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等效電路和基本關(guān)系式

電弧爐的主電路如圖4-14，從變電所來(lái)的高壓電經(jīng)斷路器1和電抗器2送到電爐變壓 器3的原級(jí)，從變壓器副級(jí)出來(lái)的低壓電，經(jīng)短網(wǎng)送到電極4,在電極和鋼液之間形成電 弧5。

電爐變壓器的原級(jí)三個(gè)繞組可以星接或角接，副級(jí)的三個(gè)繞組一般角接，電路的負(fù)載是 二相電弧，是星接。

電弧爐有原級(jí)回路和副級(jí)回路。兩個(gè)回路的電壓不同，而且同一電阻值的元件接在兩 個(gè)回路中消耗的功率也不同。為了方便和簡(jiǎn)化電熱計(jì)算，應(yīng)該把兩個(gè)回路綜合，變成等效電路。由于電弧爐的有功功率主要消耗在副級(jí)回路，所以通常是把原級(jí)回路綜合到副級(jí)回路， 即把原級(jí)回路的元件，經(jīng)過(guò)等效轉(zhuǎn)換，合并到工作電壓為U的副級(jí)回路中.如圖4-15所示„

所謂等效轉(zhuǎn)換，是指把某一元件從一回路合并到另一回路后，它的用電功率不變。例 如，原級(jí)回路中的&的功率P為，合并到副級(jí)回路的功率Pi L7²/i^，因?yàn)镻 等于，故等效電阻

Ri =(L7/t/₁)²i?₁ = ^₁ 一般情況下，把組件由電壓高的電路折算到電壓低的電路,組件阻抗的轉(zhuǎn)換關(guān)系式為

z* =kz                                                   (4-18)

其中換算系數(shù)                                 kMU/Lh)²

可以把圖4-15的等效電路簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)化等效電路，因J_b小，尺。、^^可以認(rèn)為開(kāi)路，故輸 人電路電阻

R — Rq + i?2 Ri R*

輸人電路電感                                            + +X；

根據(jù)等效電路導(dǎo)出電弧爐電熱參數(shù)與工作電流的關(guān)系式列于表4-2中，其中包括幾個(gè) 特性參數(shù)的計(jì)算。

表4-2電參數(shù)和電熱特性的計(jì)算式

表中l(wèi)為電極中心至爐墻下端的距離，m;P_g為電弧爐固定熱損失，指不隨電流改變的爐體中發(fā)生的熱損失，如爐體散熱、爐門(mén)爐孔及水冷件散熱等，kW。

應(yīng)用表4-1計(jì)算時(shí)，應(yīng)注意感抗X取值對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響。感抗與電流頻率相關(guān)。通 常，由理論計(jì)算或短路試驗(yàn)得到的X值，是指電流為正弦波時(shí)的值。但在電弧爐生產(chǎn)中，電弧是閃爍的，電流不是正弦波，除基波/外還有頻率較高的諧波。所以，電弧爐實(shí)際的 大于理論或短路試驗(yàn)測(cè)定值X。設(shè)cosp 是按X的計(jì)算值，由專(zhuān)門(mén)實(shí)驗(yàn)明確

耐火材料燒損指數(shù)是用來(lái)表示電弧對(duì)電爐爐墻的燒損作用的指數(shù)，它不宜大于 420MW_V/m²，否則爐壁的壽命會(huì)大幅度縮短。

最小電耗工作電流是用來(lái)表示電弧爐運(yùn)行時(shí)獲得最佳電熱效率的電流指標(biāo)，可以用來(lái) 制定電弧爐各熔煉期合理工作電流。