电石生产工控机控制(电弧炉对电网影响)
电弧炉对电能质量的影响
电弧炉对电能质量的影响作者：王晓霏童伟来源：《城市建设理论研究》2013年第29期摘要：介绍了电弧炉对电网和电能质量的影响，提出了治理方案，对SVC装置的设计、应用进行了阐述，对治理前后电能质量进行了比较、总结关键词：电弧炉电能质量改进技术 SVC中图分类号： TF748.41 文献标识码： A1 前言在电力系统中，供电的质量指标、电网运行的安全可靠性和经济性是最根本的问题。
近年来，随着冶金工业的飞速发展，大量具有冲击性负荷的电弧炉、轧钢机等不断投入电网，电弧炉在正常生产时会对电网造成高次谐波、电压闪变、电压波动、三相电压及电流不平衡、功率因数低等不利影响，而且电能质量超过国家标准的规定指标。
针对电弧炉对电网电能质量污染问题，莱芜供电公司2011年针对莱芜某钢铁厂电弧炉用电系统进行治理，采用了新型的SVC装置，取得了良好效果。
2 电弧炉对电网的干扰2.1 高次谐波交流电弧炉在炼钢过程中其电流会产生非正弦畸变和各次谐波,对电网造成干扰。
其主要原因有：(1)电弧的电阻值不恒定，并且在交流电弧的半个周期中电弧电阻也在变动，这造成电弧电流的非正弦畸变；(2) 交流电的正负半周换相,石墨电极和钢交替作阴极和阳极,因不同材料的发射电子能力不一样,故使电流的正负两个半周的波形不对称,造成偶次谐波；(3) 三相电弧不均衡，导致三次谐波；(4) 供电系统连接的各种谐波源导致各种谐波的形成，如静补装置中的整流器等。
电弧炉的谐波电流成份主要为2～7 次，其中2、3次最大，其平均值可达基波分量的5%～10% ,谐波电流流入电网，使电压波形发生畸变，引起电气设备发热、振动以及保护误动作等。
国标《电能质量·公用电网谐波》( GBPT14549-93) 对综合电压畸变率、谐波电流注入量均作了具体规定,为抑制电弧炉产生的谐波提供了依据和标准。
2.2 电压波动与闪变超高功率电弧炉在运行中经常产生突然的、强烈的电流冲击,导致电网电压的快速波动,频率为0.1～30Hz，这类干扰称之为“闪烁”或“闪变”(Fluctuation)。
大容量电弧炉负荷对电网的影响及其防范措施
［ ｅ ｒ ｓ ｅ ｃ ｃａｃｆｒａ ｅｌ ｄ ；ｃｎ ｕｓ ｎ ｏ ａｅｆ ｃ ａ ｏ ｎ ｉ ｅ Ｋ ｙｗｏｄ ］ ｌ ｔ ｒ・ ｎ ｃ ｏ ｓ ｏ ｃ ｓｉ ；ｖｈ ｇ ｕ ｔ ｔ ｎａ ｄｆｃ ｒ ｅｒ ｉ ｕ ａ ｏ ｌ ｕｉ ｌｋ 化大 ， 最高 和最 低 电压 可 相差 ２～ ５倍 。 由于 电弧炉
炉 料 电阻产 生 的热 量 ， 同时 也 利 用 了 电极 和炉 料 间 的 电弧产 生 的热量 。 电弧炉 辅助 设备包 括 电炉 专用 变压 器 、 电抗 器 （ 内 附 式 和 外 附 式 两 种 ） 高 压 断 有 、 路器 、 电流互感 器 、 电磁 搅拌 器等 。
维普资讯
Ｖｏ ． Ｎ １ ３１ ｏ１ Ｆｅ ． ００ ｂ２ ７
湖 北 电 力
箜 ０年２ 塑 ２！ 箜！ ７ 月 ０鲞
大 容 量 电弧 炉 负 荷 对 电 网 的 影 响 及 其 防 范 措 施
李 俊， 彭 涨 ， 良德 谢
４ ６０ ３ ０ ０） （ 北 省 鄂 州供 电 公 司 ，湖 北 鄂 州 湖
ｐ ｃｔ ｃ ｆ ｒ ａ ｅ Ｌ ａ ｎ ｔ ｅ ｐ ｗｅ ｙ ｔｍ ａ ｏ ｅ ｅ ｌｇｂ ｅ ａ ｌ． ｅ ｆ ａｕｒ ｆｉ ａ ｉｙ Ａｒ ・ｕ ｎ ｃ ｏ ｄ ｏ ｈ ｏ ｒ ｓ ｓｅ ｃ ｎｎ ｔ ｂ ｎ ｇｉｉ ｌ ｓ ｗｅ １ Ｔｈ ｅ ｔ ｅ ｏ ｍｐｕ ｓ ｏ ｄ ｆｏ ｌｅ ｌ ａ ｒ ｍ
ｌｒ ｅ ｃ ｐ ｃｔ ｒ ・ｕ ａ ｅ ｗａ ｎ ｌｚ ｄ ａ ｉ ｉ ｔ Ｉ ｒ ｅ ｏ ｐ ｏｅ ｔｔ ｅ ｔ ｐ ｅｅ ｔｏ ｆｔ ｅ ｒ ｌｖ ｎ ・ ａ ｇ ａ ａ ｉｙ ａ ｃ ｆ ｒ ｃ ｓａ ａｙ ｅ ｓ ｍａｎ ｐｏｎ ． ｎ ｏ ｄ ｒｔ ｒ ｔ ｃ ｈ ｙ ｅ ｓ ｌ ｃｉｎ ｏ ｈ ｅｅ ａ ｔｅ ｎ
电弧炉对电网的影响及补偿措施
电弧炉对电网的影响及补偿措施1.引言大功率电弧炉接于容量较小的电网会对电网和其他负载产生不利影响，主要表现在：—无功冲击及闪变—三相负荷不平衡—产生谐波电流本文结合交流或直流电弧炉的工作特性对上述问题进行讨论，并提出解决方案。
2.电弧炉的负载特性用于冶炼的电弧炉在其给定的物理范围内工作时，负载电流会发生变形。
物理范围可以用圆图来表示（图1）图1中首先将电弧阻抗看作纯阻性，在电弧截断时电阻值无限大，在短路时电阻值为零。
在每个电流过零点，交流电弧须重新燃弧，但当功率因数大于0.9时，会导致电弧截断，并一直维持到输入能量与冷却能量不在平衡。
用于冶炼的电弧炉一般有三个特征工作阶段：—开始融化阶段，固体炉料熔化，能量需求很大。
—初精练及加热阶段。
—精练期，此阶段输入能量只需平衡热损耗。
在废刚冶炼时电弧炉的工作特性为：—在开始熔化时电弧频繁出现截断和重新燃弧。
