浅谈电弧炉的节能技术2018.12.28-2
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目前根据我在现场调试和一些炼钢公司反馈的情 况看，G 型炉在进行废钢冶炼穿井时，基本上不用变 压器的 1、2 挡电压，主要担心高电压会击穿水冷炉
盖，一般会选择 3 挡电压，串 40%的电抗进行冶炼操 作。
为了便于分析，我们用表 5 中的 4 档电压与表 6 中带抗 40%的 4 档电压进行比较：
1. 短网系统总的相对电抗 X%=√3I₂X 短/U₂, 是为了
电弧炉在高电压、高功率因数下运行时，由于矩 形钢横臂是处在三相交流电的交变磁场中，矩形钢横 臂在交变磁场的作用下，会产生感应电流和感应电动 力，在感应电动力的相互作用下，钢横臂之间的机械 振动，经连接装置传导给了三相电极立柱，当三相电 极机构的振动频率与其固有频率一致时，便产生了共 振。
为了解决电弧炉在高电压、高功率因数下运行时 产生的共振，意大利达涅利公司（Danieli）,在上世
三 电弧炉变压器二次电压的选择
表 3、表 4 是电弧炉变压器国家标准（JB/T96402014）中，两种 50000KVA 电弧炉变压器规格参数的 简要比较表。
表 5 是普通电弧炉（简称 P 型炉）二次电气参数 计算表。表 6 是高阻抗电弧炉（简称 G 型炉），在串 接 40%、55%电抗值后的二次电气参数计算表。
纪的 1985 年，发明了在电弧炉变压器一次侧串联扼 流圈（电抗器）的技术，实现了高电压、低电流、低 功率因数的电弧炉冶炼工艺。简称“高阻抗电弧炉技 术”。
图 3 中，L－可调电抗器 U L－可调电抗器电压 T－电弧炉变压器 U ₁－电弧炉变压器一次侧电压
U ₂－电弧炉变压器二次侧电压 K₁/K₂－电弧炉变 压器一、二次变比
为了降低短网系统的三相电抗不平衡度系数，只 能在穿墙铜管的结构设计上做文章。
图 6 中的三种结构形式，就是为降低短网系统的 三相电抗不平衡度系数而设计的。在具备一定条件的 前提下，图 4 中的三种布置形式，可与图 6 中三种结 构形式，进行对应组合，弥补水冷电缆三相电抗不平 衡度系数大的缺陷。
短网系统在设计和安装时应注意一下几点：
陕西正兴炉业有限公司是生产炼钢电弧炉、钢包 炉和非金属冶炼电弧炉的专业公司，该公司的很多非 金属冶炼电弧炉，三相导电横臂也是水平布置的，同 样也未出现过边相功率转移的现象。
导电横臂优势总结：
1) 机械结构强度高，冶炼运行无振动；
2) 电抗小，节能省电；
3) 三相导电横臂水平布置，边相无功率转移；
4) 能满足高电压、高功率因数的炼钢冶炼工艺要求。
在电弧炉变压器额定容量、吨位和炉型相同的条 件下，组合横臂的平均电抗值比导电横臂的平均电抗
值约大 2.5 倍左右，短网系统的平均电抗值：组合横 臂比导电横臂约大 1.36 倍左右。
由于导电横臂所具有的低电抗特性，配备有导电 横臂的电弧炉、钢包炉，其短网系统的电抗值也随着 大幅降低。电弧炉、钢包炉在高档位电压下冶炼时， 其功率因数 COSΦ均在 0.9 以上。下面是功率因数 COSΦ的计算公式：
1. 短网系统在设计、制造、安装完成后，三相电 抗不平衡度系数就已经确定。用改变电极升降机构 的控制方式,去改善三相电抗不平衡度系数，既不 科学也不现实。
2. 水平连续加料电弧炉和偏心底电弧炉，变压器 侧水冷电缆标高的确定：以边相电极升降机构行程 一半为基准，测出水冷电缆导电面台节的标高，就 是变压器侧边相水冷电缆的标高；
