規(guī)定。

第三章電弧爐和礦熱爐裝置

第一節(jié)電爐裝置的主電路系統(tǒng)

第3.1.1條

一、電弧爐和礦熱電爐根據(jù)冶煉工藝要求必須按爐況單獨(dú)進(jìn)行調(diào)節(jié)電流、電壓等參數(shù)，因此電弧爐和礦熱爐與供電網(wǎng)路相聯(lián)結(jié)必須經(jīng)過(guò)每個(gè)電爐裝置的專用變壓器。

二、電爐變壓器的容量與產(chǎn)量和冶煉時(shí)間關(guān)系很大，例如xx化工廠的3臺(tái)電石爐將其中1臺(tái)電石爐變壓器容量由10 MVA換成16.5 MVA，日產(chǎn)量由60 t增至100 t以上。以x俐五廠的公稱容量為10 t實(shí)際裝人量為20多噸的煉鋼電弧爐來(lái)作比較，當(dāng)變壓器容量為5 MVA時(shí)熔化期為11。一120 min，而變壓器容量為9 MVA時(shí)熔化期為55-60 min。又如xx機(jī)修總廠在1.5t煉俐電弧爐上試用4 MVA變壓器，達(dá)到1h煉一爐鋼，但其他工序跟不上，工人勞動(dòng)強(qiáng)度過(guò)大;故仍用1.2 MVA變壓器,S2h多煉一爐鋼。所以電爐變壓器容量的選擇應(yīng)符合工藝操作所規(guī)定的用電制度，年產(chǎn)量與其他工序密切配合并考慮到電弧爐變壓器有20%的過(guò)載能力;既能達(dá)到滿足工藝要求快速煉鋼，節(jié)約電能，又遙免盲目地增加變壓器容量造成投資上的浪費(fèi)。

一般可用下式來(lái)選擇煉鋼電弧爐變壓器容量:

目前國(guó)內(nèi)最大的電弧爐變壓器額定容量為120 MVA,

三、電爐變壓器的二次電壓和調(diào)壓方式應(yīng)符合工藝過(guò)程的要求:二次電壓高，功率因數(shù)高，電效率高，但電弧長(zhǎng)，爐壁損蝕快。最近國(guó)內(nèi)外采用水冷爐壁革新技術(shù)解決了爐壁壽命等問(wèn)題。故目前超高功率電弧爐傾向于采用二次高電壓，這樣輸人功率高，冶煉時(shí)間短，產(chǎn)量大。

礦熱爐的二次電壓值還與爐料的電阻系數(shù)大小有關(guān)。

四、電爐變壓器的一次電壓的選擇應(yīng)考慮電爐供電的經(jīng)濟(jì)合理性。在電爐容量較大時(shí)，一次電壓選擇得高可省掉降壓變壓器。例如，xx鋼廠50 t煉鋼電弧爐變壓器采用110 k V，實(shí)側(cè)電壓波動(dòng)只有0.36%;但相應(yīng)要解決110 k V頻繁操作的操作斷路器，增加高壓配電裝置的費(fèi)用。所以應(yīng)根據(jù)具體情況作技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較來(lái)選擇電爐變壓器的一次電壓。

五、為了保證多相電爐的各相功率對(duì)稱和調(diào)節(jié)方便，供給同一臺(tái)電爐的單相電爐變壓器的容量、電壓等級(jí)數(shù)值和調(diào)壓方式應(yīng)相同。

在改建擴(kuò)建工程中為利用舊有設(shè)備可以由兩臺(tái)參數(shù)相同的變壓器并聯(lián)供電給一臺(tái)電爐.xx化工廠由兩臺(tái)參數(shù)相同的10 MVA變壓器并聯(lián)供電，運(yùn)行情況良好。

第3.1.2條電弧爐和礦熱爐的供電系統(tǒng)應(yīng)盡量簡(jiǎn)化，以減少車間復(fù)雜操作。根據(jù)調(diào)查一般采用放射式系統(tǒng)為宜。對(duì)具有平穩(wěn)負(fù)荷特性的礦熱爐亦有采用干線式供電系統(tǒng)，如xx鐵合金廠的礦熱爐采用了母線通道式的干線式系統(tǒng)。絕大多數(shù)電弧爐都是單回路放射供電。例如xx鋼廠50 t煉鋼電弧爐,xx重機(jī)廠和xx鋼廠40 t煉鋼電弧爐均采用單回路放射式架空線路供電，已運(yùn)行多年，供電可靠，滿足、生產(chǎn)要求。

為避免操作復(fù)雜化，在每臺(tái)電爐變電所中不應(yīng)設(shè)置屬于該電爐以外的母線、開關(guān)等電氣設(shè)備。

第3.1.3條

一、三相電弧爐工作短路引起供電母線的電壓波動(dòng)值原標(biāo)準(zhǔn)定為5%，此次修訂為2.5%，這是根據(jù)現(xiàn)行國(guó)家有關(guān)電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)而訂的。

二、煉鋼電弧爐的負(fù)荷電流在整個(gè)冶煉時(shí)間具有急劇的沖擊特性;熔化期最劇烈，精煉期較平穩(wěn)，沖擊電流大小主要取決于電爐的阻抗參數(shù)和冶煉工藝。對(duì)不同沖擊電流倍數(shù)具有不同的沖擊頻率。沖擊電流倍數(shù)限3.5倍額定電流。沖擊頻率則由每小時(shí)數(shù)十次至數(shù)千次。根據(jù)實(shí)側(cè)資料，煉鋼電弧爐電壓波動(dòng)在熔化初期的打洞期和二次加料后其幅度、頻度均大，隨著冶煉的進(jìn)行通常其電壓波動(dòng)值減小，電壓波動(dòng)幅值△V與其發(fā)生頻度N，對(duì)煉鋼電弧爐來(lái)說(shuō)一般具有這樣的規(guī)律:

在精煉期，電壓波動(dòng)顯著減少，但在吹氧或加石灰石時(shí)鋼液面波動(dòng)，產(chǎn)生短時(shí)性電壓波動(dòng)。

30 t煉俐電弧爐電壓波動(dòng)值(AV)與發(fā)生頻度的關(guān)系中，a的平均值為4.5。

三、煉鋼電弧爐引起的電壓閃變一般可分為兩種:一種為熔化期在廢鋼上突發(fā)性的電弧短路，產(chǎn)生每秒一次以下的電弧電流變動(dòng)而引起的電壓閃變稱為最頻繁的閃變，另一種是電弧點(diǎn)弧點(diǎn)在廢銀上的移動(dòng)的同時(shí)由于受其他相電流磁場(chǎng)影響使電弧長(zhǎng)度不斷變化，因而產(chǎn)生每秒數(shù)次的電流變動(dòng)而引起的電壓閃變稱為周期性電壓閃變。xx重機(jī)廠20 t煉鋼電弧爐的電流、電壓波形圖在熔化期曾側(cè)得這種周期性電壓閃變。頻率為10 Hz左右的周期性電壓波動(dòng)對(duì)人眼最不利。

四、煉鋼電弧爐引起的電壓波動(dòng)對(duì)其他用電設(shè)備影響很大，例如:

1照明燈光閃爍;

2.電視機(jī)畫面亮度變化，垂直和水平幅度動(dòng)搖;

3.電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不均，使造紙、制絲不勻，使精加工機(jī)床制品光潔度差，嚴(yán)重的產(chǎn)生廢品;

4.使電子設(shè)備(例如X光機(jī))自控設(shè)備工作不正常;

5.影響電渣爐使熔化形成紋點(diǎn)狀而影響高級(jí)鋼的質(zhì)量;

6.使光電比色儀工作不正常，影響化驗(yàn)結(jié)果;

7.使同步電動(dòng)機(jī)聲音不正常，使定子壓板松動(dòng)自行震出，線圈松動(dòng)在槽口處受損。

但煉鋼電弧爐引起的電壓波動(dòng)對(duì)其他用電設(shè)備的影響最主要和最普遍的是照明燈光閃爍，因此國(guó)際電工委員會(huì)第七十七技術(shù)委員會(huì)電氣設(shè)備包括電網(wǎng)的電磁兼容技術(shù)委員會(huì)明文規(guī)定閃變是指照度波動(dòng)的主要影響，并說(shuō)明“閃變”詞組不應(yīng)代替“電壓波動(dòng)”。并規(guī)定了一臺(tái)設(shè)備在規(guī)定條件下試驗(yàn)時(shí)可能產(chǎn)生的電壓波動(dòng)限值;并明確說(shuō)明這些要求不應(yīng)與用戶供電質(zhì)量相關(guān)的要求混淆。

五、國(guó)外煉鋼電弧爐引起電壓波動(dòng)的計(jì)算方法及允許值如下:

1.美國(guó)。從實(shí)例來(lái)說(shuō)明，兩臺(tái)25 MVA變壓器的100 t電弧爐，這種電爐在熔化開始后30 min周期性的電壓閃變，單相沖擊負(fù)荷每秒4~6次、時(shí)間4-12周波,cos?=0.6、11.4 MVA，這種周期性電壓閃變對(duì)眼最不利。采取短路容量最大的230 k V系統(tǒng)供電，用二臺(tái)30 MVA的同期調(diào)相機(jī)進(jìn)行補(bǔ)償無(wú)功。

經(jīng)計(jì)算系統(tǒng)供應(yīng)0.77的無(wú)功，系統(tǒng)電抗為0.03，周期性電壓閃變?yōu)?.422%，即在120 V照明線路上的電壓閃變值為0.505 V，而允許值為0.45%X120=0.54 V.

