交流电弧炉

摘要： 合理化供配电技术是调控大容量交流电弧炉负载能量平衡的关键.含模块化电力电子功率单元的柔性供配电方案可显著减轻交流电弧炉运行对系统电能质量的影响,通过改进其多环节控制策略可以进一步提高交流电弧炉冶炼的性能并降低对系统的频率冲击.首先,该文提出功率单元逆变级采用电流控制模式取代电压控制模式与固有电极调节配合,提升控制系统带宽;其次,设计该方案针对多种运行工况的控制策略,增加其实际应用的灵活性与面向系统的友好性;再次,改进逆变级调制策略以抑制潜在的高频共模电流风险;最后,根据实际参数仿真验证了多种控制策略的有效性,可充分发挥所提方案电力电子主导的软硬件优势.

摘要： 交流电弧炉作为电力系统高载能负荷的代表广泛应用于钢铁行业.针对交流电弧炉传统供配电方案在系统侧电能质量治理效果与负载侧生产效益的局限性,文中介绍了一种新型柔性供配电方案:在匹配传统方案主体结构的基础上,将多绕组移相变压器与模块化电力电子功率单元串联引入供电回路,显著提升了负载侧量测与控制精度,且改变了并联补偿治理该类负荷引发电能质量问题的固有方法.详细介绍了电源装置各部分功能,并参考传统方案工作原理设计了功率单元的控制策略.依据某100 t交流电弧炉实际参数在PSCAD/EMTDC中建立了柔性供配电方案完整仿真模型,验证了新型方案的可行性与优势.

摘要： 针对交流电弧炉不同工况的状态判断问题,文中将能量平衡关系推导出的交流电弧炉时变电阻,与经典非线性电阻模型相叠加,创新地加入弧长随机变化模型,形成了新的可模拟电弧炉不同工况状态的时变电阻模型.应用Matlab/Simulink软件仿真验证了模型的准确性.对仿真出的电弧炉在熔化期、精炼期中的电压电流,用总体平均经验模态分解(EEMD)方法分别进行分解,得到了电弧炉不同时期下全然不同的间谐波特征.实验结果表明,EEMD可消除经验模态分解(EMD)遇到的模态混叠问题,保证了提取出的两个时期电压电流中间谐波信息的准确性与有效性.基于此结果,提出了一种依据不同工况下间谐波特征对电弧炉进行状态判断的方法.

摘要： 应用MATLAB语言的仿真功能,对创建的电弧炉数学模型在不同的电参数条件下进行仿真,形成电气图、供电效率曲线图和电气运行曲线图,结合约束条件,定量给出电弧炉合理的操作区间,为电弧炉运行优化和供电制度的建立提供理论支持.

摘要： In order to solve the problem of flicker produced by EAF operation, it is a prerequisite to analyze the char-acteristics of voltage time series of EAF power supply grid and to conduct voltage prediction.The phase space of volt-age time series is firstly reconstructed, the optimal delayed time and embedding dimension are determined by using mutual information method and Cao′s method, and the maximum Lyapunov exponent is calculated, it is proved that the fluctuation voltage of the power supply grid has chaotic characteristics.Using the largest Lyapunov exponent meth-od and weighted first-order local method to predict the voltage in ultra short term.The results show that the chaotic prediction can reflect the EAF power supply grid voltage fluctuating trend, and the ultra short term forecast precision is high, so the latter one is better.Therefore, the weighted first-order local method is more suitable for predicting the fluctuant voltage of EAF power supply grid.%对交流电弧炉供电网电压时间序列进行特性分析并进行预测是解决电弧炉引起闪变问题的前提.重构电压有效值时间序列相空间,采用互信息法和Cao氏法确定最佳延迟时间和嵌入维数,计算最大Lyapunov指数,证明了供电网波动电压具有混沌特性.运用最大Lyapunov指数法和加权一阶局域预测法对电压时间序列进行超短期预测,结果表明,混沌预测能够较好地反映交流电弧炉供电网电压有效值时间序列的变化趋势,超短期预测精度高,且加权一阶局域预测法比最大Lyapunov指数法的预测精度更高,适合作为电压有效值时间序列的预测方法.