明了导电横臂，从此电弧炉和钢包炉的短网系统，由 过去的高电抗一下子迈入到了低电抗时代！ 1. 导电横臂在高电压和高功率因数下冶炼时，会产
生振动吗？ 导电横臂具有的矩形刚性结构，在除了满足电弧
冶炼时的强度要求外，复合在外表的铜板构成的矩形 导体，造就了其自几何均距，比组合横臂中水冷铜管 的自几何均距大了 3 倍多的奇迹。这也是导电横臂低 电抗特性的根本原因所在！
比较表 5 和表 6 的恒电流档位的二次电流值，P 型炉比 G 型炉电流大 7698A,电弧直径大 8%。早在二 十年前，国外就有研究结论，50KA 的电弧等离子体
喷射流的最高速度约 3.5Km/s。在低电压和短弧条件 下，等离子体喷射流产生的动能就大，钢水的升温速 度也高。这也是钢包炉选择低电压、大电流原因所在。
4. 功率因数 COSΦ，G 型炉均高于 P 型炉。
5. 二次电流：前 3 档电压下的电流值，P 型炉大于 G 型炉 23%以上；恒电流档，P 型炉只大于 G 型炉 13%。
对于水平连续加料电弧炉来讲：从第二炉开始， 炉中就需预留 20～30%钢水，自动加料机构在进料时， 速度相对较慢，废钢在钢水面上漂浮时间很短，很快 便沉入钢水中。此时利于低电压、大电流、较低的功 率因数，进行短弧的熔池冶炼既能省电，也加快了熔 化速度。
稳定电弧，限制短路电流的重要参数，在熔化期，其
值不得小于 30%。短路倍数 A=1/X%。
比较表 5 和表 6，P 型炉的相对电抗 X%，短路倍 数 A 均小于 G 型炉。
2. 电效率：两种炉基本一样。
3. 二次电压：前 3 档电压，G 型炉的实际电压高于 P 型炉 19%左右；恒电流档，G 型炉的实际电压高于 P 型炉 13%左右。
自此我已确认三相导电横臂水平布置，边相不会 出现功率转移。这也许就是一个新技术的出现，不但 改变了人们对一些传统理念的认知，同时也在提高生 产率！
从 2007 年开始，西安桃园冶金设备工程有限公 司，先后设计制造了三相导电横臂水平布置的钢包炉 近 30 多台，钢包炉容量从 30t 到 120t，同样也未出 现过边相功率转移的现象。
注：表 1、表 2 均为一次侧不串电抗器的普通电弧炉 短网系统各部件电抗占比百分数表
表 1 是有组合横臂的电弧炉（简称 A 型炉）短 网系统，各部件电抗平均值所占电抗的百分比。
表 2 是有导电横臂的电弧炉（简称 B 型炉）短 网系统，各部件电抗平均值所占电抗的百分比。
从表 1、表 2 的比较看，B 型炉的水冷电缆，比 有 A 型炉水冷电缆的电抗占比大。
图 2 中，a 为正三角形布置
布置
c 为修正三角形布置
b 为修正平面
随着电弧炉水冷炉壁技术的应用和泡沫渣埋弧冶 炼工艺的发展，使得高电压长电弧冶炼成为了可能。
高电压长电弧冶炼，具有穿井速度快、熔化率高、 电极消耗低、二次电流小、电流短路倍数低、功率因 数高等特点。
但由于组合横臂自身的缺陷，这种高电压、高功 率因数的技术，运用到电弧炉上后，出现了电极频繁 折断、接头破裂的事故，严重影响了电弧炉的生产效 率。究其原因如下：
目前高阻抗水平连续加料电弧炉，由于在设计时 过多考虑了第一炉的熔化率，而忽略了该炉型，需长 期进行熔池短弧冶炼的现实要求，在变压器参数的选 择和节电上，显得有点不理想。
前面提到高阻抗电弧炉的发明，是为了克服老式 组合横臂，在高电压、高功率因数冶炼时，引起的共 振。而导电横臂则具有机械结构强度高，能满足高电 压、高功率因数的冶炼工艺要求且无振动的优势。现 在无论电弧炉、钢包炉均在使用导电横臂，我们为什 么不能在普通电弧炉变压器基础上，提高二次电压， 甩掉电抗器，满足长弧冶炼工艺要求呢？