從上例可以看出美國(guó)電爐電壓波動(dòng)是按周期性電壓閃變值校驗(yàn)，即每秒4-6次的單相負(fù)荷，允許值是在120 V線路上不超過(guò)0.45%。

每秒1次的更大沖擊負(fù)荷引起的電壓波動(dòng)允許值在120 V線路上不超過(guò)1 V。

2.獨(dú)聯(lián)體。根據(jù)原蘇聯(lián)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》IOCT-13109一87，電壓波動(dòng)允許值如圖2所示。電壓波動(dòng)幅值和次數(shù)如圖3所示。

七、由于目前我國(guó)電力系統(tǒng)和短路容量與國(guó)外先進(jìn)國(guó)家比較要小得多，且電壓閃變主要是對(duì)人眼感覺(jué)出發(fā)的，是針對(duì)照明照度閃爍而言的;正如國(guó)外照度標(biāo)準(zhǔn)不適合目前我國(guó)國(guó)情一樣，故在此條中暫不訂人有關(guān)電壓閃變?cè)试S值的數(shù)據(jù)。我們?cè)萌毡疽M(jìn)的電壓閃變測(cè)定裝置對(duì)華東、華北電網(wǎng)進(jìn)行煉俐電弧爐引起電網(wǎng)電壓閃變的測(cè)定，由于我國(guó)發(fā)電容量和短路容量比發(fā)達(dá)國(guó)家小得多，所以實(shí)洲結(jié)果大都不能符合發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)電網(wǎng)閃變的標(biāo)準(zhǔn)限值的要求。

第3.1.4條在有工作短路的電爐裝置中，由于經(jīng)常出現(xiàn)工作短路，電流將致使電爐裝置的變壓器等電氣設(shè)備易于損壞，引起電網(wǎng)過(guò)大的電壓波動(dòng)，所以必須采取措施限制在規(guī)定值以下。

較小容量的電爐短網(wǎng)阻抗較小，工作短路電流將超過(guò)允許值，應(yīng)在電路中接人電抗器運(yùn)行以限制沖擊電流。

用以限制工作短路電流的電抗器應(yīng)能在冶煉過(guò)程中根據(jù)爐況進(jìn)行調(diào)節(jié)或切除;煉俐電弧爐的工作短路主要在熔化期產(chǎn)生，在精煉期負(fù)荷較為平穩(wěn)。接人電抗器將使電爐的功率因數(shù)降低，并由于電弧電壓降低，熔化時(shí)間增加而增加電能耗量。

xx拖拉機(jī)廠曾對(duì)兩臺(tái)5t電爐進(jìn)行多次試驗(yàn)，當(dāng)冶煉鋼種和操作制度適當(dāng)時(shí)接人電抗器比經(jīng)常接人電抗器要節(jié)約電能70 k Wh/t，并縮短冶煉時(shí)間。

對(duì)較大容量的電爐由于短網(wǎng)電抗較大(30 t煉鋼電弧爐短網(wǎng)電抗值約為31%)，電弧爐的工作短路電流一般能自限在規(guī)定值以內(nèi)。

國(guó)外近年來(lái)經(jīng)常省去電抗器是因?yàn)樽儔浩髡{(diào)到較低級(jí)電壓運(yùn)行與采用串聯(lián)電抗器有相同效果。

第3.1.5條由于國(guó)內(nèi)外的煉鋼電弧爐變壓器一般能在熔化期過(guò)負(fù)荷20%運(yùn)行，所以三相電弧爐裝置主系統(tǒng)的導(dǎo)體載流量應(yīng)按電弧爐變壓器容量的120%計(jì)算;開關(guān)設(shè)備和互感器的額定電流可按大于上述數(shù)值選擇。

根據(jù)國(guó)家專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《電弧爐變壓器》:煉鋼電弧爐變壓器在溫升試驗(yàn)時(shí)應(yīng)折算到1.2倍額定電流;煉鋼電弧爐其均方根值為1.2倍額定電流時(shí)，每周期所允許的持續(xù)時(shí)間不應(yīng)超過(guò)表21的規(guī)定。

每周期時(shí)間系指每煉一爐鋼從裝料到出鋼完畢所需時(shí)間。

第3.1.6條

一、煉鋼電弧爐的負(fù)荷很不穩(wěn)定，熔化期由于工作短路經(jīng)常使操作斷路器帶負(fù)荷跳閘。另外空載調(diào)壓的電爐變壓器切換二次電壓或改變串聯(lián)電抗器的接線方式時(shí)也要操作斷路器。據(jù)調(diào)查每爐鋼的操作次數(shù)一般平均達(dá)7~10次，多則數(shù)十次，所以電弧爐操作斷路器應(yīng)允許頻繁連續(xù)接通和斷開負(fù)荷電流。

二、我國(guó)早年(10t及以下煉鋼電弧爐)廣泛采用的是多油斷路器，從調(diào)查幾十個(gè)廠的工人一致反映這種斷路器性能差，幾次跳閘后油就碳化，觸頭無(wú)滅弧裝置磨損大，容易出事故。例如xx鋼廠一年半時(shí)間內(nèi)就發(fā)生爆炸事故9起，有一次斷路器爆炸起火將整個(gè)配電室電氣設(shè)備燒毀,x鋼三廠.用此種斷路器有一次爆炸開關(guān)室墻倒壓傷了3人。xx鋼廠用此種斷路器發(fā)生爆炸事故4起;其他廠發(fā)生類似事故很多。我國(guó)在60年代試制成磁吹式空氣斷路器。這種斷路器用空氣作滅弧介質(zhì)，開斷速度較快，斷流容量較大，性能比多油斷路器有較大改善，運(yùn)行安全可靠，維修工作量較小，適用于頻繁操作，較受煉鋼工廠的歡迎。

三、隨著我國(guó)社會(huì)主義建設(shè)的發(fā)展，首先制成KN-35型空氣斷路器，其操作壽命超過(guò)10 000次(一般斷路只有1 050次)，接著試制成功35 k VSF。斷路器，利用惰性氣體SF。作為絕緣和滅弧介質(zhì)。這二種斷路器在xx重機(jī)廠、x鋼五廠使用多年，已基本上解決了我國(guó)35 k V電壓等級(jí)頻繁操作斷路器。

四、除上述斷路器外，目前我國(guó)不少開關(guān)廠研制成功真空斷路器。這種斷路器是將觸頭封閉在真空管內(nèi)，滅弧效果好，運(yùn)行安全，體積小，維修工作量小。但國(guó)內(nèi)目前這種斷路器產(chǎn)品質(zhì)量不統(tǒng)一;有的產(chǎn)生嚴(yán)重的過(guò)電壓。

五、礦熱爐的負(fù)荷特性較平穩(wěn)且多為連續(xù)工作制。很少有過(guò)電流跳閘和切換電壓操作。例如XX鐵合金廠全廠十幾臺(tái)礦熱爐經(jīng)常連續(xù)運(yùn)行一兩個(gè)月而不切換電壓，操作斷路器幾乎不動(dòng)作，因此礦熱爐可以采用少油或多油斷路器為操作斷路器。在我們調(diào)查的幾十個(gè)鐵合金廠50多臺(tái)礦熱爐一般采用少油斷路器，長(zhǎng)期運(yùn)行證實(shí)可靠。

第3.1.7條根據(jù)各地運(yùn)行情況，切斷空載變壓器時(shí)產(chǎn)生過(guò)電壓可能性較高，而電弧爐經(jīng)常在電極升起后切斷空載變壓器，所以應(yīng)在操作斷路器與電爐變壓器之間裝設(shè)閥型避雷器以限制切斷空載變壓器時(shí)所產(chǎn)生的過(guò)電壓(1.5-7.5U/H)。X X鋼廠50 t煉鋼電弧爐在操作斷路器與電爐變壓器之間設(shè)有閥型避雷器。XX重機(jī)廠100 t精煉爐也是這樣。

在中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地的35 k V電力網(wǎng)切斷空載變壓器產(chǎn)生的過(guò)電壓一般不超過(guò)4.OUH，個(gè)別可達(dá)7.0UH，變壓器的勵(lì)磁電流越小則過(guò)電壓越小。用裝有并聯(lián)電阻的斷路器可以限制切斷空載變壓器時(shí)產(chǎn)生的過(guò)電壓。

操作斷路器在切斷變壓器—電弧爐時(shí)，操作斷路器的強(qiáng)制滅弧作用和電弧爐中的電弧不穩(wěn)定作用合在一起使電流迅速遮斷，也會(huì)產(chǎn)生很大的過(guò)電壓。

采用真空斷路器為操作斷路器時(shí)，在試驗(yàn)和運(yùn)行中均發(fā)現(xiàn)操作過(guò)電壓較嚴(yán)重。

限制操作過(guò)電壓除采用氧化鋅避雷器外，還可以采用阻容吸收裝置等辦法。

在電爐變壓器的二次側(cè)應(yīng)裝設(shè)阻容吸裝置，這是因?yàn)?0年代在國(guó)外引進(jìn)的50 t煉鋼電弧爐只裝了110 k V避雷器(相間)而無(wú)電爐變壓器二次側(cè)阻容吸裝置曾發(fā)生嚴(yán)重二次母線間閃絡(luò)事故的原因。

在80年代國(guó)內(nèi)某鋼廠的2臺(tái)國(guó)產(chǎn)50 t煉鋼電弧爐由于在三次側(cè)未安裝限制操作過(guò)電壓的設(shè)施，在投產(chǎn)后不久電爐變壓器的調(diào)壓線圈(三次線圈)均發(fā)生事故，后來(lái)在三次線圈加了氛化鋅進(jìn)雷器和電容器。

第3.1.8條由于節(jié)能和合理調(diào)配電力的需要，供電單位對(duì)較大用戶都有電力最大需量的要求，為了盡量合理用電，發(fā)揮供、用電設(shè)備的能力，故在有2臺(tái)及以上煉鋼電弧爐的工廠宜裝設(shè)最大裔量的徽電算機(jī)控制裝置。國(guó)內(nèi)有的鋼廠已裝設(shè)這種裝置，效果良好。