—在全熔化期出现电弧波动，并导致电流急剧变化。
—发生塌料导致短路。
电弧炉在熔化期出现的电弧截断及短路现象，只有通过统计学方法进行评价。
需注意的是各项不平衡电流、各项断续电流和半波不平衡电流，会导致电网在不同时间和不同相位产生的有功功率和无功功率值发生变化。
调制电流使电网电压出现闪变效应，同时产生谐波电流注入电网，使电网电压发生畸变。
在电网阻抗上产生的电压降或电压改变可以分解为两个分量，即纵向电压降（导致电压幅值的变化）和横向电压降（导致电压相位变化）。
因为在电网阻抗中阻性分量大约占感性分量的1/10或以下，所以电压量值的改变主要由无功功率的变化引起。
有功功率的变化只影响电压的相位（见图2）。
在一个电网中，电压的改变会影响所有接于这个电网的负载，因此电弧炉对电网的影响可以称为电网的环境污染，必须采取技术措施进行抑制。
当电弧炉功率大于电网短路功率的1/80时，通常需要考虑对电网的影响问题。
3.补偿任务简单来讲，补偿的任务就是减少或抑制电弧炉对电网的影响。
当然，这也和其它领域的环境保护一样，具有一定的难度，同时需要付出相应的费用。
电石的生产工艺原理
电石的生产工艺原理电石是含有高纯度的钙 carbide 的固体化合物，它是通过石灰石与电弧炉产生的电弧作用进行电解反应产生的。
下面将详细介绍电石的生产工艺原理。
电石的生产工艺主要包括以下步骤：1.原料准备：将石灰石（CaCO3）与焦炭（C）作为主要原料进行混合。
石灰石主要提供钙，焦炭则提供碳。
此外，还需要添加一定量的煤粉和脱硫剂等辅助原料。
这些原料通过破碎和混合等工艺进行处理，使其均匀混合。
2.电弧炉反应：将混合好的原料装入电弧炉中进行反应。
电弧炉是一种高温设备，内部设置有两个电极，之间形成一道电弧。
当通电时，电极之间产生高温的电弧，在此高温下，原料中的碳与钙发生反应生成二氧化碳气体（CO2）和钙 carbide（CaC2）。
反应方程式如下：CaCO3 + 3C → CaC2 + CO23.冷却和除尘：产生的二氧化碳气体和电石在反应过程中产生的热量需要通过冷却来降温。
一般采用水冷却方式，将产生的气体和石灰石快速冷却。
在冷却的同时，还需要进行除尘处理，将电石中的杂质去除。
4.分选和包装：经过冷却和除尘处理后，得到的电石呈现出块状。
根据规定的尺寸和质量要求，对电石进行分选，去除不符合要求的样品，留下合格的电石进行包装。
电石的生产工艺原理主要是利用电弧炉中产生的高温电弧将石灰石与焦炭进行加热，并在高温下引发反应生成钙 carbide。
其中焦炭提供高温和过量的碳，促使钙与碳迅速反应。
随着反应进行，CaCO3分解为CaO和CO2，CaO与C反应生成CaC2。
产生的二氧化碳气体排出炉外，而生成的电石被收集下来。
电石的生产工艺具有高效、高纯度等优点。
通过调整原料的配比和电弧炉的操作参数可以控制电石的质量和产量。
同时，电石的生产过程中还可以产生一定的副产品，如工业气体、氮肥等，提高了资源的综合利用效率。
总之，电石的生产工艺原理是利用电弧炉进行高温电解反应，使石灰石与焦炭发生反应生成钙 carbide，经过冷却和除尘后得到电石的最终产品。
超高功率电弧炉对电网的干扰及防护（3）
超高功率电弧炉对电网的干扰及防护（3）3.1SVC装置近些年来发展起来的SVC装置是一种快速调节无功功率的装置，已成功地用于电力、冶金、采矿和电气化铁道等冲击性负荷的补偿上，它可使所需无功功率作随机调整，从而保持在电弧炉等冲击性负荷连接点的系统水平的恒定。
Qi=QD＋QL－QC式中；Qi——系统公共连接点的无功功率，kvar；QD——负荷所需的无功功率，kvar；QL——可调(可控)电抗器吸收的无功功率，kvar；QC——电容器补偿装置发出的无功功率，kvar。
当负荷产生冲击无功ΔQD时，将引起ΔQi=ΔQD＋ΔQL－ΔQC式中ΔQC=0，欲保持Qi不变，即ΔQi=0，则ΔQD=－ΔQL，即SVC装置中感性无功功率随冲击负荷无功功率作随机调整，此时电压水平能保持恒定不变。
SVC由可控支路和固定(或可变)电容器支路并联而成，主要有四种型式：3.1.1可控硅阀控制空芯电抗器型(TCR型)，它用可控硅阀控制线性电抗器实现快速连续的无功功率调节，它具有反应时间快(5～20ms)、运行可靠、无级补偿、分相调节、能平衡有功、适用范围广、价格便宜等优点。
TCR装置还能实现分相控制，有较好的抑制不对称负荷的能力，因而在电弧炉系统中采用最广泛，但这种装置采用了先进的电子和光导纤维技术，对维护人员要专门培训提高维护水平。
3.1.2可控硅阀控制高阻抗变压器型(TCT型)，优点与TCR型差不多，但高阻抗变压器制造复杂，谐波分量也略大一些。
由于有油，要求一级放火，只宜布置在一层平面或户外，容量在30Mvar以上时价格较贵，而不能得到广泛采用。
3.1.3可控硅开关控制电容器型(TSC型)，分相调节、直接补偿，装置本身不产生谐波，损耗小，但是它是有级调节，综合价格比较高。
