電弧爐功率特性曲線代表的是輸入煉鋼電弧爐內的電弧功率、總電路功率、功率因數等電量和電弧電流值的相依關係。
基本介紹
- 中文名：電弧爐功率特性曲線
- 外文名：typical power curvefor electric arc furnace
- 學科：冶金工程
- 領域：電弧爐煉鋼
- 相關參數：電弧功率、總電路功率、功率因數
- 作用：選擇電弧爐工作點
電量和電弧電流值關係,電弧爐特性曲線計算,
電量和電弧電流值關係
輸入煉鋼電弧爐內的電弧功率、總電路功率、功率因數等電量和電弧電流值的相依關係。從電路的角度看，電弧爐主電路的變壓器、短網、電抗器(當變壓器容量大於9000kVA則不需加電抗器)都可以用一定的電阻和電抗來表示，電弧也可看成一個可變電阻。爐中的三相電弧對變壓器而言是接成星形的三相負載，其中點是鋼液。假設三相情況相同，考察其中一相，就能得到一個等值電路，該電路是由電阻r、電抗X和電弧電阻Rh串聯而成。等值電路的電壓U和變壓器副邊空載時的工作電壓U2的關係是
。
電阻r和電抗X包括變壓器、短網、電抗器的電阻與電抗，其值可用計算的方法求出，對運行中的電弧爐亦可用短路試驗的方法獲得。在分析等值電路時，將電壓和電流的波形均視作正弦波形，電弧用可變電阻Rh表示;U、r、X保持常量，即和電弧電流I的大小無關。當等值電路中電弧電阻Rh變動時，電路中的電流I將變動，引起一系列電量如Pa、Ph、Q、cosᵠ等相應變動，這些電量與U、r、X及I相互聯繫的電路等式列於下表中。
電弧爐特性曲線計算
依據表中關係式，可計算出在一定U、r、X值下，電弧爐的一些特性量如Pa、Q、Ph、cosᵠ值等隨電流I的變化值，並作出相應的曲線，這些曲線(見圖1)即為電弧爐功率特性曲線。由於電弧爐變壓器有多級電壓，同一台電爐可有多個功率特性曲線。電弧爐功率特性曲線也可用交流電路的一種圖解法圓圖來說明。根據等值電路，若將電壓U表示於縱坐標上，則電流I滯後U一角度ᵠ。在電弧電阻Rh變動而使電流I變動時，電流向量的軌跡將在一個半圓上移動，該半圓的直徑為U/X，位於橫軸上。電流I在縱軸和橫軸上的分量乘以3U，則相應的分量是電路的總有功功率Pa和無功功率Q，在電弧電阻Rh=0時，電流I是工作短路電流Idl，此時的cosᵠdl≈0.20。電弧爐變壓器有多級電壓，將各級電壓的圓圖畫在一起，可以確定該電弧爐的電壓、電流、功率等限制範圍。圖2中，線段1是cosᵠmax≈0.86，cosᵠ若超過此值電弧燃燒將不穩定;線段2是最高級電壓；線段3是受制於變壓器最大容量，現代電弧爐變壓器在最高的幾個電壓級下都能維持變壓器最大容量;線段4為電極允許的最大電流;線段5是電弧短路;線段6為最小工作電壓。在製作圓圖時，需已知等值電路的參數U、γ、X。
在對電弧爐功率特性進行分析時，曾作過一些假設，但實際運行的電弧爐並不完全遵守這些假設。例如，隨著電弧電流I的增加，電壓U將有所下降;由於電弧電流並非正弦波形，使得γ和X值在熔化期可增大5%～15%;實際電弧爐三相的U、γ、X並不完全相同，用一相等值電路不能完全替代另外兩相。儘管如此，功率特性曲線仍然是選擇電弧爐工作點的重要方法之一，並對從電路的角度研究電弧爐裝置提供了基礎。