第3.1.9條見(jiàn)第2.0.16條說(shuō)明。

第二節(jié)保護(hù)、控制、信號(hào)和測(cè)量

第3.2.1條

一、電爐變壓器均應(yīng)裝設(shè)防止故障短路電流的瞬動(dòng)保護(hù)，保護(hù)裝置宜裝設(shè)在向電爐供電的饋電線上。根據(jù)各廠的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，電爐的操作斷路器由于頻繁的通斷，操作機(jī)構(gòu)易失靈。尤其在采用多油斷路器作為斷路器的情況下，經(jīng)過(guò)多次切斷大電流，遮斷容量大為減低不能切斷故障電流而造成越級(jí)跳閘，因此電爐變壓器的短路保護(hù)一般應(yīng)裝在電爐變壓器的供電線上為宜。如x鋼五廠、xx鋼廠、xx鋼廠等都采用了這種方式。當(dāng)采用適合于頻繁操作的斷路器遮斷容量能滿足系統(tǒng)的短路容量時(shí)，可以將短路故障保護(hù)直接裝設(shè)在電爐變壓器高壓側(cè)，動(dòng)作切斷操作斷路器。這種方式在操作和維修方面都比較方便。對(duì)具有平穩(wěn)負(fù)荷的礦熱爐，由于操作斷路器采用了貧油斷路器有足夠的遮斷容量，且斷路器的操作次數(shù)很少，故短路保護(hù)都裝在電爐變壓器高壓側(cè)。

瞬動(dòng)過(guò)電流保護(hù)的正定電流應(yīng)避開電爐裝置最大工作短路電流，以保證動(dòng)作的選擇性。

電爐變壓器當(dāng)使用較低級(jí)電壓或接人電抗器，在短網(wǎng)故障時(shí)，其短路電流較小，短路故障過(guò)電流可能拒絕動(dòng)作，此時(shí)可采用帶有聯(lián)鎖接點(diǎn)的定時(shí)限過(guò)電流繼電器或經(jīng)過(guò)當(dāng)電爐變壓器調(diào)壓時(shí)相應(yīng)改換變流比回路的辦法。

二、電爐變壓器的過(guò)負(fù)荷保護(hù)一般裝設(shè)在變壓器低壓側(cè)的電流互感器回路中，動(dòng)作切斷操作斷路器;對(duì)大容量電爐當(dāng)?shù)蛪簜?cè)無(wú)電流互感器時(shí)，過(guò)負(fù)荷保護(hù)可裝設(shè)在電爐變壓器高壓側(cè)的電流互感器的回路中，并經(jīng)過(guò)當(dāng)電爐變壓器調(diào)壓時(shí)相應(yīng)改換變流比的回路，如大型礦熱爐上普遍采用，一些電弧爐也有采用的，使用情況良好。

根據(jù)調(diào)查過(guò)負(fù)荷，一般采用反比延時(shí)繼電器，其正定值與電極自動(dòng)升降調(diào)節(jié)器作用的電極提升速度有關(guān)。

三相電爐具有不對(duì)稱負(fù)荷特性，所以以過(guò)負(fù)荷保護(hù)應(yīng)為三繼電器式。

在煉鋼電弧爐變壓器標(biāo)準(zhǔn)中有將操作斷路器安排在變壓器第三線圈的，在操作斷路器斷開時(shí)一次線圈仍帶電，所以本條規(guī)定重瓦斯動(dòng)作于電爐變壓器一次側(cè)的斷路器跳閘。

第3.2.4條

一、根據(jù)電爐的工作特性和工藝操作的要求，必須在整個(gè)冶煉時(shí)期按工藝規(guī)定的用電側(cè)度保持一定的功率輸人。對(duì)煉鋼電弧爐一般都是調(diào)節(jié)電極的升降，對(duì)礦熱爐一般可調(diào)節(jié)電極的升降或電爐變壓器的二次電壓來(lái)達(dá)到。

由于煉鋼電弧爐在冶煉過(guò)程中爐況劇烈地改變，需要進(jìn)行快速和頻繁地調(diào)節(jié)以保持電流或功率的穩(wěn)定，由于電弧特性的非線性和爐內(nèi)條件不規(guī)則變化經(jīng)常產(chǎn)生工作短路，沖擊電流或斷弧，因此電弧護(hù)應(yīng)具有靈敏度高、不靈敏區(qū)小、調(diào)節(jié)時(shí)間短、調(diào)節(jié)動(dòng)特性好的自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

二、根據(jù)調(diào)查過(guò)去有些電弧爐采用手動(dòng)調(diào)節(jié)方式有以下缺點(diǎn):

1操作人員勞動(dòng)強(qiáng)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響生產(chǎn)指標(biāo)。xx鋼廠采用手動(dòng)時(shí)電耗為800~900 k Wh/t，而改為晶閘管系統(tǒng)后電耗降至低于600 k Wh/t。

3.電流沖擊頻繁，過(guò)電流跳閘次數(shù)多，XX機(jī)器廠有3 t,5t電弧爐各一臺(tái)，手動(dòng)調(diào)節(jié)時(shí)一般跳閘5~6次/爐，最多11次/爐;改為晶閘管系統(tǒng)后下降為1-2次/爐。

大電流沖擊使功率因數(shù)降低，手動(dòng)改為自動(dòng)控制后平均功率因數(shù)提高。

4.經(jīng)常發(fā)生折斷電極事故，XX鋼廠131爐次統(tǒng)計(jì)平均每?jī)蔂t折斷一次電極，在裝有特性較好的自動(dòng)調(diào)節(jié)器后折斷電極的事故很少發(fā)生。

此外采用手動(dòng)一般需兩人專門進(jìn)行操作，在自動(dòng)調(diào)節(jié)時(shí)只需一人，因此從生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效果和減輕勞動(dòng)強(qiáng)度節(jié)約人力方面考慮，煉鋼電弧爐應(yīng)有電極自動(dòng)調(diào)節(jié)器。

三、礦熱爐屬于電阻電弧爐，主要特點(diǎn)是電極埋在爐料內(nèi)，所以一般說(shuō)來(lái)爐內(nèi)工況比較穩(wěn)定，沒(méi)有經(jīng)常產(chǎn)生工作短路沖擊電流的特性。但在冶煉過(guò)程中爐況不斷變化仍需要經(jīng)常進(jìn)行調(diào)節(jié)，根據(jù)對(duì)國(guó)內(nèi)50多臺(tái)礦熱電爐的調(diào)查，一般都采用手動(dòng)調(diào)節(jié)，如果從減輕操作工人勞動(dòng)強(qiáng)度和提高調(diào)節(jié)效果也可以采用電極自動(dòng)調(diào)節(jié)器。

四、電弧爐電極升降自動(dòng)調(diào)節(jié)器國(guó)內(nèi)外有下列兩大類:

1.電機(jī)式:其中晶閘管—交流電動(dòng)機(jī)式較先進(jìn)，國(guó)內(nèi)已有生產(chǎn)。

2.液壓隨動(dòng)閥:有一次隨動(dòng)閥和二次隨動(dòng)閥之分，國(guó)內(nèi)都能生產(chǎn)。

這兩類電弧爐電極升降自動(dòng)調(diào)節(jié)器均能滿足電弧爐生產(chǎn)要求。

我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 4002.2規(guī)定電極移動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)指標(biāo)不應(yīng)低于表22要求。

五、電爐自動(dòng)功率調(diào)節(jié)器的信號(hào)回路一般取自電弧電流和電弧電壓;而電弧電壓值系自電爐短網(wǎng)和爐底間取得。因此除應(yīng)設(shè)法盡量減小爐底電阻外，還應(yīng)盡量采取措施減少電壓信號(hào)回路中性點(diǎn)和爐底間的電壓降。據(jù)XX機(jī)器廠的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，如中性點(diǎn)連接線的螺栓未旋緊會(huì)使電極串動(dòng)頻繁，自動(dòng)功率調(diào)節(jié)器的工作不正常。

至于如何減小爐底電阻有的工廠(如XX機(jī)器廠、XX農(nóng)具廠)在砌爐底時(shí)將數(shù)根020接底棒砌人鎂砂層，另一端焊在爐壁上;這樣減小爐底電阻后調(diào)節(jié)器靈敏度有顯著提高，斷電極和跳閘事故明顯減少。有的工廠在新砌爐殼時(shí)用鋼釬使?fàn)t料與爐殼相聯(lián)接及用導(dǎo)電料堆在爐門處，使?fàn)t料與爐殼相接觸來(lái)降低爐底電阻，因目前做法不一暫不作規(guī)定。

七、各廠運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明:煉鋼電弧爐在熔化初期爐況變化劇烈，得用手動(dòng)操作，尤其在熔煉開始時(shí)三相有時(shí)不易平衡需用手動(dòng)平衡。所以自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)均應(yīng)有迅速轉(zhuǎn)為手動(dòng)操作的可能性。

第3.2.5條國(guó)內(nèi)不少工廠反映煉鋼電弧爐電極自動(dòng)調(diào)節(jié)的電壓信號(hào)變壓器易燒損，后經(jīng)實(shí)側(cè)電弧爐爐底至電壓信號(hào)變壓器的接線中有直流分量。國(guó)外引進(jìn)的50 t電弧爐在爐底與電壓信號(hào)變壓璐間裝有隔直電容器運(yùn)行良好。國(guó)內(nèi)一些煉鋼電弧爐在這部分裝有隔直電容器的從未發(fā)生信號(hào)變壓器燒損事故，所以為防止煉鋼電弧爐電極自動(dòng)調(diào)節(jié)器的電壓信號(hào)變壓器的燒損，應(yīng)在電壓信號(hào)變壓器與護(hù)底間裝設(shè)隔直電容器。