3.1.4自饱和电抗器型(SSR型)，维护较简单、运行可靠、过载能力强、响应速度快，降低闪变效果好，但其噪声大、原材料消耗大，补偿不对称电炉负荷自身产生较大谐波电流，无平衡有功负荷能力。
从电石生产技术管理谈降低电能消耗
从电石生产技术管理谈降低电能消耗摘要：对电石厂用电过程中的各种影响因素进行分析，并提出了相应的对策。
阐述了电石厂工艺改造对节能降耗意义的具体措施和效果。
关键词：电石生产；技术管理；降低电能消耗；一、电石简介在电石业中，以电能为原料制备碳石。
而电石是一种能源消耗很大的化学品，它的电力消耗在电石的成本中占据了50%到60%的比例，因此，减少电力消耗不仅是降低电石成本的关键，也是提高企业竞争力的一个重要手段。
如何通过工艺管理、设备管理等手段，达到节能降耗的目的，是电石业不断探索的课题。
电石工业产品为灰、黄、黑等固态，高碳化钙的产品为紫红色。
新破裂的碳化钙表面有光亮，接触空气后由于吸水而失去光亮，呈现灰白色。
工业产品通常含有80%的碳化钙。
熔点两千三百度。
具有较高的导电性，较容易导电性。
它的化学活性很强，可以在一定的温度下与多种气体和溶液进行化学反应。
在水中发生剧烈的裂解，生成大量热量释放出来的乙炔气体和 CaO。
在较高的温度下，与氯，氯化氢，硫，磷，乙醇等都会产生较强的化学反应。
电石粉末具有强烈的刺激作用，当汗水接触到皮肤时，就会产生氢氧化钙，将皮肤烧伤，使之腐烂。
吸入会对人的呼吸道造成损害，应当戴护目镜，戴面罩，戴手套。
在装运过程中必须先将水桶中的气体排放干净。
严禁滚桶，倒桶，撞击，以免产生火花，引起爆炸。
在包装物被破坏的情况下，不允许焊接或焊接。
火灾中严禁用水，只能用沙土、二氧化碳、干小苏打（碱粉）。
如有眩晕、头疼、恶心等症状，请到通风良好的地方处理。
病情严重的患者应该被送往医院接受治疗。
电石宜存放在干燥，阴凉，通风的地方，远离易燃物和强酸。
最好是有专门的仓库。
避免与水和湿气直接接触。
在储存之前，先把桶中的乙炔气抽干。
储存期最好是6-12个月[1]。
二、工艺技术管理首先，以石灰、炭质等为主要原料制备电石。
石灰石是石灰石和煤焦混合燃烧的产物，其中的多种氧化物和杂质的高含量，对石灰的品质有直接的影响。
生产电石用矿热炉的电极控制原理与节能分析
生产电石用矿热炉的电极控制原理与节能分析发表时间：2020-09-22T00:51:16.285Z 来源：《防护工程》2020年15期作者：张芳[导读] 长期以来，电极的控制和调节一直是密闭电石控制系统的核心部分，关系到电石生产的连续性和电石的产量和质量。
合理的电极操作能够保证密封电石炉安全稳定的生产，为提高电石产品的产量和质量奠定了基础。
中泰化学托克逊能化有限公司新疆乌鲁木齐 838100摘要：长期以来，电极的控制和调节一直是密闭电石控制系统的核心部分，关系到电石生产的连续性和电石的产量和质量。
合理的电极操作能够保证密封电石炉安全稳定的生产，为提高电石产品的产量和质量奠定了基础。
文章分析讨论了电石、电石炉以及电极的特性。
讨论了理想状态的电极调节的基本原理，这为指导和调节电极控制提供了理论依据。
关键词：密闭电石炉；电极控制与调节；原理；措施；前言文章分析了电极的工作原理以及介绍了电石炉工艺,对电极的故障类型和原因也进行了分析,并提出了解决办法预防事故。
结合实践,从而有助于预防和控制相关电石炉生产的安全事故。
一、电石生产工艺及设备简述1.电石生产主要工艺为来自原料工序烘干碳素原料和自产石灰，按照一定的配料比配成炉料，在经滚筒皮带传输至环形加料机配送至12个料管加入电石炉内，再通过炉内电极电弧和炉料的电阻热并加热至1800-22000反应生成电石，熔融电石经人工开炉后通过炉眼流入电石锅内，并用卷扬机拉入冷却厂房，经冷却得到成品电石装车拉运。
电石生产的主要设备有电石炉，电石炉变压器，电极及辅助设备，电炉和燃烧器装置，油压系统，粉碎系统，循环水系统等。
2.电石炉生产工艺及设备电石炉有三种主要类型:开放炉、半闭炉和全闭炉。
开放加热炉只有一个电池与碳化钙反应，没有盖子。
碳化钙炉表面温度高，粉尘多，环境恶劣。
半密闭炉是在开放型炉的基础上加上一个集气罩，把炉内产生的一氧化碳抽出一部分，另一部分仍在料面燃烧。
封闭式加热炉是21世纪的碳化钙加热炉，在许多国家对环境保护做出了贡献。
超高功率电弧炉对电网的干扰及防护(一)
超高功率电弧炉对电网的干扰及防护(一)摘要：超高功率电弧炉在正常生产时会对电网造成高次谐波、电压闪变、电压波动、三相电压及电流不平衡、功率因数低等不利影响，而且超过电能质量各项指标国家标准。
本文逐项进行定性分析，并对几种常见型式的SVC装置作比较，无源与有源滤波的应用和技术发展作了阐述，以形成一个完整的概念和防护方法。
关键词：超高功率电弧炉高次谐波电压闪变电压波动现代炼钢电弧炉的基本功能是将尽可能多的电功率输入到熔池内，以获得高的生产率和低的物料、能量消耗以及好的环保指标。