摘要： 针对交流电弧炉引起的电压波动和闪变、三相不平衡以及谐波等问题,提出了考虑电能质量约束下的无功补偿配置计算方法,并采用静止无功补偿器(SVC)与静止同步补偿器(STATCOM)联合运行的补偿方案加以治理.以湖北天门某电弧炉实际工程项目数据为参考,根据3组不同的电能质量要求等级分别给出了相应的补偿配置方案,并搭建了基于上述补偿方案的三相电弧炉供电系统模型,对其进行仿真验证.仿真结果表明,所提出的无功补偿方案能有效解决电弧炉造成的电能质量问题,且在保证治理效果的前提下降低方案投资成本,提高钢铁企业的经济效益.

摘要： 在交流电弧炉中对于电极系统的描述,目前大都采用针对单相电极的单输入单输出的Hammerstein-Wiener(H-W)模型,这种模型过于简化真实电极系统结构,导致模型的预测精度较低。针对该问题,提出一种基于多输入多输出H-W模型的电极系统建模方法,该模型的结构与实际电极系统结构一致,有利于模型预测精度的提高,另外在多输入多输出的静态非线性块不可逆的条件下,提出可分非线性最小二乘算法对H-W模型参数进行辨识。最后采用实际数据验证,在预测精度上,多输入多输出H-W电极系统模型优于传统的单输入单输出H-W电极系统模型。

摘要： 交流电弧炉作为电力系统一种典型的冲击性、污染性负荷,严重地影响了电力系统的电能质量.其非线性、时变性和随机性的特点给电能质量的综合治理带来了严重的困扰.交流电弧炉工业用途的多样化,使得如何建立通用性模型来表征不同种类交流电弧炉电气特性成为现阶段研究的主要难点.首先从交流电弧炉能量耗散过程入手,分析不同工业用途下的交流电弧炉能量交换过程的共同特点,然后引入混沌现象来表征交流电弧炉负荷的不确定性机理,建立了交流电弧炉实用仿真模型.最后,依据现场实测数据,采用改进的遗传算法对模型中的参数进行了辨识,并对模型的正确性进行验证.研究结果表明,该通用性模型能够有效、精确地反映不同类型交流电弧炉的电气特性.

摘要： 研究综合电能供电质量问题的电弧炉模型的问题.由于交流电弧炉在冶炼过程中会产生严重的电能质量问题,具有谐波畸含量大、三相不平衡、持续性电压波动和闪变的特点.电弧炉模型常用于研究电弧炉对电网运行的影响,传统方法只能体现出某一方面的特性,故不能全面表现电弧炉冶炼过程中表现的电能质量问题.为解决上述问题,提出一种将动态性质模型与电弧炉稳态模型进行调制的混合建模方法.首先,建立了一种新型的电弧炉稳态模型;然后,利用正弦信号、高斯随机信号以及低频混沌信号对电弧半径进行调制后,最终得到电弧炉负载的动态模型.仿真结果表明,仿真得出的电压电流特性与实测的波形特性基本一致,模型能够精确描述电弧炉引起的谐波、电压波动及三相不平衡等特性,模型准确且有效,为综合电能供电质量问题的研究提供了参考.

摘要： 交流电弧炉是电力系统中常见的大功率负荷,它的非线性特性对电力系统产生诸多不利影响,比如电压闪变、电压波动、电流谐波、功率因数偏低等.为准确获得电弧炉对电能质量的影响,必须搭建精确的电弧炉仿真模型.普通电弧炉模型不仅准确度不高,而且由于模型参数意义不够明确导致不易调整,为评估电弧炉引起的电能质量问题带来诸多不便.本文在充分研究电弧炉工作原理以及各类时域、频域模型的基础上使用PSCAD软件搭建了一种新型的简单易行的电弧炉时域仿真模型,仿真了电弧炉引起的电流谐波、电压谐波、电压波动等各类电能质量问题.最后,仿真数据与现场实测结果的比较,证明了该模型的优越性.

摘要： 本文介绍了一种引进的多频多极真空接触器,作为超高功率交流电弧炉的操作开关在实际生产过程中的应用情况,分析了这种多频多极真空接触器在生产过程中存在的问题.为了替代此操作开关,对满足此工况条件下的电炉用真空断路器和永磁式多频断路器进行了方案比较,最终选择了永磁式多频断路器替代多频多极真空接触器的方案.