第3.2.7條大型礦熱爐平臺(tái)面積較大，在控制室的操作人員有看不到之處。故在操作平臺(tái)處宜裝設(shè)事故斷電開關(guān)。以便在加料系統(tǒng)出故障或電極焙燒質(zhì)量不好掉在爐內(nèi)時(shí)操作人員可立即在平臺(tái)上停電。

第3.2.11條

一、在鐵合金爐操作平臺(tái)墻上裝設(shè)三相電流表及表示低壓側(cè)電壓的3個(gè)指示燈，供爐前操作人員掌握冶煉情況，并且可以根據(jù)爐況適當(dāng)填加電阻大小不同的原料來(lái)幫助調(diào)節(jié)冶煉時(shí)的各相電流。煉鑰電弧爐在低壓側(cè)裝3個(gè)指示燈，幫助冶煉工人掌握電弧電壓大小并使在無(wú)載換壓時(shí)避免誤操作。

二、調(diào)壓裝置在四級(jí)及以上時(shí)從電壓表上不易區(qū)分是哪一級(jí)電壓，故一般設(shè)有指示電壓等級(jí)的光字牌或信號(hào)燈以供調(diào)壓時(shí)和冶煉過(guò)程中監(jiān)視。

三、操作人員常以電弧電壓信號(hào)來(lái)估計(jì)輸人爐內(nèi)的功率。

四、電爐變壓器冷卻系統(tǒng)發(fā)生故障直接影響愉入爐內(nèi)的功率和工藝。所以電爐變壓器的油水冷卻系統(tǒng)或風(fēng)冷系統(tǒng)的故障要發(fā)信號(hào)以便及時(shí)采取措施。

第3.2.12條此條裝設(shè)儀表的原則是便于監(jiān)視電爐的工作狀況，便于調(diào)節(jié)工藝過(guò)程和經(jīng)濟(jì)核算。

一、為了了解供電電壓，在高壓側(cè)裝設(shè)電壓表;在電爐變電所中裝設(shè)高壓電壓互感器不僅用以接電壓表，而且供電爐計(jì)量每噸鋼所耗的有功電度和無(wú)功電度的電度表之用。由于一些電爐變電所中沒(méi)裝高壓電壓互感器在低壓側(cè)進(jìn)行測(cè)量電度是不合適的，因?yàn)槲窗姞t變壓器和一部分短網(wǎng)的電能損耗。電弧爐煉鋼的核算指標(biāo)中每噸鋼的耗電量是包括電爐變壓器的電能損耗的。但在5t及以下的電弧爐和小容量的礦熱爐則可裝在饋電配電所內(nèi)。

二、為了便于調(diào)節(jié)電爐的電壓和電流，特別是三相電爐一般都具有不對(duì)稱的負(fù)荷特性，所以在低壓側(cè)應(yīng)裝設(shè)電流表及電壓表。當(dāng)?shù)蛪簜?cè)無(wú)電流互感器時(shí)，電流表可以裝在高壓側(cè)的電流互感器回路中，經(jīng)過(guò)當(dāng)調(diào)壓時(shí)改變變比的回路或裝在電爐變壓器第三線圈的電流互感器回路中，這樣在任何情況下都能正確反映低壓側(cè)的每相電流。

三、由于電爐車間煙塵較大，固定裝設(shè)較精密的儀表(如自動(dòng)記錄儀表)一般是不合適的。如需用時(shí)可臨時(shí)接用，在較大型電爐宜留出接用該類儀表的電壓及電流端子。

四、煉鋼電弧爐的電流經(jīng)常有沖擊電流，所以其電流表應(yīng)有過(guò)負(fù)荷量程。煉鋼電弧爐裝設(shè)帶有最大需量的有功電度表是為了監(jiān)視電弧的最大輸人功率。帶有最大需量的有功電度表國(guó)內(nèi)早有生產(chǎn)。

第三節(jié)電力設(shè)備的布置

第3.3.1條根據(jù)調(diào)查，屬于同一臺(tái)電爐裝置電壓超過(guò)1 000 v的全部電力設(shè)備(包括變壓器、電抗器、操作斷路器、切換開關(guān)和互感器等)一般都裝在同一房間內(nèi)，當(dāng)電爐停止工作時(shí)全部電氣設(shè)備可以在不帶電的狀況下進(jìn)行維修。

為了操作安全和方便，經(jīng)常操作的電爐開關(guān)的操作機(jī)構(gòu)應(yīng)引至房間外操作人員的近旁(如電爐操作室內(nèi))。由于電弧爐的操作斷路器操作非常頻繁，因此對(duì)重要生產(chǎn)的煉俐電弧爐的操作斷路器宜采用電動(dòng)操作;對(duì)非重要生產(chǎn)煉鋼電弧爐和小容量鐵合金礦熱爐可采用手動(dòng)操作，但宜將其操作機(jī)構(gòu)引至操作人員近旁。

第3.3.2條電爐變電所根據(jù)調(diào)查發(fā)生變壓器爆炸起火等事故20余起，其主要原因有:

一、煉鋼電弧爐沖擊性負(fù)荷大，電爐變壓器受機(jī)械震動(dòng)較大，使變壓器緊固件松動(dòng)甚至脫落造成匝間短路。

二、帶負(fù)載調(diào)壓開關(guān)油箱油臟或空載調(diào)壓開關(guān)接觸不良而使調(diào)壓開關(guān)油箱爆炸起火。

三、調(diào)壓開關(guān)機(jī)構(gòu)不靈使變壓器短路燒壞變壓器。

四、二次母線短路使變壓器燒壞。

五、變壓器內(nèi)部引線燒斷。

六、變壓器二次出線端子聯(lián)接板螺栓松動(dòng)造成過(guò)熱，將絕緣板燒壞起火。

七、變壓器瓷瓶炸裂。

當(dāng)然還有不少是由于超負(fù)荷太大或操作過(guò)電壓而燒壞變壓器的。最嚴(yán)重的有兩起，變壓器室內(nèi)的變配電設(shè)備全部燒完。因此門向內(nèi)部開的電熱裝置變電所的變壓器下應(yīng)設(shè)置100%的變壓器油量的泄油或集油槽，以便在變壓器爆炸起火時(shí)迅速將著火的油排除，以免火災(zāi)的擴(kuò)大和易于消滅所引起的火災(zāi)。

變壓器室的地坪宜向集油槽有2%的坡度;同時(shí)泄油或集油槽上宜設(shè)一層厚度不小于250 mm的碎石層。

國(guó)外電爐變電所內(nèi)有的甚至裝有二氧化碳系統(tǒng)，當(dāng)變壓器或高壓設(shè)備起火時(shí)自動(dòng)滅火。

第3.3.3條煉鋼電弧爐的有載分接開關(guān)實(shí)際上是一個(gè)需頻繁操作的多油開關(guān)，國(guó)內(nèi)煉俐電弧爐變壓器的帶負(fù)荷抽頭切換裝置事故率非常高，所以宜考慮到換油或?yàn)V油的方便，國(guó)外的煉鋼電弧爐變壓器負(fù)荷抽頭切換裝置有的帶濾油設(shè)備，在運(yùn)行時(shí)能濾油。

第3.3，4條電爐變壓器室一般都開設(shè)通向控制室的小門。很多在設(shè)計(jì)中沒(méi)有，在運(yùn)行中加開了小門。這是因?yàn)殡姞t變壓器和操作斷路器需要經(jīng)常監(jiān)視和維修。由于防止變壓器和操作斷路器爆炸起火延及控制室，小門應(yīng)為非燃燒體或難燃燒體的實(shí)體門。

第3.3.5條為了使電氣控制設(shè)備不易受到損壞以及操作安全、維修方便，電爐變電所內(nèi)宜設(shè)有專門的控制室并宜設(shè)置控制臺(tái)。將需經(jīng)常操作的控制按紐或轉(zhuǎn)換開關(guān)，需經(jīng)常監(jiān)視的儀表，指示器和信號(hào)燈裝在控制臺(tái)上。這樣便于值班人員操作和監(jiān)視。控制室地坪標(biāo)高、觀察窗的視角和控制臺(tái)的位置應(yīng)使操作人員能清楚地觀察到所操作的機(jī)械設(shè)備動(dòng)作和爐前情況。

有的工廠電弧爐無(wú)控制室在爐前裝設(shè)操作屏，操作條件差;電氣儀表和器械易受機(jī)械和輻射熱影響。不少工廠都已將爐前操作屏改為控制室內(nèi)的控制臺(tái)。

第3.3.6條煉鋼電弧爐的傾爐等需要在爐旁進(jìn)行操作，應(yīng)就地設(shè)置操作點(diǎn)。但要注意位置合適以避免受機(jī)械損傷或熱輻射。

第四節(jié)短網(wǎng)

第3.4.1條

一、短網(wǎng)材料的選擇應(yīng)考慮到電爐的工作制度。煉鋼電弧爐電流波動(dòng)劇烈頻繁，為了經(jīng)得住電動(dòng)力短網(wǎng)材料應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，對(duì)于這樣工作條件鋁是不合適的，應(yīng)采用銅導(dǎo)體作為短網(wǎng)材料。據(jù)調(diào)查國(guó)內(nèi)尚未發(fā)現(xiàn)采用鋁母線作為煉鋼電弧爐的短網(wǎng)，都是采用銅導(dǎo)體的。

國(guó)外有兩臺(tái)煉鋼電弧爐采用鋁母線而導(dǎo)致在母線緊固處折斷的情況。

二、對(duì)具有平穩(wěn)負(fù)荷特性的礦熱短網(wǎng)從機(jī)械應(yīng)力方面考慮允許采用鋁母線;目前國(guó)內(nèi)中小容量鐵合金護(hù)采用鋁母線情況較好。但XX化工廠的電石爐(40 k A)短網(wǎng)采用鋁母線運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)鋁母線硬度較低，固定螺栓容易松動(dòng)，鋁母線表面易氧化。所以對(duì)大型敞開式礦熱爐(例如XX化工廠2X10MVA,XX化工廠40 MVA電石爐等)宜采用水內(nèi)冷銅管作為短網(wǎng)而將銅管用鋁板密封，這樣可以減少短網(wǎng)事故。采用水內(nèi)冷銅管可減少有色金屬耗量，但電流密度不能過(guò)大，否則電能損耗太大。從國(guó)外進(jìn)口，安裝在XX有機(jī)化工廠的電石爐水內(nèi)冷銅管的電流密度為3.07 A/mm2.