炼钢电弧炉按其吨钢平均变压器额定容量,或单位炉膛面积平均变压器额定容量分为普通功率(RP)、高功率(HP)和超高功率(UHP)三种。
超高功率电弧炉概念自70年代提出，目标在于极大地提高电弧炉炼钢的生产率和降低成本，开创了电弧炉炼钢技术发展新纪元。
但由于生产时对电网影响与干扰是多方面的，实践中也发现了涉及到电能质量的所有方面。
由于超高功率电弧炉的变压器功率水平高，变压器容量高达数十兆伏安，在炼钢过程中对电网造成严重的冲击和干扰，这些“公害”必须加以控制和治理。
1对电网的干扰1.1功率因数低电弧炉从电网获得电能，其中一部分转化为有用的热能，而另一部分则为无功能量。
为了使电弧能稳定燃烧，电弧炉的功率因数不能取得太高。
因电弧炉负载是高感性的，电弧炉的接入使供电电网的功率因数恶化。
超高功率电弧炉运行在熔化期时，功率因数甚至低到0.1，这样引起母线电压严重降低。
电压降低又相应降低电弧炉的有功功率，使熔化期延长，生产率下降。
1.2电压闪烁和波动超高功率电弧炉是供电电网的很大的负载，而且在运行中经常产生突然的、强烈的电压冲击，导致电网电压的快速波动，频率为0.1～30Hz。
频率在1～10Hz之间的电压波动会引起照明白炽灯和电视画面的闪烁，使人们感到烦躁，这类干扰称之为“闪烁”或“闪变”。
强烈的闪烁会造成电机转动不稳定，电子装置误动作甚至损坏，也会使电网供电的用户(包括电弧炉本身)的实际功率减少，闪烁是对电网的一种公害。
大容量电弧炉对电网干扰的抑制方法
大容量电弧炉对电网干扰的抑制方法研究1炼钢电弧炉对电网的干扰分析电弧波动是对电网产生干扰的根源。
电弧炉在运行时电弧电流受电磁力作用、电极移动以及对流气体的影响变化剧烈，并且具有很大的随机性，特别在起炉、废钢熔化、打洞塌落、短接废钢、气体喷出时尤为严重。
剧烈的电弧电流变化，产生剧烈的无功、有功冲击，以100t交流电弧炉为例，最大的无功冲击可达到150 Mvar。
电弧炉炼钢时产生以下现象：(1)由于电弧电阻的非线性和瞬变性产生高次谐波；(2)交流电弧炉运行时由于三相电弧不对称，产生负序电流；(3)在剧烈的无功、有功冲击电流作用下，供电系统产生剧烈的电压波动和闪变。
电弧炉在熔化期产生高次谐波、负序电流，从而引起电网电压波动和闪变。
世界各国对高次谐波、负序电流注入电网的量，以及电压波动、闪变的限制值都有明确规定，以保证电网的供电质量。
我国于1990年制订了标准，对电网的公害加以限制。
目前，对于电弧炉产生的高次谐波采用滤波器可以有效地加以抑制。
但对于电弧炉引起的电压波动、闪变的抑制从技术上来说比较因难，需从多方面综合考虑加以抑制。
2炼钢电弧炉引起的电压波动、闪变的抑制方法2.1改进炼钢工艺、优化电弧炉设计参数(1)废钢料预热电弧炉炼钢时产生大量的高温烟气可用于预热废钢料。
电弧炉安装废钢预热装置后，可将废钢料在装炉前预热到700℃左右。
在高温下，一部分不导电的杂质被除掉，废钢变软且电阻率变大，熔化期电弧相对稳定，引起的电压波动和闪变相对降低。
根据国外实测的数据，利用这种方法可降低电压波动和闪变约5%左右，效果比较明显，是一种经济、实用的方法。
(2)破碎工艺大块的废钢在电弧炉内不易熔化，而且容易短接电极造成短路使电弧不稳定，增大了无功冲击、增加了冶炼时间、降低了效率。
因此，现代炼钢工艺都逐步采用废钢破碎和净化技术来降低生产成本，同时也降低了熔化期的电压波动和闪变。
(3)喷吹辅助燃料欧洲一些国家的钢铁企业在熔化期喷入重油或天然气等辅助燃料，以此降低炼钢综合成本。
电石生产自动控制重点
电石生产的自动控制要点一、电石炉一、报警：1、循环水系统：▲循环水总管压力低限（0.3MPa）声光报警。
▲各路回水温度高限（45℃）声光报警。
▲各路循环水进出口温差高限（10℃）声光报警。
2、液压系统：▲液压站进、回油压力低限（8MPa）、高限（11.5MPa）声光报警。
▲液压站油位上限（2/3）、下限（1/2）声光报警、45%以下连续报警。
▲液压站油温低限（25℃）、高限（55℃）声光报警。
▲任一台油泵停止运行时，声光报警。
3、电极系统：▲电极位置上限(1200mm)、下限（300mm）声光报警。
4、加料系统：▲料仓料位设低料位、低低料位声光报警。
▲氮气压力低限（0.4MPa）声光报警。
▲空气压力低限（0.55MPa）声光报警。
低低限（0.50MPa）声光报警。
▲皮带跑边断路器跳闸、现场紧急拉线开关跳闸设置声光报警。
▲日料仓炭材温度高限（180℃）声光报警。
▲刮板伸缩要求有状态显示。
5、电石炉：▲炉气压力低限（-20Pa）、高限（+50Pa）声光报警。
▲炉气温度高限（700℃）声光报警。
▲炉底温度下限（400℃）、上限（500℃）声光报警。
▲氢气含量上限（5%）声光报警。
二、联锁：（要求所有联锁设定值均可在操作站修改）1、循环水：◆循环水总管压力≤2.5kgf时→停炉。
1#炉直接停炉、2#炉延时2S、3#炉延时4S、4#炉延时6S停炉。
◆底环、中心炉盖、金属接触元件、水冷保护套任意一路回水流量≤2m3/h时→停炉。
