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1、电弧炉炼钢合理供电技术,1 超高功率供电,电弧炉的电气运行理论和操作技术的不断进步：近期采用“高电压、长电弧、高功率系数”的操作制度； 炉衬的热负荷大幅度增加，相应的技术发展有：提高耐材质量、水冷炉壁、泡沫渣等；,二次回路的电流强度大大增加，降低回路阻抗和进一步改善三相平衡成了重要问题； 熔炼工艺的变化：为了充分利用变压器的能力，传统的电弧炉三期操作消亡，电弧炉变成了一台高效的熔化炉；,电弧炉机械结构、自动化系统不断进步，促进了高效、优质、低成本三方面综合发展，如底出钢技术，过程计算机控制； 熔炼周期缩短，物料输送和试样化验等负担大大增加。,AC炉的变压器功率,DC炉的有效功率,2 合理供电技
2、术,2.1技术背景,近年电炉钢比约15%，约3200万吨/年 大于50t/35MVA电炉已有50余座投产 引进大型电炉，约计45亿美元 电炉电耗约占总能耗的60 70%,2.2技术路线,基于大型交流电弧炉现有装备 电气运行合理化 充分发挥主变压器的能力 达到高效、节能的目的,2.3技术原理,高阻抗电弧炉主电路,合理供电技术的电工学基础,电弧炉炼钢供电制度应用的基本公式（1）,电弧炉炼钢供电制度应用的基本公式（2）,电弧炉电气特性曲线,超高功率电弧炉与小电炉电气运行的比较,高阻抗与普通阻抗电弧炉比较,2.4关键技术,确定电气运行的基本参数 操作电抗的非线性(测定、建模) 可操作(S, PF)的工
3、作点总表 优化供电曲线,确定电气运行的基本参数,Schneider线路监控仪(211专款购置),型号：CM-2250 2台 CM-2350 1台 精度：0.2级 软件：SMS-1500 记录：笔记本电脑 功能：硬件、软件(下页),功能表,硬件功能 Power Logic2000电力参数线路监控仪是一种多功能数字仪表，集数据采集、控制设备于一体，能替代多种仪表、继电器、传感器及其它元件。 软件功能 SMS-1500软件支持各种实时数据显示，包括表格、直方图和模拟表盘等。SMS-1500软件面向客户，包括创建用户表格，增添电气参数等。,建立电抗模型的基点,(1)基波50赫兹的含有各次谐波的正弦波
4、(2) 运行中三相不平衡系数为1.66% (3)要求模型满足电弧炉电极电流从开路到短路的过程中，操作电抗随电极电流的变化服从一种变化规律 (4)模型与谐波分析有较好的吻合,电气圆图,可操作的工作点总表,制定电弧炉炼钢供电制度的基本原则,以安全、稳定、高效运行为依据，选择供电曲线的电气运行工作点。即要求： 表观功率 S SF 功率因数 0.840.85 0.75 电弧功率近可能大 Max Parc 设定电能需求量和各阶段时间长度。要求总通电时间符合生产节奏要求。 尽量简化供电曲线，减少有载切换电压级别次数。,优化的供电曲线,3大型电弧炉炼钢供电制度的研究,(1)天津钢管公司150t/90MVA超
5、高功率电弧炉 (2)抚顺特殊钢公司50t/35MVA超高功率电弧炉 (3)南京钢铁集团公司70t/60MVA高阻抗电弧炉,炼钢过程中电气运行状态的评价 测量精度的评价,三相电压、电流、有功、无功、视在功率、功率因数及对应均值的相对误差最大值为0.97%,南钢100t/60MVA三相不平衡评价,电抗器上端电压波形(A相为代表),起弧期,氧化精炼期,熔化期,电抗器上端电流波形(A相为代表),起弧期,氧化精炼期,熔化期,电抗器上、下端各次谐波电压分量,电抗器上、下端谐波电流分量,傅立叶分析式,式中：,电抗率K=Xop/Xsc Xsc 短路电抗(接近于基波下的电抗值) Xop 操作电抗(含各次谐波的电
6、抗值),其中，n为谐波次数(n=131) An为第n次谐波的分量(An=an/a1,与前面付立叶公式相同),操作电抗的非线性,抚钢50tUHPEAF工作电抗模型,南钢100t高阻抗电弧炉的工作电抗模型,天管150t电弧炉的工作电抗模型,各级电压下所使用的操作电抗值,德方提供的150t超高功率电弧炉供电工作点总表,天管150t电弧炉电气圆图,天管150t/90MVA电弧炉高电压级别工作点的评估,变压器过载严重，不宜长期使用； 变压器略有过载； cos值太高，不能稳定运行； cos值过高，不宜使用。 可以安全、稳定运行。,OPERATING DIAGRAM ELECTRIC 03,供电曲线的分析（
7、能量积分） Start 1000 27，1 Main E 35，3 Depar 2100 34，2 Depar 2000 33，1 Depar 1500 32，1 Depar 2000 31，1,OPERATING DIAGRAM ELECTRIC 新03,加入铁水的供电曲线（南钢）,全废钢的供电曲线（抚钢）,4智能电弧炉,神经元,神经网络,智能电弧炉控制特征,智能电弧炉的效果,美国依阿华（Iowa）州的北星（North Star）钢厂与米尔切克（MilltechHOH）公司合作研究用神经网络技术改善电弧炉的电极控制，1991年9月在一台80吨交流电弧炉炼钢生产中投入运行，所取得的成绩是： 生产率提高10%20% 电极消耗量降低0.40.6kg/t 电能消耗减少1820kwh/t 年效益216万美元,