摘要： 交流电弧炉对电网干扰特性评估和SVC功能评价是优化交流电弧炉供配电系统设计与运行的重要依据.本文以某钢厂150t交流电弧炉为例,正确地绘制了交流电弧炉的功率(P-Q)运行曲线和供电效率(ηp-Q)曲线;系统地评估了交流电弧炉对电网的干扰特性;全面地评价了SVC功能.

摘要： 在MATLAB环境下提出了一种基于能量守恒的新型交流电弧炉混沌模型。该模型从电弧炉的电弧能量方程出发,以电弧半径作为状态变量通过解非线性方程求出电弧半径与电流的关系,得到能够精确反映电弧炉稳态特性的确定性模型。用蔡氏电路产生的低频混沌信号与电弧电压信号进行调制后,最终得到电弧炉负载的动态模型。该模型能够精确描述电弧炉引起的谐波和电压波动等电能质量问题。该模型的参数均可在仿真时调整,满足了各类电弧炉在冶炼的不同阶段建模的实际需要。文中以电弧炉精炼期为例进行仿真的结果表明,用该模型仿真得到的电弧炉电弧电压的特性与实测的波形特性完全一致,模型准确且有效,它的提出,为分析电弧炉对电力系统的影响提供了前提条件。

摘要： 本文从电场和磁场的角度入手,对交流电弧炉就相序的方向对电极松扣的影响进行了定性分析并提出了改进方法。

摘要： 本文介绍了交流电弧炉通电起弧过程中的电气特性,阐述了用PLC编程防止石墨电极折断问题的方法，并对其功能进行了验证。

摘要： 为在实验室进行电极控制器的辅助设计、调试和优化，对电弧炉电气系统模型进行了研究。电弧炉电气系统模型主要包括电气主回路模型和电极系统模型两部分。在用参数随弧长变化的非线性阻抗元件替代交流电弧后。电弧炉电气主回路可以简化为一个中性点悬空的星形电路，列出该等效电路的节点方程后可以推导出主回路的等效模型。电极系统模型主要由控制器模块和作为执行机构的液压系统模型组成，其输出作为弧长变化量，并对非线性阻抗元件的参数进行调节，从而改变主回路模型的电气特性，以此模拟电弧炉冶炼的电气过程。文中还在所建立的电气模型基础上设计出了分段PID电极控制器，并用Matlab对电气系统模型进行仿真实现。一系列仿真结果证明了该仿真平台在辅助设计、调试、优化电极控制系统方面的效果显著，有助于减少控制器现场调试时间，降低控制器的设计成本。

摘要： 目前国家标准关于有功冲击对邻近发电机组的影响都没有明确规定，实际工程中往往忽视了特大型冲击负荷对电力系统的影响，可能导致产生严重后果。本文结合超高功率交流电弧炉对邻近发电机组的影响，分析特大型冲击负荷接入电力系统所要关注的主要问题。

摘要： 以特级矾土、电熔棕刚玉、电熔白刚玉等为主要原料,加入一定量的α-AlO微粉和氧化铬微粉,采用纯铝酸钙水泥作为结合剂,外加微量防爆纤维、不锈钢纤维和分散剂,用于制作整体浇注的电弧炉小炉盖。研究了α-AlO微粉和氧化铬微粉对试样冷态以及热态强度性能、致密性、施工性能的影响。对比了Polyg、Darvan和M(复合型)分散剂的效果,最终筛选出最佳组合方案:α-AlO微粉合适加量为2a％,氧化铬微粉合适加量为2c％；分散剂选用M型粉末。采用该组合方案制作的预制件试样性能完全满足实际需要。采用该方案制作的整体浇注小炉盖在国内某钢厂150t超高功率交流电弧炉上使用,使用寿命由原来的平均180炉左右提高到537炉,最高达到676炉,应用效果非常理想。