2、加料系统：◆料位仓料位低低报警延时7分钟→停炉。
◆空气总管压力≤0.45MPa时→停炉。
◆皮带跑边断路器跳闸、现场紧急拉线开关跳闸→相关联锁皮带全部停止运行。
3、液压站：◆液压站油位≤20%时→停炉，停液压站所有油泵。
◆三相电极压放时必须单个进行压放4、电石炉：◆氢气含量≥12%时→停炉。
◆三个炉底温度都高于400℃时自动启炉底冷却风机，三个炉底温度都低于200℃时自动停炉底冷却风机。
钢铁厂电弧炉、轧机对电网产生一系列不良影响与解决方案
钢铁厂电弧炉、轧机对电网产生一系列不良影响与解决方案不良影响电弧炉电弧炉做为非线性及无规律负荷接入电网，将会对电网产生一系列不良影响。
其中主要是：∙导致电网严重三相不平衡，产生负序电流。
∙产生高次谐波，其中普遍存在如24次偶次谐波与3、5、7次等奇次谐波共存的状况，使电压畸变更趋复杂化。
∙存在严重的电压闪变。
∙功率因数低。
轧机轧机及其他工业对称负载在工作中所产生的无功冲击会对电网造成如下影响：∙引起电网电压降及电压波动，严重时使电气设备不能正常工作，降低了生产效率。
∙使功率因数降低。
∙负载的传动装置中会产生有害高次谐波，主要是以5、7、11、13次为代表的奇次谐波及旁频，会使电网电压产生严重畸变。
解决方案：彻底解决上述问题的唯一方法是安装具有快速响应速度的动态无功补偿器(SVC)。
SVC系统响应小于lOms，完全可以满足严格的技术要求，向电弧炉快速提供无功电流并且稳定母线电网电压，增加冶金有功功率的输出，提高生产效率，并且最大限度地降低闪变的影响。
SVC具有的分相补偿功能可以消除电弧炉造成的三相不平衡，滤波装置可以消除有害的高次谐波并通过向系统提供容性无功来提高功率因数。
SVC 系统可以完美地解决上述问题，保持母线电压平稳，无谐波干扰，功率因数接近1。
世界各国目前普遍采用TCR型静止型动态无功补偿装置(SVC)，用以消除无功冲击，滤除高次谐波，平衡三相电网。
TCR型SVC工作原理SCV如图接入系统中，电容器提供固定的容性无功Qc，补偿电抗器通过的电流决定了补偿电抗器输出感性无功QTCR的大小，感性无功和容性无功相抵消，只要能做到系统无功Qn=Qv(系统所需)-Qc+Q TCR=常数(或0)，则能实现电网功率因数=常数，电压几乎不波动，关键是准确控制晶闸管的触发角，得到所需的流过补偿电抗器的电流，晶闸管变流装置和控制系统能够实现这个功能，采集母线的无功电流值和电压值，合成无功值，和所设定的恒无功值(可能是0)进行比较，计算得触发角大小，通过晶闸管触发装置使晶闸管流过所需电流。
高耗能企业中电弧炉对电网的影响
率 因数 恶化 。 高功率 电弧炉运 行在熔 化期 时 ， 超 功率
因数甚 至低到 ０ １这 样引起母 线 电压严重 降低 。电 ．， 压 降低 又相应 降 低 电弧 炉 的有 功功 率 ， 使熔 化 期 延 长， 生产率下 降 。
１ ２ 电压 闪 烁 和 波 动 ．
现代 电弧 炉的基本 功能是 将尽可 能多 的电功率 输入到熔 池 内 ， 以获得 高 的生 产率和低 的物 料 、 能量 消耗 以及好 的环保指 标 。但 由于其 生产时 对电网 影 响与 干扰 是多方 面 的 ， 实践 中也发 现 了涉及 到 电能
质量 的所有方 面 。由于超高 功率 电弧 炉 的变 压器功
２０ 年第２ 期 ０８ １
内蒙古 石 油化 工
５ ７
高 耗 能企 业 中 电弧炉 对 电网的影 响
陈 子 明 ， 海 燕 刘
（ 家湾 供 电 局 ， 薛 内蒙 古 薛 家湾 ０００） １３ ０
摘 要 ： 绍 了高耗 能企 业的生 产特点 和使用大 功率 电弧 炉对 电网的 影响 ， 出 了利 用无 功 补偿装 介 提 置 对 电力 、 冶金 、 采矿 和电 气化 铁道 等冲 击性 负荷的 补偿 ， 而保持 在 电弧 炉等冲 击性 负荷 连接 点 的 系 从
率水平 高 ， 压器 容量高达 数十 兆伏 安 ， 变 在其生产 冶 炼过 程 中对 电网 造成 严重 的 冲击 和干 扰 ， 些 公 害 这 必须加 以控制 和治理 。 １ 对 电网 的干扰
１ １ 功 率 因数 低 ．
电弧 炉 从 电网获 得 电能 ， 中一 部分 转 化为 有 其 用 的热 能 ， 另一 部分则 为无功 能量 。 了使 电弧 能 而 为 稳定燃 烧 ， 电弧炉 的功率 因数不 能取得太 高 。 电弧 因 炉 负载 是高 感性 的 ， 电弧 炉 的接 入使 供 电 电网的 功
电石炉自动化控制在电石生产中的应用
电石炉自动化控制在电石生产中的应用发布时间：2022-02-17T07:42:23.616Z 来源：《中国科技人才》2021年第28期作者：王小龙[导读] 电石炉自动化控制在电石生产中有着举足轻重的地位，它主要是运用自动化控制理论，依据现场仪器仪表采集回来的信号作为判断依据，对现场设备进行远程操控的一种控制方式。