采用鋁母線時(shí)，應(yīng)設(shè)置可靠的銅鋁過(guò)渡接頭，防止在實(shí)際運(yùn)行溫度下開焊。

第3.4.2條水冷軟電纜有節(jié)約有色金屬、維修工作量小、壽命長(zhǎng)并可合理排列減少短網(wǎng)電抗和不平衡率等優(yōu)點(diǎn)，故宜在5t及以上的煉鋼電弧爐采用。

第3.4.3條

一、礦熱爐當(dāng)爐內(nèi)壓力過(guò)高時(shí)會(huì)引起爆炸，將爐料或焦碳噴出(封閉式爐會(huì)通過(guò)姍炸孔噴出)，噴濺物接觸到短網(wǎng)后會(huì)引起短網(wǎng)短路。XX鐵合金廠9 MVA的封閉式礦熱爐母線束無(wú)防護(hù)罩，爐子上面的刮板給料機(jī)上的焦碳粒掉至母線上給鋁母線燒了一個(gè)大缺口，該廠10多年發(fā)生母線事故達(dá)7次之多。

二、XX化工廠2X 10 MVA電石爐短網(wǎng)采用水冷銅管每相8根Φ75/30銅管，銅管壁間距10 mm,外以鋁罩保護(hù)，其他短網(wǎng)裸露部分亦以石棉包扎運(yùn)行較好。

三、開敞式礦熱爐的熱輻射很嚴(yán)重。XX鐵合金廠的鐵合金爐，短網(wǎng)接近爐體部分已用石棉布罩防護(hù)情況下，矩形母線溫度約140--150℃，軟電纜達(dá)70-85℃。這說(shuō)明母線運(yùn)行情況很差，電能損耗增加，母線氧化迅速，所以對(duì)敞開式礦熱電爐的母線束應(yīng)考慮防止熱輻射的影響。

第3.4.4條見(jiàn)第2.0.18條說(shuō)明。

第3.4.5條

一、導(dǎo)電體動(dòng)穩(wěn)定計(jì)算和校驗(yàn)導(dǎo)體支架間諧振可能性的方法可查一般電工手冊(cè)。

二、xx鋼廠5t電爐變壓器室高壓母線在熔化期發(fā)生局部諧振，聲音很響，影響使用壽命。所以導(dǎo)體支架間距應(yīng)校驗(yàn)產(chǎn)生局部及全部諧振的可能性。

第3.4.6條由于短網(wǎng)電流大，電動(dòng)力大，尤其是煉鋼電弧爐沖擊電流頻繁，為避免這種機(jī)械展動(dòng)傳至變壓器的低壓出線端，應(yīng)在變壓器的低壓出線端和短網(wǎng)硬母線之間為可撓性聯(lián)接。一般采用同樣寬度厚0.5-0.8 mm的薄銅片疊成。

若不采用可撓性聯(lián)接，大電流母線的電動(dòng)力傳至變壓器出線端，由于經(jīng)常劇烈震動(dòng)將致使變壓器低壓出線端的油箱密封破壞而造成變壓器漏油嚴(yán)重。

第3.4.7條

一、煉鋼電弧爐出鋼傾爐前先將電極提高至一定高度(此高度的極限值由電爐制造廠根據(jù)重心計(jì)算確定)然后傾爐。軟電纜的長(zhǎng)度可根據(jù)傾爐至爐體極限位置時(shí)電極握持器上的接線板位置和變壓器室外短網(wǎng)硬母線的距離而定。因傾爐至極限位置時(shí)電極握持器上的接線板位置是固定的(可以從工藝和土建尺寸求得)，變壓器室墻上短網(wǎng)硬母線的高度應(yīng)與傾爐極限位置時(shí)電極握持器上接線板的高度相適應(yīng)，可使軟電纜長(zhǎng)度達(dá)到最短。

同時(shí)應(yīng)校驗(yàn)在爐蓋旋轉(zhuǎn)時(shí)所需軟電纜長(zhǎng)度。

二、xx重機(jī)廠10t煉鋼電弧爐采取縮短軟電纜1 m多和短網(wǎng)硬母線接觸面鍍銀的辦法，每噸鋼耗電量由840 k Wh降至666 k Wh。例如XX鋼廠30 t煉鋼電弧爐水冷軟電纜太長(zhǎng)，已拖到電爐平臺(tái)的地面上，所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)按此條進(jìn)行。

三、電爐中心線和變壓器外墻的距離應(yīng)盡量縮短，過(guò)去這尺寸由電爐制造廠提供，但易忽視變壓器外墻上短網(wǎng)硬母線構(gòu)架的位置，例如40 t煉鋼電弧爐，制造廠提供的電爐中心線至變壓器外墻距離為9m，但到電爐基礎(chǔ)澆好后，制造廠將電爐制造圖全部提來(lái)，校核后發(fā)現(xiàn)電極握持器的接線板已和變壓器室外墻上短網(wǎng)硬母線支架相碰，后采取各種措施后才勉強(qiáng)解決問(wèn)題。

另一方面，電爐中心線與變壓器室外墻相距太遠(yuǎn)，短網(wǎng)大長(zhǎng)，壓降大，電弧電壓低，使每噸鋼的耗電量增加，鋼產(chǎn)量減少。例如XX鋼廠5t煉鋼電弧爐，在變壓器墻外接向電爐的硬母線向外延伸2m左右才接軟電纜，這種做法必需改進(jìn)。

第3.4.8條在二次電流導(dǎo)體上或其鄰近使用輔助電壓進(jìn)行維修工作時(shí)間應(yīng)防止靠近所有其它繞組和其接線，或這些繞組應(yīng)短路并接地，這要求是強(qiáng)制性的。因?yàn)槎谓泳€帶電，其它繞組可能產(chǎn)生危險(xiǎn)電壓，這主要是在進(jìn)行電焊作業(yè)時(shí)。

第3.4.9條

一、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 4002.2:

表23中的2類、3類電弧爐一次側(cè)阻抗不平衡系數(shù)均應(yīng)小于7%,額定容量小于30t（包括30t）的1類電弧爐應(yīng)小于15%，額定容量大于30 t的1類電弧爐應(yīng)小于10%，具體數(shù)值應(yīng)在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中標(biāo)明。

電弧爐的額定容量和最大容量、爐殼內(nèi)徑、變壓器額定容量和電極直徑應(yīng)符合表23的規(guī)定。

同一傾定容量的電弧爐，按其配套的變壓器容量不同分為三類，即1類,2類,3類。

二、三相煉鋼電弧爐的變壓器二次繞組結(jié)線均為三角形接線，其一次繞組在二次電壓較低時(shí)絕大部分為星形接線，尤其在進(jìn)行運(yùn)行短路試驗(yàn)時(shí)均采用較低的二次電壓，所以說(shuō)在進(jìn)行運(yùn)行短路試驗(yàn)時(shí)電爐變壓器的一、二次繞組接線方式在絕大多數(shù)的場(chǎng)合是不同的。

在變壓器一次側(cè)和二次側(cè)的接線方式不同時(shí)，一次側(cè)的各相電流(指電爐控制柜、盤上電流表的電流)不僅與二次側(cè)各相應(yīng)相的電流有關(guān)而且與其它相電流亦有關(guān)。

例如在煉俐電弧爐廢鋼熔化后將二次電壓調(diào)低，然后將二個(gè)電極插人鋼水短路，另一個(gè)電極仍在抬高脫離鑰水位置。此時(shí)在電爐變壓器二次側(cè)短路的二相電流(指電爐控制柜、盤上電流表的電流)數(shù)值相等，電極提起的一相電流為零，但在二次側(cè)三角形接線、一次側(cè)星形接線的電爐變壓器一次側(cè)三相均有電流，其中二相電流數(shù)值相等，并且這兩相電流絕對(duì)值之和等于第三相電流。

在電爐變壓器一次、二次繞組結(jié)線方式不同時(shí)不能直接以一次側(cè)的表計(jì)電流乘以電爐變壓器的變壓比來(lái)計(jì)算二次側(cè)的電流。

所以說(shuō)在測(cè)量電弧爐短網(wǎng)阻抗值和其不平衡率進(jìn)行運(yùn)行短路試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)注意電爐變壓器繞組結(jié)線方式對(duì)側(cè)蛋值的影響。

第五節(jié)電磁攪拌裝置

第3.5.1條電磁攪拌裝置是在煉鋼電弧爐爐底(或鋼包爐側(cè)面)安裝能產(chǎn)生移動(dòng)磁場(chǎng)的定子，當(dāng)定子繞組內(nèi)通以兩相低頻電流，便產(chǎn)生移動(dòng)磁場(chǎng)切割鋼水，使之產(chǎn)生感應(yīng)電流;電磁場(chǎng)使炯水產(chǎn)生切線方向的力并沿著磁場(chǎng)方向移動(dòng)。

電弧爐采用電磁攪拌有下列好處:

一、提商鋼水質(zhì)量使合金成分均勻;

二、可縮短冶煉時(shí)間;

三、減低冶煉成本，由于每噸鋼耗電量降低，并可采用較便宜(含硫值較高)的廢炯和合金料;