摘要： 根据工业炼钢电弧炉运行的特点,从系统电能质量分析的方面出发,在已有的时域建模方法基础上,本文作者提出新的拟合炼钢工况过程的方法和思路,利用Matlab/Simulink仿真平台,对交流电弧炉系统建立了电路模型,并运行仿真模型得到了结果.该电弧炉建模方法,分析了电弧本质的电气特性,通过拟合交流电弧的伏安特性,建立了等效电弧电阻的模型.该模型较为直观的反映了实际电弧炉系统的电气特性.通过对仿真结果的分析、和实际工业炼钢电弧炉系统实测电压电流波形时频特性的比较,达到了比较好的效果.对于后续工作的电弧炉系统改造、无功补偿和谐波抑制方案的设计和实现,都有着比较重要的指导意义.

摘要： 本发明公开了一种三相交流电弧炉的直流控制方法及装置，该方法包括：从三相交流电弧炉的三根电极中，选取作为负极的第一电极，作为正极的第二电极和第三电极；控制柔性供电装置向第二电极和第一电极之间输出第一直流供电电压，向第三电极和第一电极之间输出第二直流供电电压；控制三相交流电弧炉的三根电极执行下降动作，直到三相交流电弧炉的三根电极接触到炉内冶炼物，使得第二电极和第一电极之间产生第一直流电弧电流，第三电极和第一电极之间产生第二直流电弧电流。本发明能够避免交流电流过零次数过于频繁导致电能传输效率低且容易出现断弧的问题，提高交流电弧炉的冶炼效率。

摘要： 本发明公开了一种交流电弧炉的控制方法及装置，该方法包括：从交流电弧炉的三根电极中，选取交流电弧炉工作的第一电极和第二电极；控制第一电极和第二电极执行下降动作，直到第一电极和第二电极接触到炉内冶炼物；控制第一电极和第二电极两端的供电电压，使得第一电极和第二电极之间产生直流电流。本发明能够控制交流电弧炉的两根电极之间产生直流电流，避免了交流电流过零次数过于频繁导致电弧炉电能传输效率低且容易出现断弧的问题，提高了交流电弧炉的冶炼效率。

摘要： 本发明公开了一种利用交流电弧炉生产粗硫化钠的方法，先将25～45份煤粉，100份芒硝进行干燥、混合均匀，其中煤粉的粒径为1～5mm，芒硝的粒径≤2mm。启动交流电弧炉，电极放热的同时加入混合均匀的煤粉和芒硝，待炉温升高至1060～1180°C时，进行反应20～40min，将还原产物通过放出口排出，得到粗硫化钠。本发明采用交流电弧炉进行供热，炉内气氛和还原温度容易控制，热效率高，生产过程较易实现机械化和自动化，产品质量好，且有利于缓解日趋严重的环境问题。

摘要： 本发明涉及一种用于交流电弧炉的无功补偿装置动态控制方法，涉及无功补偿技术领域，包括，步骤S1，控制器根据电弧炉低压变压器的功率因数设置无功补偿容量，所述控制器根据低压变压器的输出功率Wa确定负载状态；步骤S2，所述控制器根据无功补偿容量控制电容器的接入数量，所述控制器通过将无功补偿容量Ai与单个电容器的电容容量Am进行比对确定电容器的接入数量；步骤S3，所述控制器根据实时监测的电流值对电容器的接入数量进行调整；步骤S4，所述控制器根据实时监测的温度控制散热风机进行散热，所述控制器将实时监测的温度H与各预设值进行比对，以确定散热风机的转速。本发明有效提高了对电弧炉的低压无功补偿效率。

摘要： 本发明提供了一种基于递阶辨识原理的交流电弧炉电极系统辨识方法，属于交流电弧炉电极系统辨识技术领域。解决了过于简化真实的电极系统结构而导致模型精度较低的问题。将递阶辨识应用在模型中，进一步提高了辨识精度。其技术方案为：包括以下步骤：步骤1)建立交流电弧炉电极系统的单输入单输出Hammerstein‑Wiener模型；步骤2)构建极大似然最小二乘和随机梯度的递阶辨识流程。本发明的有益效果为：本发明提出的极大似然最小二乘递阶辨识算法，有较快的收敛速度和较高的收敛精度，能较好的适用于对交流电弧炉电极系统的建模和参数辨识。