新疆中泰矿冶有限公司新疆阜康市 831500摘要：电石炉自动化控制在电石生产中有着举足轻重的地位，它主要是运用自动化控制理论，依据现场仪器仪表采集回来的信号作为判断依据，对现场设备进行远程操控的一种控制方式。
自动控制系统在电石生产领域产生了越来越重要的作用，势必会成为发展的主流趋势。
关键词：安全生产；自控系统；电石生产引言近年来由于科技的快速发展，工业自动化也得到了飞跃式发展，在目前工业4.0的模式下，如何有效利用这些自控功能为我们的电石生产带来效益，给安全生产带来助力是一个值得研究的话题。
自控应用对于我们电石生产领域里的电石炉安全生产，对于自控系统的研发改进，可以得到很多对未来具有研究和改进意义的结果。
自控系统对于化工领域的贡献数不胜数，本文主要针对自控系统对于电石炉的生产应用进行综合性描述。
1电石炉控制系统现状分析电石炉类型可分为小型开放式电石炉、内燃式(半密闭式电石炉)中型电石炉、密闭电石炉，其控制系统大多采用PLC控制，控制方式简单，自动化程度低，安全连锁少，主关键数据采集少，显示分散不集中，技术装备水平低、结构不合理等现象，近年来随着国家对化工企业的安全监管力度不断增强，电石炉自动化安全连锁以及自控程度逐步有所提高。
2自控系统在电石生产上的应用如何将自动控制系统在电石炉生产中安全、稳定、合理地应用，提高生产效率，从而促进我公司自动控制系统的建设和发展，已经成为自动化生产控制中的首要问题。
我公司电石生产能力较大，配套自动化控制系统为西门子S7-400系列的PLC。
自投运以来，此PLC控制系统有效地改善了电石生产工艺的自动化操作水平，运行效率高，不仅使产品产量得以提高，而且有利于安全、稳定的生产，极大改善了操作环境，明显降低了员工劳动强度。
电弧炉的工作特性及对电网的影响
在 冶 炼 废 钢 时 电 弧 炉 的 工作 特 性 为 ： （ ） 开 始 溶 化 时 电弧 频 繁 出 现 阶 段 和 １在
重新 燃弧 。
【 关键词 ｌ 电弧炉 影响 电 网 １ 前 言
八一 钢 铁 股 份 有 限 责 任 公 司 电 炉 分 厂 ７ ０吨 直 流 电 弧 炉 的 配 套 工 程 ２０千 伏 电 炉 ２ 变 电站 ． 接 人新 疆 电 同 主 网 ， 用 线 路 变 压 系 采
（ ） 全 熔 化 期 出现 电 弧 波 动 ， 导 致 电 ２在 并 流急剧 变化 。 （） 生 塌 料 导 致 短 路 。 ３发 电弧 炉 在 熔 化期 出现 的 电弧 截断 及 短 路 现 象 ， 有 通 过 统 计 学 方 法 进 行 评 价 。需 注 只
器组单元型式 ２Ｏ千伏进 线 开 关采 用全 封 ２ 闭 Ｓ６ 台 电器 。 ３ Ｆ组 ３千 伏 系 统 采 用接 地 变 经
彤响 ， 表现 形 式 为无 功 冲 击厦 问 变 ； 相 负荷 三
不 平 衡 ； 生 谐 波 电 流 。 电 弧 炉 对 电 网 的 影 产
（） ２ 初精炼及 加热阶段。 （ ） 炼 期 ， 阶段 输 人 能 量 只 需 平 衡热 ３精 此
损耗 。
响可 认 为 是 电 网 曲 环境 污染 。
下面就直流 电弧炉 的工作 特性对 上述 问
题 进行讨论 。
２ 负 载 特性
用于冶炼 的 电弧炉 工作 时 ， 负载 电 流会 发 生变形。在 电弧 截 断时 电阻值 无 限 大 ， 在
短路时电阻值 为零 。 用 于 冶 炼 的 电 弧 炉 一 般 有 三 个特 征 工 作
阶段 ：
电阻接 地 系 统 ， 配 有 ３ ４ ５ ７次 消 谐 保 护 并 、 、、＇ 装置， 整个 系 统 采 用 微 机 保 护 装 置 和 计 算 机 双模容错控 制 系统 ， 整个 变 电 站 内 具 备 四 遥
电石生产中电耗偏高？看看这16条影响因素
电石生产中电耗偏高？看看这16条影响因素《电石单位产品能耗限额》标准中规定电石单位产品能耗先进值≤3050kW·h/t，电石生产中导致电石炉电耗高的因素较多，大致有兰炭灰分、兰炭挥发分、白灰生过烧、白灰含杂、电极入炉深度、开炉电热流失、料面温度等方面，为进一步查找出电石炉电耗高的原因，继而按照各因素对电耗的影响程度以及解决难度分类、分阶段、分层级制定相关管控措施，逐项理清、落实措施、按期比对，最终将电石炉电耗维持在目标范围内，降低电石生产成本，提高公司生产效益。
2019电耗数据2019年电石炉各炉工艺电耗情况见表1;表1 2019年各炉电耗情况2017—2019年电石产量及电石电耗情况对比见表2。
表2 2017-2019后电炉电耗比对影响因素分析2.1 原料方面2.1.1白灰生过烧白灰生烧量越大，带入炉内的CaCO₃量就越多，CaCO₃在炉内分解吸收消耗的也就越大，即电耗就越多，同时生烧白灰较正常白灰偏重，影响入炉原料配比，过烧白灰较正常白灰体积小、活性度低，结构致密，影响电石反应速度及电石发气量。
统计2020年1-2月及2019年白灰生过烧情况，具体数据见表3。
表3 白灰生过烧对比(生过烧≤8.5%视为合格)2019年各月生过烧情况具体见表4。