四、改善勞動(dòng)條件。

由于電磁攪拌電源設(shè)備和定子在大爐(例如爐殼內(nèi)徑Φ800)和小爐(Φ2600)所需功率差不多，所以爐越大采用電磁攪拌好處越多。30 t及以上的煉鋼電弧爐，在工藝必要時(shí)可裝設(shè)電磁攪拌裝置。

第3.5.2條煉鋼電弧爐在山渣時(shí)要求面層向爐門流;而在加合金時(shí)要求面層鋼水由爐門向出鋼口流。所以與磁場(chǎng)移動(dòng)方向相反。諸如此類電磁攪拌應(yīng)按工藝要求改變運(yùn)行方式。

電磁攪拌定子有一個(gè)集中繞組和二個(gè)分裂繞組，分別由相位差90o的兩個(gè)低頻電源裝置供電。改變其接線方式或其相位便可達(dá)到改變移動(dòng)磁場(chǎng)方向的目的。

第3.5.3條

一、電磁攪拌裝置定子磁場(chǎng)移動(dòng)速度與定子的極距和低頻電源裝置的頻率有關(guān)，即

電磁攪拌裝置可調(diào)整頻率來(lái)調(diào)整磁場(chǎng)移動(dòng)速度。電磁攪拌裝置的頻率調(diào)整范圍一般為0.3~1.5Hz（鋼包爐為0.3-2.5 Hz）。

二、電磁攪拌攪拌力的大小決定于定子的磁場(chǎng)強(qiáng)度，磁場(chǎng)強(qiáng)度決定于定子安匝數(shù)。電磁攪拌用改變低頻電源的電壓、電流改變攪拌力來(lái)適應(yīng)工藝冶煉各階段的要求。

三、為了滿足冶煉各階段調(diào)整參數(shù)，所以在電磁攪拌裝置低頻側(cè)應(yīng)裝設(shè)每相的電壓表、電流表、頻率表和功率表。

為監(jiān)視變頻電源設(shè)備和總的電能耗量，電磁攪拌裝置在交流側(cè)應(yīng)裝設(shè)功率表、電流表、電壓表和有功電度表。

第3.5.4條電磁攪拌裝置功率因數(shù)很低，例如50 t煉鋼電弧爐電磁攪拌定子所需有功功率和無(wú)功功率如表24所示:

故當(dāng)采用晶閘管變頻裝置作為低頻電源時(shí)應(yīng)在其工頻側(cè)裝設(shè)提高功率因數(shù)用的電容器。xx重機(jī)廠40 t煉鋼電弧爐電磁攪拌裝置的晶閘管變頻電源側(cè)未裝提高功率因數(shù)用的電容器，變壓器因無(wú)功功率太大超負(fù)荷而發(fā)熱嚴(yán)重。

由于晶閘管變頻裝置產(chǎn)生高次諧波，故應(yīng)在電容器前串入相應(yīng)的電抗器接成諧波過(guò)濾器形式，以免高次諧波影響供電電網(wǎng)。

第3.5.5條見(jiàn)第3.5.3條說(shuō)明。

第3.5.6條由于電爐爐底溫度很高，電磁攪拌裝置定子一般為水內(nèi)冷，為防止定子繞組受高沮損壞，應(yīng)在電爐爐底上裝設(shè)測(cè)溫元件和漏爐保護(hù)。xx鋼廠30 t煉鋼電弧爐電磁攪拌裝置剛裝好尚未便用，即因漏爐而將定子燒壞。

第六節(jié)爐外精煉裝置

第3.6.1條爐外精煉技術(shù)是以在電弧爐、轉(zhuǎn)爐等進(jìn)行熔化和氧化初煉出鋼的鋼水為主，在鋼包內(nèi)進(jìn)行精煉的方法。爐外精煉技術(shù)的發(fā)展比較近，是在采用鑰水真空脫氣法的1950年開始的，具有加熱工位以三相電極加熱的鋼包精煉爐在1965年出現(xiàn)以來(lái)到目前約20多年的時(shí)間，在世界范圈內(nèi)以驚人的速度普及，我國(guó)自從70年代初期引進(jìn)ASEA-SKF100 t鋼包精煉爐和1978年引進(jìn)VOD精煉爐以來(lái)發(fā)展迅速，自行設(shè)什、制造的也相繼出現(xiàn)，80年代估計(jì)全國(guó)約有鋼包精煉爐20臺(tái)左右，大多處于安裝調(diào)試過(guò)程中，但亦有不少爐外精煉裝置正常運(yùn)行，生產(chǎn)高質(zhì)量的特殊鋼。目前國(guó)內(nèi)最大爐外精煉爐的鋼包容童為170 t。

爐外精煉裝里一般有加熱升溫、真空冶煉、保溫等工位。在加熱升溫工位與煉俐電弧爐一樣故應(yīng)遵守本章第一節(jié)至第四節(jié)的有關(guān)規(guī)定。由于爐外精煉裝置很多采用吹氖攪拌，故對(duì)第五節(jié)的內(nèi)容不作規(guī)定。

第3.6.2~3.6.3條由于爐外精煉裝置由鋼包底的滑動(dòng)水口出鋼.不必在其加熱工位傾護(hù)。所以加熱工位不孺像煉鋼電弧爐一樣將變壓器低壓端子中心線自電爐中心線往傾爐方向移動(dòng)以減短軟電纜長(zhǎng)度。因此爐外精煉裝置的加熱工位的中心線宜與電爐變壓器的低壓端子中心線一致。

爐外精煉裝里的加熱工位爐蓋不必如煉鋼電弧爐那樣旋開，只需提起讓鋼包車開出即可，爐體(鋼包)亦不孺傾爐，所以加熱工位的電極橫臂水冷導(dǎo)電銅管只有上下運(yùn)動(dòng)，為縮短軟電纜長(zhǎng)度，所以爐外精煉裝置變壓器室低壓母線出線孔的標(biāo)高宜位于電極橫臂水冷導(dǎo)電銅管上下運(yùn)動(dòng)最高位置與最低位置的中點(diǎn)。

第3.6.4條由于爐外精煉裝置有真空冶煉工位，所以在其控制室中應(yīng)考慮到設(shè)置真空側(cè)量控制柜的位置。

第3.6.5條見(jiàn)第2.0.3條說(shuō)明。

第3.6.6條爐外精煉裝置變壓器額定容量按下式確定:

上式中分子為該爐外精練裝置加熱工位全部鋼水按規(guī)定鋼水升溫速度每小時(shí)所需的熱量除以總效率，電度熱當(dāng)量、功率因數(shù)和變壓器的允許過(guò)載系數(shù)即為鋼包爐變壓器的額定容量(KVA).

例:爐外精煉裝置最大鋼水容量為170 t，鋼水升溫速度為2.2℃/min,求爐外精煉裝置變壓器的額定容量:

第四章工頻感應(yīng)電熱裝置

第4.0.1條工頻感應(yīng)電爐容量在1.5 t及以上的一般有專用變壓器，其他小容量爐子用車間變壓器或成組供電方式。感應(yīng)電熱裝置變壓器容量的選擇應(yīng)滿足工藝生產(chǎn)。感應(yīng)電爐有烘爐、保溫、熔化、升溫等過(guò)程，其二次電壓可按工藝要求選擇，并根據(jù)工藝調(diào)節(jié)的頻繁程度采用電動(dòng)或手動(dòng)調(diào)節(jié)。為了減輕操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和減少工頻感應(yīng)電熱裝置在切換時(shí)的熱停工時(shí)間，大容量工頻感應(yīng)電熱裝置盡量采用電動(dòng)遠(yuǎn)距離操作。

工頻無(wú)芯感應(yīng)熔鐵爐主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表25。

第4.0.2條 工頻感應(yīng)電熱裝置的負(fù)荷比較平穩(wěn);從機(jī)械應(yīng)力方面考慮，鋁導(dǎo)體能完全滿足需要。

大容量的工頻感應(yīng)電熱裝置可采用水冷鋁管，根據(jù)xx汽車廠已投人運(yùn)行的幾臺(tái)單相 3 MVA的工頗感應(yīng)電爐采用水冷鋁管使用多年反映良好，Xx鑄鐵廠使用鋁母線多年也沒(méi)發(fā)現(xiàn)任何問(wèn)題.其憫侶瑙接采用銅鋁過(guò)渡棒解決，焊接均用缸孤焊。

第4.0.3條 工頻感應(yīng)電熱裝置的自然功率因數(shù)很低;無(wú)芯工頻感應(yīng)電爐cos?=0. 17~0. 25;有芯工報(bào)感應(yīng)電爐特別是在烙化鋁、銅時(shí)cos?=0. 2~0. 4，因此應(yīng)與感應(yīng)圈并聯(lián)接人電容器組來(lái)提離裝置的功率因數(shù)。由于工頻感應(yīng)電熱裝置的提高功率因數(shù)設(shè)備與電熱裝置本身結(jié)構(gòu)和布置有關(guān)，因此在電熱裝里設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮提高功率因數(shù)的措施，電容器組應(yīng)盡量靠近感應(yīng)線圈，使其聯(lián)接導(dǎo)體為最短。

電容器組的接線為滿足感應(yīng)器在不同電感時(shí)的補(bǔ)償要求，配合工藝冶煉需要，分固定的和可調(diào)的電容器組。一般固定部分占總?cè)萘康囊话胱笥?可調(diào)部分再分為粗調(diào)和細(xì)調(diào)。通常工頻感應(yīng)電熱裝置可調(diào)電容器分為6~7組。也有的廠分組較多，如XX重型機(jī)床廠的 20 t工頻感應(yīng)電護(hù)可祠電容器分為15組。