摘要： 本实用新型公开了一种交流电弧炉的电弧模拟装置，该电弧模拟装置包括：控制元件和呈三角形排列的三个柱体发光件，每个柱体发光件包括：自上而下设置的多个电路板和多个第一灯组；其中，每个电路板上沿周向布设多个第一灯组，且与每个第一灯组电连接；每个第一灯组包括：多个电连接的灯珠；控制元件，与各个电路板电连接，用于控制各个电路板上的灯珠发光；其中，三个柱体发光件上位于同一平面的电路板中心连线为一个等边三角形，且位于三个柱体发光件上顶部的电路板分别与交流电弧炉的三个电极连接，位于三个柱体发光件上底部的电路板均与交流电弧炉的负极连接。本实用新型能够模拟交流电弧炉产生的不同形状的电弧。

摘要： 本实用新型公开了一种交流电弧炉炉墙用的高抗热震镁碳砖，包括砖体及两侧上下面各设置的缺口块；所述的缺口块中央各设置有凸块及凹槽；所述的砖体中央上下面设置有小型通孔；本实实用新型一种交流电弧炉炉墙用的高抗热震镁碳砖用于交流电弧炉炉墙，其具有高抗热震性；极好的抗渣性；高导热率；有助于水冷效率，提高了镁碳砖整体质量，适合广泛推广。

摘要： 一种交流电弧炉水冷炉盖，属交流电弧炉设备技术领域，用于提高水冷炉盖的使用寿命。其技术方案是：它由炉盖框架、炉盖扇形板、炉盖配管、小炉盖圈、除尘烟道组成，它的炉盖框架的圆周高度为800mm-1500mm炉盖扇形板为4块，在炉盖扇形板上有18条进回水路。本实用新型通过炉盖整体加高，增加了炉盖与废钢的空间，减少了在冶炼时电弧与水冷炉盖扇形板的打火机会，延长了水冷炉盖的使用寿命；同时采用4块炉盖扇形板和18条进回水路，使水路分配更合理，更均衡，消除了炉盖框架上的死水区域，提高水冷炉盖的整体冷却效果，也达到了延长水冷炉盖的使用寿命的目的。本实用新型还通过增加提升方箱和支撑座，缩短了安装时间，减轻了劳动强度。

摘要： 一种精料不停电连炉式高效交流电弧炉，包括电源断路器DLS和高压空心电抗器DKD及其并联的短接断路器DLD(1)，依次连接组成电孤炉高压供电结构；并由低抗值电炉变压器LB(2)、中角密耦动衡式短网(3)，依次组成电孤炉电弧电源系统；由大溶池矮壁炉体(4)、三窗品字炉盖(5)、中耳U型料筐(6)、料入导限台(7)，组成电孤炉炉体及其加料机械结构。其特征在于：在电弧炉炉前设置超常值高压空心电抗器DKD，在其两端并接短接断路器DLD(1)；在其后依次连接低压六端侧出线式低抗值电炉变压器LB(2)、交叉疏密结构铜排TP、扁绕扭头水冷电缆、边臂单脚契形、中臂问号形的缸体后置式导电横臂，共同组成“中角密耦动衡式短网”(3)；由150％熔池量和65％高炉壁的炉体(4)、气动启闭的三窗料口式水冷炉盖(5)、中耳U型活底式料筐(6)、由炉架构成车吊料筐加料的导限台架(7)，共同组成电弧炉机械实体结构。

摘要： 本实用新型公开了一种应用于飞灰熔融的交流电弧炉，包括炉底、炉身、炉顶以及三根石墨电极；炉身设置在炉底上；炉顶盖合在炉身上；其中炉底、炉身和炉顶内部形成炉膛；三根石墨电极均匀分布地设置在炉顶上，三根石墨电极深入至炉膛内部，向三根石墨电极输送三相交流电，在三根石墨电极之间产生高温等离子体电弧，高温等离子体电弧对飞灰进行高温熔融并使之被加热溶解，被溶解的飞灰在炉膛底部形成液态熔池。本实用新型的应用于飞灰熔融的交流电弧炉能够解决直流电弧炉在熔融处理飞灰过程中产生的温度不均匀，出料不顺畅的问题。