明的？
图 1 所示的老式横臂是用水冷铜管、支撑件、绝 缘组件、矩形钢横臂和电极把持Βιβλιοθήκη Baidu组成，这里简称组 合横臂。
在上世纪九十年代初，几乎所有的发达国家，电 弧炉和钢包炉上都在使用这种组合横臂，为了使短网 系统的三相电抗平衡系数≤5％及避免三相水冷铜管 水平布置，带来功率转移的弊端，各国工程师绞尽脑 汁，创造和发明了各种三相水冷铜管的布置形式，见 图 2。
XA、C =0.0628LIn ×10 ³ Ω
公式（2）
²²
XB=0.0628LIn
× 10 ³Ω
公式（3）
公式（2）、（3）只适用于图 4、图 5 中正三角 形和等腰三角形的电抗计算。
AB AC
XA=0.0628LIn
×10 ³Ω
BC
公式（4）
AB BC
XB=0.0628LIn
×10 ³Ω
AC
公式（5）
高阻抗电弧炉，由于电弧炉变压器和电抗器在高 压侧是串联关系，所以电弧炉变压器的输出功率及二 次电压，都会随着电抗器接入的大小而改变。
高阻抗电弧炉总结： 1 高电压、低电流、低功率因数； 2 电抗器接入的大小，会使电弧炉变压器的输出功 率和二次电压，出现相应的降低。
二 导电横臂的优势 在上世纪的八十年代末、九十年代初。西方人发
其实在没有亲眼见到，三相导电横臂水平布置的 电弧炉冶炼结果前，我也是绝对不会相信的！
上世纪九十年代初，我去山东莱钢，实测导电横 臂改造后的短网系统数据。记得一进炼钢车间，就看 到了八台 15 吨电弧炉一字排开，其中四台是经过改 造后的三相导电横臂水平布置电弧炉，其余是老旧的 三相水冷铜管平面布置的组合横臂电弧炉。
表 8 是 50000KVA 普通电弧炉变压器, 第 1 档电 压由 615V 提高到 680V 的铭牌。
需要指出的是，水平连续加料电弧炉变压器，恒 电流档位的功率因数 COSΦ,应控制在 0.81～0.82。
四 电弧炉的短网系统
大型电弧炉、钢包炉的短网系统是由柔性补偿器、 水冷铜管、水冷电缆、导电横臂、石墨电极组成。特 别是在导电横臂设计完成，炉中心距电弧炉变压器墙 距离确定之后，能否在仅有的空间内，设计出阻抗值 低、三相电抗不平衡度系数低、既节能省电又能延长 炉龄、指标先进的短网系统，是对设计者智慧的一种 考验。
浅谈电弧炉的节能技术
去年是中国制造和生产大型水平连续加料高阻抗 电弧炉，数量最多的一年，也是大部分制造商和炼钢 用户，认为水平连续加料高阻抗电弧炉能够节能省电， 达成共识最多的一年。到今天已经快两年了，那么水 平连续加料的高阻抗电弧炉和普通的水平连续加料电 弧炉那个节能省电？我们不妨从理论和实践做一下分 析： 一． 国外高阻抗电弧炉是在什么样的运行条件下发
结论：无论是 A 型炉还是 B 型炉，水冷电缆在短 网系统所占比例都是最大的，在设计短网系统时，应 尽量缩短水冷电缆的长度，增大水冷电缆组合时的自 几何均距。
2. 三相导电横臂水平布置的电弧炉、钢包炉，边 相会产生功率转移吗？
回答是肯定不会转移！
年轻的同行朋友肯定不会相信，因为专业书和教 科书都在讲，三相横臂的水平布置会产生功率转移， 并有公式进行论证。
经过在现场的认真观察和比对，发现四台三相导 电横臂水平布置的电弧炉，边相均未出现功率转移的 现象，而且两边相电极的烧损程度和冶炼后电极的粗 细也是一样的！