第4.0.4條 由于工頻感應(yīng)電熱裝置都配有大量電容器組，在合閘時(shí)產(chǎn)生的沖擊電流很大;在沒(méi)有任何限制而直接起動(dòng)時(shí)，會(huì)引起過(guò)電流而跳閘。為了限制起動(dòng)電流而采用起動(dòng)電阻合閘時(shí)先申聯(lián)起動(dòng)電阻，待電流穩(wěn)定后，合上主接觸器后再切除起動(dòng)電阻。

據(jù)實(shí)側(cè)一臺(tái)進(jìn) 口工頻感應(yīng)電爐的沖擊電流為其額定值的 5倍，沖擊電流持續(xù)時(shí)間約為 0.16-0. 2 s;XX機(jī)電設(shè)計(jì)院從無(wú)芯工頻感應(yīng)電爐的起動(dòng)波形分析，其沖擊電流約為傾定電流的 2.5~3倍。

考慮到有些電網(wǎng)容量較小，過(guò)大的沖擊電流引起的電壓降較大，使開關(guān)跳閘。所以工頗感皮電熱裝里的合俐沖擊電流宜不大于額定電流的3~5倍。

第4.0.5條

一、感應(yīng)電爐裝里的變壓器均裝有防止故障短路的過(guò)電流保護(hù)，從目前國(guó)內(nèi)情況來(lái)看，工抓感應(yīng)電爐變壓器一次側(cè)大都采用少油斷路器。例如xx汽車廠10t無(wú)芯工頻感應(yīng)電爐為防止故障姐路的過(guò)電流保護(hù)裝在變壓器一次側(cè)，動(dòng)作切斷少油斷路器。

二、感應(yīng)電熱裝里的感應(yīng)線圈一般是水內(nèi)冷的，冷卻水流速(或停止)直接影晌到感應(yīng)器的壽命，所以慈應(yīng)電熱裝置應(yīng)設(shè)有冷卻水停止、水壓不足或水溫過(guò)高的保護(hù);動(dòng)作于信號(hào)和切斷主回路忘關(guān)于出水退度從調(diào)查來(lái)看各廠不一致,XX汽車廠定為55℃,XX重型機(jī)床廠定為50C，也有定為45℃的，主要考慮水溫超過(guò)55℃以上易結(jié)水垢。據(jù)調(diào)查x x重型機(jī)床廠曾發(fā)生停水半小時(shí)之久，當(dāng)時(shí)出現(xiàn)汽化現(xiàn)象，后來(lái)植查硅有機(jī)板尚可繼續(xù)使用。

三、據(jù)調(diào)查很多廠曾發(fā)生因琳拐侵蝕過(guò)度或產(chǎn)生裂紋而使鐵水流出燒壞線陽(yáng)，造成生產(chǎn)中斷，嚴(yán)重的發(fā)生人身事故。目前各廠對(duì)增禍漏爐保護(hù)都在進(jìn)行一些試驗(yàn)。此外從國(guó)外引進(jìn)的工頻爐(如x x汽車發(fā)動(dòng)機(jī)廠的2t工頻爐)也帶有增渦報(bào)警裝置，但也存在著誤動(dòng)作。

從國(guó)內(nèi)情況來(lái)看1.5 t及以下的感應(yīng)電爐使用數(shù)量較多，且大都均未裝設(shè)柑鍋報(bào)譽(yù)裝置。從運(yùn)行情況來(lái)著，當(dāng)工人操作熟練后，可以判斷出爐襯耗蝕程度。如XX工藝所1.5t無(wú)芯感應(yīng)電滬使用多年，從未發(fā)生過(guò)漏爐現(xiàn)象。所以規(guī)定在1.5 t以上的感應(yīng)電爐才裝此種保護(hù)。

第4.0.6條此條是從監(jiān)視工藝生產(chǎn)過(guò)程，調(diào)節(jié)電氣參數(shù)(電壓、電流或功率因數(shù))和計(jì)算電能耗播要裝設(shè)所述側(cè)量?jī)x表。有的工廠靠電流表和功率因數(shù)表的讀數(shù)來(lái)判斷爐襯損蝕。

第五章 中頻感應(yīng)電熱裝置

    第5.0.1條 本章是按我國(guó)目前生產(chǎn)的中頻電源裝置制定的，一般用于熔煉、淬火、透熱等感應(yīng)加熱裝里。變頻機(jī)組成套生產(chǎn)有 BPS型50~500 k W 頻率 1 000~8 000 Hz。中頻晶閘管變頻裝置已定型的有KGPS型，已制成的最大功率達(dá) 1 000 kw左右。

    第5.0.2條 本條推薦淬火等加熱時(shí)間短的設(shè)備由共用的中頻電源供電，以提高中頻電抓裝置的利用率。如xx汽車廠每套變頗機(jī)組一般供5臺(tái)左右猝火機(jī)，個(gè)別的達(dá)10多臺(tái);機(jī)組功舉按最大1臺(tái)淬火機(jī)選擇(有些為 2臺(tái)機(jī)組并聯(lián))，通過(guò)“分配器”(有的稱為“等待線路”輪流向各淬火機(jī)供電，當(dāng)一臺(tái)淬火機(jī)加熱終止轉(zhuǎn)為冷卻時(shí)，即自動(dòng)接通另一臺(tái)淬火機(jī)。經(jīng)多年運(yùn)行，廠方反映良好。又如xx內(nèi)姍機(jī)總廠由兩臺(tái)機(jī)組給 5臺(tái)淬火機(jī)供電，每個(gè)工位加熱時(shí)間約 10s，冷卻時(shí)間約 8 s,倒換時(shí)間約 2s,采用手動(dòng)切換.輪流向淬火機(jī)供電，充分利用了電源設(shè)備。

    封加熱時(shí)間達(dá) 1h以上的熔煉設(shè)備，其空爐時(shí)間短，實(shí)際上均由單獨(dú)的中頻電源供電，這樣做是合理的。

    第5.0.3條 中翔機(jī)組兩臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行使用較廣。制造廠有適用于并聯(lián)的定型產(chǎn)品，采用同樣的機(jī)組，用一臺(tái)共用的電機(jī)放大機(jī)調(diào)節(jié)多臺(tái)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁。工廠反映這樣并聯(lián)很方便。用晶閘管勵(lì)磁裝置并聯(lián)后能自動(dòng)值定電壓。

    晶間管變頻器的井聯(lián)運(yùn)行，xx大學(xué)研究證明采取一定措施后是可行的。

    因中頗電源裝置的并聯(lián)都需具備一定的條件，制造廠在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中就已考慮了，故本條規(guī)定應(yīng)按制造廠的技術(shù)條件進(jìn)行并聯(lián)。

    第5.0.4條 中頻感應(yīng)加熱器的自然功率因數(shù)很低，必須采用電容器進(jìn)行補(bǔ)償，以減少中敘電舔設(shè)備及線路的無(wú)功負(fù)荷。為滿足感應(yīng)器在不同電感時(shí)的補(bǔ)償要求，接入的電容器數(shù)量應(yīng)能調(diào)節(jié)。

    中頻線路的功率損耗和電壓損失比工頻多幾倍，特別是在振蕩回路中，其無(wú)功電流有時(shí)比有功電流離10倍以上。因此，在布置各元件的相互位置時(shí)，應(yīng)使電容器與感應(yīng)器或淬火變壓器盡緒靠近，使其間導(dǎo)體長(zhǎng)度為最短。

    第5-0.7條 中頻電流的透人深度與導(dǎo)體電阻率的平方根成正比。因而鋁導(dǎo)體的透人深度一般約為鋼導(dǎo)體的 1.3-1.5倍。為充分利用導(dǎo)體截面，在中頻線路中更宜采用鋁導(dǎo)體。

    在中頻線路中，由于電流只通過(guò)導(dǎo)體的表面，空心結(jié)構(gòu)的導(dǎo)體截面能得到最充分的利用，故采用中須同特電娜是合理的。但有時(shí)因需要量很少，訂貨不方便，也可采用其他型式的導(dǎo)體，實(shí)際上也常是這樣傲。

    XX汽車廠8 000 Hz, 2 X 100 k W中頻機(jī)組的線路采用了2(3X5+1 X 25)mm2的飽裝電力電纜，多年來(lái)污行良好。xx拖拉機(jī)廠2 500和8 000 Hz感應(yīng)電爐，送電線路長(zhǎng)100 m左右，也采用三芯鎧裝電力電纜多根并聯(lián)，使用良好。XX汽車廠 100 k W, 8 000 Hz線路采用導(dǎo)線穿鋼管，長(zhǎng)約15m.使用中也沒(méi)出現(xiàn)什么問(wèn)題。

第5.0.8條、第5.0.10條

一、由于中頻線路的集膚效應(yīng)和鄰擾效應(yīng)較強(qiáng)，當(dāng)用多片矩形母線時(shí)，其相鄰導(dǎo)體應(yīng)接于不同的極性(多芯電纜的相鄰纜芯也應(yīng)盡量接于不同的極性)，以提高導(dǎo)體截面的利用率。

二、為減小中頻線路的電抗，母線間距應(yīng)盡量小。

第5.0.11條這是一般做法。

關(guān)于熔煉爐的增端侵蝕過(guò)度保護(hù)，許多運(yùn)行人員反映不一定播要，認(rèn)為爐襯報(bào)蝕在運(yùn)行中能發(fā)現(xiàn)并及時(shí)修補(bǔ)，而且也并不是很快造成穿爐事故。但為安全起見(jiàn)仍按制造廠的技術(shù)條件裝設(shè)誦護(hù)保護(hù)。

由于電氣絕緣變壞到低于某臨界值，有可能發(fā)生爐襯漏爐的情況。因此，為增加操炸者的安全和減少爐子損壞的危險(xiǎn)性，建議提供報(bào)替裝置和分?jǐn)酄t子電源的保護(hù)措施。