表4 白灰生过烧对比(生过烧≤8.5%视为合格)由表3可看出，2019年以来，平均白灰生过烧居高不下，合格率低位运行，此为影响电石电耗的主要因素。
管控目标：4月开始，白灰平均生过烧(以生产科在筛分楼取样，使用水溶法化验结果为准)降至8.5%以内，合格率提升至80%以上(以生过烧8.5%为合格点)，并逐月降低生过烧，提高合格率。
管控措施：(1)优化白灰窑供气方式，电石炉正常运行时，白灰窑根据电石炉煤气产生量调整白灰窑产量，全部使用电石炉气煅烧白灰，尽量将碳化炉煤气用于热电锅炉发电。
(2)电石炉异常多台停运时，打开白灰加压机房顶煤气掺烧阀，进行碳化尾气短时间掺烧。
2024年电石生产企业安全控制实施意见（2篇）
2024年电石生产企业安全控制实施意见1范围本安全控制实施意见适用于四川省电石生产企业（采用密闭炉、内燃式电石炉生产电石的企业，生产工艺主要以石灰、炭素材料为原料，采用电阻电弧炉生产工业电石的企业）。
2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本意见。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本意见。
GB2894安全标志及其使用导则GB10665碳化钙（电石）GB50140建筑灭火器配置设计规范GBZ1工业企业设计卫生标准GBZ2.1工作场所有害因素职业接触限值第1部分：化学有害因素GBZ2.2工作场所有害因素职业接触限值第2部分：物理因素AQ3038-xx电石生产企业安全生产标准化实施指南GB/T29639生产经营单位安全生产事故应急预案编制导则电石行业准入条件工业和信息化部公告xx年第8号3术语和定义下列术语和定义适用于本意见。
3.1动火作业workwithflame能直接或间接产生明火的工艺设置以外的非常规作业，如使用电焊、气焊（割）、喷灯、电钻、砂轮等进行可能产生火焰、火花和炽热表面的非常规作业。
3.2易燃易爆场所inflammableandexplosivearea本标准是指生产和储存物品的场所符合GB50016中火灾危险分类为甲、乙类的区域。
4安全基本要求4.1企业新建、改建、扩建危险化学品建设项目要严格按照《危险化学品建设项目安全监督管理办法》（国家安全监管总局令第45号）)的规定执行.。
4.2新建或改扩建电石生产装置必须采用密闭式电石炉，单台炉容量不小于40000千伏安，建设总容量（一次性建成）要大于150000千伏安。
4.3生产过程中的原料破碎、筛分、烘干、输送、储料、加料等必须采用自动化装置，实现自动化控制。
除电极糊加料外，生产过程中禁止人工加料等现场操作。
4.4生产系统必须配套电压、电流、电极位置、温度、压力、料位、称重、冷却循环水回水流量及压力等检测装置，密闭炉必须配置炉气组分在线分析装置；生产系统要实现配料、粉尘收集、电极压放、炉气净化（或尾气处理）等环节的自动化控制。
电弧炉对电网及自身的影响和抑制方案
电弧炉对电网及自身的影响和抑制方案1 引言现代大型功率炼钢电弧炉，由于其容量大，是用电大户，对电网的影响具有举足轻重的作用。
它具有功率因数低，无功波动负荷大且急剧变动，产生有害的高次谐波电流，三相负荷严重不平衡产生负序电流等对电网不利的因素，使得电网电能质量恶化，危及发配电和大量用户，也影响电炉自身的产量、质量，使电耗、电极消耗增大，从而成为电网的主要公害之一。
现在有关大型电弧炉对电网公害抑制的研究也正在深入开展，有必要对其不利影响和抑制对策作一概述性的分析。
2大型电弧炉对电网的影响2.1引起电网电压急剧波动大型电弧炉在熔化期电弧长度急剧变化，引起无功负荷急剧波动，其工作短路功率为电炉变压器额定功率的两倍左右，其最大波动无功为电炉变压器额定功率的1.5倍左右（具体倍数取决于短网阻抗、电炉变压器阻抗、供电系统阻抗之和的大小，总阻抗大则工作短路倍数小，反之则大）。
无功的急剧波动，引起电网电压的急剧波动，其波动频率一般为1~15Hz，使灯光和电视机屏幕产生闪烁，使人视觉疲劳而感到烦躁，此外还影响到晶闸管设备和精密仪表等的稳定运行，甚至产生质量事故。
国标GB12326-2000《电能质量电压允许波动和闪变》规定了电力系统公共供电点各级电压等级的电压波动和闪变允许值。
2.2使电网电压波形产生畸变电弧炉在熔化期，电弧电流是不规则的，且急剧变化，其电流波形不是正弦波，可分解为2次和2次以上的各次谐波电流，主要为2~7次，其中2次和3次最大，其平均值可达基波分量的5%~10%，最大可达15%~30%；4~7次平均值为2%~6%，最大值可达6%~15%。
而电网中的铁磁元件也产生高次谐波，以3次和5次谐波电流较大，其中3次分量最大，而电炉刚好也是3次谐波电流很大，这对电网是极为不利的。
谐波电流流入电网，使其电压波形发生畸变，引起电气设备发热、振动，增加损耗，干扰通信，使电力电缆局部放电绝缘损坏，电容器过载损坏等，国家标准GB/T14549-1993《电能质量公用电网谐波》规定了电压波形畸变率限值。