通过现场的这一发现，颠覆我过去对三相横臂水 平布置的认知。为了确认这一发现是否正确，同年冬 天我又去了抚顺钢厂，参观了从国外引进的 50t 电弧 炉运行情况，在现场我看到该电弧炉的三相导电横臂 布置也是水平的，边相也未出现功率转移的现象。
3. 中相水冷电缆弯曲直径的大小，也决定着水冷 电缆的长度。如果炉中心距电弧炉变压器墙距离过 于富裕，宁可增加穿墙铜管的长度，也无需增大中 相水冷电缆的弯曲直径。目前，56000KVA 水平连 续加料电弧炉, 电极行程在 4600～4800mm, 水冷 电缆长度在 8600～9000mm 之间;
AC BC
XC=0.0628LIn
×10 ³Ω
AB
公式（6）
公式（4）、（5）、（5）除图 5 中三相水平布 置外，其余三角形布置的电抗计算均适用。
式中g为导体的自几何均距，L 为导体长度，单
位为米。
图 5 中的不等边三角形电缆布置，常见于双工位 电弧炉和钢包炉中。
在短网系统设计、计算时，由于水冷电缆电抗所 占系统电抗比例最大，等腰三角形的布置，虽能缩短 水冷电缆的长度。而要降低三相电抗，则需增大各相 组合电缆的自几何均距，但其三相电抗不平衡度系数 仍是系统中最大的。
表 7 是 50000KVA 普通电弧炉变压器二次电压， 由 615V 提高至 680V 时的二次电气参数计算表。
从表 7 中看到第 1 档的电弧电压与表 6 中的 G 型 炉，第 3 档串抗 40%的电弧电压相差不大，相对电抗 X%和短路倍数 A 也在合理范围内。
至于闪烁、谐波和对供电网干扰的一点变化，应 交给专业的 SVC、SVG 公司进行解决。
√₂
COSΦ = 1 − ( )²
₂
公式（1）
式中 U ₂－变压器二次电压 I ₂－变压器二 次电流 X－短网总电抗=X 变+X 短
我国自从使用了有导电横臂的电弧炉（一次侧不 串电抗器）和钢包炉，到现在二十多年过去了，在此 期间从未听说过，因为功率因数高而导致的横臂振动、 电极频繁折断、接头破裂的事故。其原因是：导电横 臂的独特构造！
盖，一般会选择 3 挡电压，串 40%的电抗进行冶炼操 作。
为了便于分析，我们用表 5 中的 4 档电压与表 6 中带抗 40%的 4 档电压进行比较：
1. 短网系统总的相对电抗 X%=√3I₂X 短/U₂, 是为了
电弧炉在高电压、高功率因数下运行时，由于矩 形钢横臂是处在三相交流电的交变磁场中，矩形钢横 臂在交变磁场的作用下，会产生感应电流和感应电动 力，在感应电动力的相互作用下，钢横臂之间的机械 振动，经连接装置传导给了三相电极立柱，当三相电 极机构的振动频率与其固有频率一致时，便产生了共 振。
为了解决电弧炉在高电压、高功率因数下运行时 产生的共振，意大利达涅利公司（Danieli）,在上世
三 电弧炉变压器二次电压的选择
表 3、表 4 是电弧炉变压器国家标准（JB/T96402014）中，两种 50000KVA 电弧炉变压器规格参数的 简要比较表。
表 5 是普通电弧炉（简称 P 型炉）二次电气参数 计算表。表 6 是高阻抗电弧炉（简称 G 型炉），在串 接 40%、55%电抗值后的二次电气参数计算表。
纪的 1985 年，发明了在电弧炉变压器一次侧串联扼 流圈（电抗器）的技术，实现了高电压、低电流、低 功率因数的电弧炉冶炼工艺。简称“高阻抗电弧炉技 术”。
图 3 中，L－可调电抗器 U L－可调电抗器电压 T－电弧炉变压器 U ₁－电弧炉变压器一次侧电压
U ₂－电弧炉变压器二次侧电压 K₁/K₂－电弧炉变 压器一、二次变比
为了降低短网系统的三相电抗不平衡度系数，只 能在穿墙铜管的结构设计上做文章。