第5.0.13條在調(diào)查到的十幾個(gè)工廠中，僅一個(gè)廠將中頻機(jī)組及其附屬裝I設(shè)在大廠房?jī)?nèi)，隔堵不到頂;操作人員反映噪聲大，灰塵多，提出應(yīng)設(shè)單獨(dú)房間，其他均設(shè)有單獨(dú)房間。至于晶閘管變報(bào)裝置一般也安裝在單獨(dú)的房間內(nèi)。工廠認(rèn)為單獨(dú)房間條件好，灰塵少，環(huán)境安靜，便于維護(hù)管理。

有些單位反映:中頻真空電爐運(yùn)行環(huán)境好，一般都把變頻電源、電爐和真空設(shè)備放在同一房間內(nèi)，運(yùn)行良好，故本條也考慮了這種情況。對(duì)某些不便將中頻電源裝置設(shè)于專用房間的，如在生產(chǎn)流水線上使用中頻加熱時(shí)，為滿足生產(chǎn)需要，也可例外。

第六章 高頻感應(yīng)電熱裝置

第6.0.1條本條為適用范圍。

第6.0.2條本條規(guī)定為一般做法。

第6.0.3條高頻電熱裝置操作的位置一般都在感應(yīng)加熱器附近1m以內(nèi)。據(jù)北京、上海等有關(guān)單位側(cè)定，該處商頻電磁場(chǎng)很強(qiáng)，一般都在數(shù)百V/m，最高的超過(guò)1 000 V/m，對(duì)人體造成一定危害，故宜采取局部屏蔽措施。從實(shí)測(cè)結(jié)果看，采取局部屏蔽后達(dá)到20 V/m是不困難的。如上海一臺(tái)60 k W高報(bào)爐的近場(chǎng)強(qiáng)度為235 V/m，局部屏蔽后僅為4.5~5 V/m，效果很顯著。

關(guān)于高頻電磁場(chǎng)對(duì)人體的影響、近場(chǎng)強(qiáng)度的測(cè)定、局部屏蔽的做法和效果等，請(qǐng)見(jiàn)有關(guān)衛(wèi)生部門的專題報(bào)告。

高頻回路中外璐的導(dǎo)體和電氣設(shè)備包括淬火變壓器和感應(yīng)加熱器。

第6.0.4條從部分實(shí)測(cè)資料分析，在電源線路的方位，高頻電磁場(chǎng)明顯加強(qiáng)。為了抑制商頻電磁波沿電源線傳播，裝設(shè)濾波器是必要的。

第6.0.5條高頻感應(yīng)電熱裝置內(nèi)有10 k V以上的高壓，有觸電危險(xiǎn);在工廠一般月于重要設(shè)備，要求環(huán)境較好，不希望無(wú)關(guān)人員走近，且其周圍有很高的電磁場(chǎng)，對(duì)人休有一定的危害;因此宜設(shè)置在專用的隔間內(nèi)。

在所調(diào)查的10個(gè)有60 k W及以上的高頻感應(yīng)電爐的工廠中，有6個(gè)廠設(shè)單獨(dú)房間;有3個(gè)廠在大廠房?jī)?nèi)設(shè)有隋間，其中1個(gè)工廠因隔間無(wú)頂、灰塵多，而要求增加頂擁;僅有1個(gè)廠是設(shè)在大廠房的一端;雖然環(huán)境較好，灰塵少，操作空地大，但操作、維護(hù)人員仍希望設(shè)隔間。小功率的高狽電熱裝2,如用于電子器件加工者，由于工藝布置的要求，也多設(shè)在小房間內(nèi)。

第6.0.6條為了抑制工業(yè)高頻電熱裝置產(chǎn)生的高頻電磁波對(duì)其它無(wú)線電、電子設(shè)備的干擾，應(yīng)使干擾電平不超過(guò)一定的允許值。高頻電熱裝置是否要設(shè)屏蔽室，應(yīng)根據(jù)具體情況而定.

考慮屏蔽間題，首先要有高頻電熱裝置周圍場(chǎng)強(qiáng)的數(shù)據(jù)。下面介紹對(duì)20臺(tái)高頻電爐的調(diào)查愉況:

一、有屏蔽室的7臺(tái)，占35%。其中大部分屏蔽不完全，如門、窗無(wú)屏蔽或大開，頂無(wú)屏蔽或部分已壞等。

二、無(wú)屏蔽室的13臺(tái)，占65%，僅上海某廠反映60 k W高頻電爐對(duì)用示波器測(cè)試集成電路有影響,2臺(tái)10 k W高頻裝置影響晶閘管觸發(fā);其它均無(wú)反映。

三、濟(jì)南郊區(qū)某廠60 k W高頻爐曾對(duì)距廠3 km的廣播電臺(tái)有干擾，后來(lái)增設(shè)了屏蔽。

四、某廠60 k W高頻電爐距導(dǎo)航站約10多公里，曾有干擾導(dǎo)航的情況，后增設(shè)了屏蔽。

五、某廠60 k W高頻電爐距使館區(qū)約500 m左右，未設(shè)屏蔽，幾年來(lái)未反映對(duì)無(wú)線電有干擾。

六、北京XXX廠設(shè)有多臺(tái)8~20 kW高頻感應(yīng)電熱裝置，無(wú)屏蔽室，未發(fā)現(xiàn)對(duì)該廠側(cè)試工作有影響。

參照上述情況本條規(guī)定:產(chǎn)生的無(wú)線電干擾超過(guò)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB 4824.1-84)允許值時(shí)應(yīng)設(shè)置屏蔽室.

輻射允許值見(jiàn)表26。

第6.0.7條本條僅提供一般設(shè)計(jì)原則。

第6.0.8條高頻電爐的供電電源一般為220/380 V中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)。從保護(hù)接地吸點(diǎn)看，電氣設(shè)備的外殼只要接零即可。實(shí)際上很多單位是這樣做的，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)間題。有的產(chǎn)品說(shuō)明書中提到高頗振蕩器接地電阻不得大于0.5Ω，這是按設(shè)備內(nèi)存在高壓，照搬了110 k V大接地電流系統(tǒng)的要求。實(shí)際上高狽振蕩器的高壓部分接地時(shí)不出現(xiàn)大的短路電流，這樣照姐是不應(yīng)該的。如作為重復(fù)接地，其接地電阻不大于10Ω就可以了。

考慮到高頻裝置接地線長(zhǎng)度為1/4波長(zhǎng)或其奇數(shù)倍時(shí)，將產(chǎn)生駐波，其一端電壓可能高達(dá)數(shù)百伏。故宜將長(zhǎng)度限側(cè)在1/4波長(zhǎng)以內(nèi)，至少不得接近1/4波長(zhǎng)的奇數(shù)倍。當(dāng)1/4波長(zhǎng)為5二，時(shí)，其相應(yīng)頻率為15:MHz j要考慮避開.當(dāng)頻率不超過(guò)10 MHz時(shí)，接地支線不宜大于5 m。

當(dāng)設(shè)有屏蔽室時(shí)，設(shè)備接地應(yīng)根據(jù)屏蔽要求統(tǒng)一考慮。

第6.0.9條本條為必要的安全措施。據(jù)調(diào)查，因高頗振蕩器門的安全聯(lián)鎖未用，曾發(fā)生數(shù)起事故。

一起是維護(hù)人員在電爐工作時(shí)維修高壓設(shè)備;另一起是停爐時(shí)未斷高壓電源，維護(hù)人員用手摸攝蕩管水套握度。這兩例均造成人員死亡，以后均增加了門的安全聯(lián)鎖。

第6.0.18條本條規(guī)定為一般做法。

第七章電阻爐

第7.0.1條本章僅適用于常用的成套工業(yè)電阻爐(如以電阻絲、硅碳棒和電極為加熱元件的電組護(hù))的電力部分;不包括有關(guān)溫度控制和熱工測(cè)量的內(nèi)容。

第7.0.2條電阻爐設(shè)計(jì)中一般比銘牌功率放大10 %，以免使用較長(zhǎng)時(shí)間后加熱元件表面載化，達(dá)不到額定功率。過(guò)去已有不少單位反映按額定功率選擇導(dǎo)線時(shí)載流量不夠，設(shè)計(jì)單位多已按電阻爐撅定電流的1.1倍來(lái)計(jì)算，故本條也按此規(guī)定。

    有些電阻爐(如電極式鹽浴爐等)由專用變壓器供電，變壓器容量分為多檔，其最大容量一般較傾定容量大很多，如ZUSG353型變壓器額定容量為35 k VA，分為6檔，各檔容量分別為19.4,24,35,40 k VA等(第6檔允許使用時(shí)間為1.5 h)，最大容量為額定容量的1.2倍。有的型號(hào)變壓器最大容量為額定容量1.5倍。據(jù)調(diào)查，一些廠當(dāng)電爐用于接近最高工作溫度時(shí)，一般都要將變壓器調(diào)到較商的幾檔.否則溫度達(dá)不到，在升溫過(guò)程中也常調(diào)到最高檔，以縮短升溫時(shí)間。

第7.0.3條本條規(guī)定為一般做法。

第7.0.4條本條規(guī)定為一般做法。

第7.0.5條本條為必要的安全措施和要求。

第7.0.6條本條規(guī)定為一般做法。

第7.0.7條本條規(guī)定為一般做法。

第7.0.8條晶閘管有可能誤觸發(fā)或某一相不觸發(fā)或半波觸發(fā)則三相不平衡使中線電流很大，當(dāng)中線截面不足時(shí)往往要燒掉。xx矽鋼片廠由于中線燃燒使電纜溝中的所有導(dǎo)線全部燒毀，損失很大，所以采用晶閘管調(diào)壓器或調(diào)功器三相供電的電阻爐不宜采用有中性線的星形接法，可采用星形接法或三角形接法或采用其他保護(hù)措施。