超高功率电弧炉对电网的干扰及防护
超高功率电弧炉对电网的干扰及防护摘要：超高功率电弧炉在正常生产时会对电网造成高次谐波、电压闪变、电压波动、三相电压及电流不平衡、功率因数低等不利影响，而且超过电能质量各项指标国家标准。
本文逐项进行定性分析，并对几种常见型式的SVC装置作比较，无源与有源滤波的应用和技术发展作了阐述，以形成一个完整的概念和防护方法。
关键词：超高功率电弧炉高次谐波电压闪变电压波动现代炼钢电弧炉的基本功能是将尽可能多的电功率输入到熔池内，以获得高的生产率和低的物料、能量消耗以及好的环保指标。
炼钢电弧炉按其吨钢平均变压器额定容量,或单位炉膛面积平均变压器额定容量分为普通功率(RP)、高功率(HP)和超高功率(UHP)三种。
超高功率电弧炉概念自70年代提出，目标在于极大地提高电弧炉炼钢的生产率和降低成本，开创了电弧炉炼钢技术发展新纪元。
但由于生产时对电网影响与干扰是多方面的，实践中也发现了涉及到电能质量的所有方面。
由于超高功率电弧炉的变压器功率水平高，变压器容量高达数十兆伏安，在炼钢过程中对电网造成严重的冲击和干扰，这些公害必须加以控制和治理。
1对电网的干扰1.1功率因数低电弧炉从电网获得电能，其中一部分转化为有用的热能，而另一部分则为无功能量。
为了使电弧能稳定燃烧，电弧炉的功率因数不能取得太高。
因电弧炉负载是高感性的，电弧炉的接入使供电电网的功率因数恶化。
超高功率电弧炉运行在熔化期时，功率因数甚至低到0.1，这样引起母线电压严重降低。
电压降低又相应降低电弧炉的有功功率，使熔化期延长，生产率下降。
1.2电压闪烁和波动超高功率电弧炉是供电电网的很大的负载，而且在运行中经常产生突然的、强烈的电压冲击，导致电网电压的快速波动，频率为0.1～30Hz。
频率在1～10Hz之间的电压波动会引起照明白炽灯和电视画面的闪烁，使人们感到烦躁，这类干扰称之为闪烁或闪变。
强烈的闪烁会造成电机转动不稳定，电子装置误动作甚至损坏，也会使电网供电的用户(包括电弧炉本身)的实际功率减少，闪烁是对电网的一种公害。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
当供电系统的三相负荷不对称时，则三相电压、电流不再对称。当用对称分量法的观点来分析系统时，可以认为由于负荷的不对称产生了负序电流。这时常用常称系统处于三相不平衡状态。负序的基波电流对发电机、电动机均会造成较大危害，会产生转子局部过热，产生振动和噪声，并会使继电保护及自动装置产生误动作。不仅如此，负序电流还会增加发电设备和输电线路的损耗。因此，近年来人们对三相不平衡问题也十分关注。美国电机与电子工程师学会的非正弦工作组于1996年初提出建议，建设由“谐波污染”和“不对称污染”两个指标来评估电网电能质量[5]。
(2) 电压波动与闪变
供电网的电压波动与闪变主要由大容量的冲击性负荷引起，这类负荷主要有大型轧机和电弧炉。当系统的短路容量较小时，这些冲击负荷会引起电网电压的剧烈波动，严重时会使其他用户无法正常工作。当电网电压波动时，会引起照明设备的不稳定，。人眼对4-20Hz的照明闪烁特别敏感，因此，当电网电压波动在一定的频率范围时，所引起的照明闪烁会使人感到烦燥不安，使从事生产操作的工人无法集中注意力而易于发生事故。
2.1.2主要影响
(1) 谐波问题
早在本世纪20—30年代，供电系统的波形畸变即谐波问题就已引起人们的注意。而60—70年代以来，由于电力电子技术的发展，变流设备、电弧炉等大容量的非线性负荷的日益增加，谐波危害日益明显，使得人们对供电系统及电力系统的谐波问题日益关切，对谐波问题进行深入而细致的研究。
粗略地说，电力系统及供电系统的谐波具有如下危害：
① 降低供电系统的功率因数，增加配电网络的能量损失，使电能的生产、传输和利用的效率降低；
② 使电气设备过热、绝缘老化，产生振动和噪声，缩短用电设备的寿命；
③ 在一定的条件下，谐波会引起电力系统局部出现共振，造成电容器等因过负荷或过电压而损坏；
④ 对通信系统、电子设备和计算机系统造成干扰；
⑤ 引起继电保护和自动控制装置误动作； ，70年代以来，各工业国家纷纷投入很多力量对谐波问题进行研究。在多年研究的基础上，世界上许多国家都已制定了限制谐波的国家标准或全国性规定。我国对谐波问题的研究虽起步较晚，但在1984年我国水利电力部就颁布了“电力系统谐波管理暂行规定”[3]，1994年又颁布了公用电网谐波的国家标准[4]。这些标准对于解决谐波电力系统及供电系统的危害具有十分重要的意义。
电石生产工控机控制（电弧炉对电网影响）
2010年7月15日
2 电石生产过程优化及节能改造方案及控制柜设计
2.1电弧炉对电网的主要影响
2.1.1电网质量问题概述
近年来，由于电力电子装置的广泛应用，电弧炉等非线性负荷在供电系统所占比例的增加，供电系统的波形畸变、电压波动与闪变、三相不平衡等现象越来越严重，这些问题对供电网的电能质量产生了十分严重的影响。