图 6 中的三种结构形式，就是为降低短网系统的 三相电抗不平衡度系数而设计的。在具备一定条件的 前提下，图 4 中的三种布置形式，可与图 6 中三种结 构形式，进行对应组合，弥补水冷电缆三相电抗不平 衡度系数大的缺陷。
短网系统在设计和安装时应注意一下几点：
陕西正兴炉业有限公司是生产炼钢电弧炉、钢包 炉和非金属冶炼电弧炉的专业公司，该公司的很多非 金属冶炼电弧炉，三相导电横臂也是水平布置的，同 样也未出现过边相功率转移的现象。
导电横臂优势总结：
1) 机械结构强度高，冶炼运行无振动；
2) 电抗小，节能省电；
3) 三相导电横臂水平布置，边相无功率转移；
4) 能满足高电压、高功率因数的炼钢冶炼工艺要求。
在电弧炉变压器额定容量、吨位和炉型相同的条 件下，组合横臂的平均电抗值比导电横臂的平均电抗
值约大 2.5 倍左右，短网系统的平均电抗值：组合横 臂比导电横臂约大 1.36 倍左右。
由于导电横臂所具有的低电抗特性，配备有导电 横臂的电弧炉、钢包炉，其短网系统的电抗值也随着 大幅降低。电弧炉、钢包炉在高档位电压下冶炼时， 其功率因数 COSΦ均在 0.9 以上。下面是功率因数 COSΦ的计算公式：
1. 短网系统在设计、制造、安装完成后，三相电 抗不平衡度系数就已经确定。用改变电极升降机构 的控制方式,去改善三相电抗不平衡度系数，既不 科学也不现实。
2. 水平连续加料电弧炉和偏心底电弧炉，变压器 侧水冷电缆标高的确定：以边相电极升降机构行程 一半为基准，测出水冷电缆导电面台节的标高，就 是变压器侧边相水冷电缆的标高；
明了导电横臂，从此电弧炉和钢包炉的短网系统，由 过去的高电抗一下子迈入到了低电抗时代！ 1. 导电横臂在高电压和高功率因数下冶炼时，会产
生振动吗？ 导电横臂具有的矩形刚性结构，在除了满足电弧
冶炼时的强度要求外，复合在外表的铜板构成的矩形 导体，造就了其自几何均距，比组合横臂中水冷铜管 的自几何均距大了 3 倍多的奇迹。这也是导电横臂低 电抗特性的根本原因所在！
比较表 5 和表 6 的恒电流档位的二次电流值，P 型炉比 G 型炉电流大 7698A,电弧直径大 8%。早在二 十年前，国外就有研究结论，50KA 的电弧等离子体
喷射流的最高速度约 3.5Km/s。在低电压和短弧条件 下，等离子体喷射流产生的动能就大，钢水的升温速 度也高。这也是钢包炉选择低电压、大电流原因所在。
4. 功率因数 COSΦ，G 型炉均高于 P 型炉。
5. 二次电流：前 3 档电压下的电流值，P 型炉大于 G 型炉 23%以上；恒电流档，P 型炉只大于 G 型炉 13%。
对于水平连续加料电弧炉来讲：从第二炉开始， 炉中就需预留 20～30%钢水，自动加料机构在进料时， 速度相对较慢，废钢在钢水面上漂浮时间很短，很快 便沉入钢水中。此时利于低电压、大电流、较低的功 率因数，进行短弧的熔池冶炼既能省电，也加快了熔 化速度。
稳定电弧，限制短路电流的重要参数，在熔化期，其
值不得小于 30%。短路倍数 A=1/X%。
比较表 5 和表 6，P 型炉的相对电抗 X%，短路倍 数 A 均小于 G 型炉。
2. 电效率：两种炉基本一样。
3. 二次电压：前 3 档电压，G 型炉的实际电压高于 P 型炉 19%左右；恒电流档，G 型炉的实际电压高于 P 型炉 13%左右。
自此我已确认三相导电横臂水平布置，边相不会 出现功率转移。这也许就是一个新技术的出现，不但 改变了人们对一些传统理念的认知，同时也在提高生 产率！
从 2007 年开始，西安桃园冶金设备工程有限公 司，先后设计制造了三相导电横臂水平布置的钢包炉 近 30 多台，钢包炉容量从 30t 到 120t，同样也未出 现过边相功率转移的现象。
注：表 1、表 2 均为一次侧不串电抗器的普通电弧炉 短网系统各部件电抗占比百分数表
表 1 是有组合横臂的电弧炉（简称 A 型炉）短 网系统，各部件电抗平均值所占电抗的百分比。
表 2 是有导电横臂的电弧炉（简称 B 型炉）短 网系统，各部件电抗平均值所占电抗的百分比。
从表 1、表 2 的比较看，B 型炉的水冷电缆，比 有 A 型炉水冷电缆的电抗占比大。
图 2 中，a 为正三角形布置
布置
c 为修正三角形布置
b 为修正平面
随着电弧炉水冷炉壁技术的应用和泡沫渣埋弧冶 炼工艺的发展，使得高电压长电弧冶炼成为了可能。
高电压长电弧冶炼，具有穿井速度快、熔化率高、 电极消耗低、二次电流小、电流短路倍数低、功率因 数高等特点。
但由于组合横臂自身的缺陷，这种高电压、高功 率因数的技术，运用到电弧炉上后，出现了电极频繁 折断、接头破裂的事故，严重影响了电弧炉的生产效 率。究其原因如下：
目前高阻抗水平连续加料电弧炉，由于在设计时 过多考虑了第一炉的熔化率，而忽略了该炉型，需长 期进行熔池短弧冶炼的现实要求，在变压器参数的选 择和节电上，显得有点不理想。
前面提到高阻抗电弧炉的发明，是为了克服老式 组合横臂，在高电压、高功率因数冶炼时，引起的共 振。而导电横臂则具有机械结构强度高，能满足高电 压、高功率因数的冶炼工艺要求且无振动的优势。现 在无论电弧炉、钢包炉均在使用导电横臂，我们为什 么不能在普通电弧炉变压器基础上，提高二次电压， 甩掉电抗器，满足长弧冶炼工艺要求呢？
明的？
图 1 所示的老式横臂是用水冷铜管、支撑件、绝 缘组件、矩形钢横臂和电极把持Βιβλιοθήκη Baidu组成，这里简称组 合横臂。
在上世纪九十年代初，几乎所有的发达国家，电 弧炉和钢包炉上都在使用这种组合横臂，为了使短网 系统的三相电抗平衡系数≤5％及避免三相水冷铜管 水平布置，带来功率转移的弊端，各国工程师绞尽脑 汁，创造和发明了各种三相水冷铜管的布置形式，见 图 2。
XA、C =0.0628LIn ×10 ³ Ω
公式（2）
²²
XB=0.0628LIn
× 10 ³Ω
公式（3）
公式（2）、（3）只适用于图 4、图 5 中正三角 形和等腰三角形的电抗计算。
AB AC
XA=0.0628LIn
×10 ³Ω
BC
公式（4）
AB BC
XB=0.0628LIn
×10 ³Ω
AC
公式（5）
高阻抗电弧炉，由于电弧炉变压器和电抗器在高 压侧是串联关系，所以电弧炉变压器的输出功率及二 次电压，都会随着电抗器接入的大小而改变。
高阻抗电弧炉总结： 1 高电压、低电流、低功率因数； 2 电抗器接入的大小，会使电弧炉变压器的输出功 率和二次电压，出现相应的降低。
二 导电横臂的优势 在上世纪的八十年代末、九十年代初。西方人发
其实在没有亲眼见到，三相导电横臂水平布置的 电弧炉冶炼结果前，我也是绝对不会相信的！
上世纪九十年代初，我去山东莱钢，实测导电横 臂改造后的短网系统数据。记得一进炼钢车间，就看 到了八台 15 吨电弧炉一字排开，其中四台是经过改 造后的三相导电横臂水平布置电弧炉，其余是老旧的 三相水冷铜管平面布置的组合横臂电弧炉。
表 8 是 50000KVA 普通电弧炉变压器, 第 1 档电 压由 615V 提高到 680V 的铭牌。
需要指出的是，水平连续加料电弧炉变压器，恒 电流档位的功率因数 COSΦ,应控制在 0.81～0.82。
四 电弧炉的短网系统
大型电弧炉、钢包炉的短网系统是由柔性补偿器、 水冷铜管、水冷电缆、导电横臂、石墨电极组成。特 别是在导电横臂设计完成，炉中心距电弧炉变压器墙 距离确定之后，能否在仅有的空间内，设计出阻抗值 低、三相电抗不平衡度系数低、既节能省电又能延长 炉龄、指标先进的短网系统，是对设计者智慧的一种 考验。
浅谈电弧炉的节能技术
去年是中国制造和生产大型水平连续加料高阻抗 电弧炉，数量最多的一年，也是大部分制造商和炼钢 用户，认为水平连续加料高阻抗电弧炉能够节能省电， 达成共识最多的一年。到今天已经快两年了，那么水 平连续加料的高阻抗电弧炉和普通的水平连续加料电 弧炉那个节能省电？我们不妨从理论和实践做一下分 析： 一． 国外高阻抗电弧炉是在什么样的运行条件下发
结论：无论是 A 型炉还是 B 型炉，水冷电缆在短 网系统所占比例都是最大的，在设计短网系统时，应 尽量缩短水冷电缆的长度，增大水冷电缆组合时的自 几何均距。
2. 三相导电横臂水平布置的电弧炉、钢包炉，边 相会产生功率转移吗？
回答是肯定不会转移！
年轻的同行朋友肯定不会相信，因为专业书和教 科书都在讲，三相横臂的水平布置会产生功率转移， 并有公式进行论证。
经过在现场的认真观察和比对，发现四台三相导 电横臂水平布置的电弧炉，边相均未出现功率转移的 现象，而且两边相电极的烧损程度和冶炼后电极的粗 细也是一样的！
通过现场的这一发现，颠覆我过去对三相横臂水 平布置的认知。为了确认这一发现是否正确，同年冬 天我又去了抚顺钢厂，参观了从国外引进的 50t 电弧 炉运行情况，在现场我看到该电弧炉的三相导电横臂 布置也是水平的，边相也未出现功率转移的现象。
3. 中相水冷电缆弯曲直径的大小，也决定着水冷 电缆的长度。如果炉中心距电弧炉变压器墙距离过 于富裕，宁可增加穿墙铜管的长度，也无需增大中 相水冷电缆的弯曲直径。目前，56000KVA 水平连 续加料电弧炉, 电极行程在 4600～4800mm, 水冷 电缆长度在 8600～9000mm 之间;
AC BC
XC=0.0628LIn
×10 ³Ω
AB
公式（6）
公式（4）、（5）、（5）除图 5 中三相水平布 置外，其余三角形布置的电抗计算均适用。
式中g为导体的自几何均距，L 为导体长度，单
位为米。
图 5 中的不等边三角形电缆布置，常见于双工位 电弧炉和钢包炉中。
在短网系统设计、计算时，由于水冷电缆电抗所 占系统电抗比例最大，等腰三角形的布置，虽能缩短 水冷电缆的长度。而要降低三相电抗，则需增大各相 组合电缆的自几何均距，但其三相电抗不平衡度系数 仍是系统中最大的。
表 7 是 50000KVA 普通电弧炉变压器二次电压， 由 615V 提高至 680V 时的二次电气参数计算表。
从表 7 中看到第 1 档的电弧电压与表 6 中的 G 型 炉，第 3 档串抗 40%的电弧电压相差不大，相对电抗 X%和短路倍数 A 也在合理范围内。
至于闪烁、谐波和对供电网干扰的一点变化，应 交给专业的 SVC、SVG 公司进行解决。
√₂
COSΦ = 1 − ( )²
₂
公式（1）
式中 U ₂－变压器二次电压 I ₂－变压器二 次电流 X－短网总电抗=X 变+X 短
我国自从使用了有导电横臂的电弧炉（一次侧不 串电抗器）和钢包炉，到现在二十多年过去了，在此 期间从未听说过，因为功率因数高而导致的横臂振动、 电极频繁折断、接头破裂的事故。其原因是：导电横 臂的独特构造！