测量电炉变压器二次侧电流的研究
25000KVA硅铁电炉电极事故的预防及处理
25000KV A硅铁电炉电极事故的预防及处理实践25000KV A硅铁电炉是我公司八十年代引进的西德.德马克公司先进设备。
经过近十八年的生产实践，其产量已完全达到设计指标。
同时，从原料、生产工艺、设备的国产化等方面也积累了相当丰厚的经验。
为硅铁设备向大型化、现代化方向发展迈出了坚实的步伐。
25000KV A硅铁电炉的主要参数如下：名称单位数量备注1、电炉变压器KV A 3×8330=25000 过载20%2、一次侧电压KV 38.5+5%3、一次侧电流 A 216 相电流4、二次侧电压V 240—180—905、二次侧电流KA 46.36、调压级数V 2×31级5V每级有载调压7、电炉功率因数0.778、电炉功率KW 192509、电极直径mm 125010、电极电流密度A/CM 6.511、电极极心圆直径mm 3100—3300 可调12、炉膛直径mm 670013、炉膛深度mm 2800近几年炉况顺行的情况下，对生产指标影响最大的就是电极事故了。
所以，电极的正常使用、维护及对常见电极事故的快速处理，成为我公司三分厂近十几年的探索的重点。
因此，我们也积累了不少经验。
下面就这几个方面的问题阐述如下：一、电极的正确压放由于电炉在正常生产情况下,电极的压放速度决定着电极焙烧状况，因此压放时间和负荷显得至关重要。
如下图所示（正常压放量25mm/次）这里需要注意的几个问题：1、图中所示小负荷运行只是短期行为，如果在12KW功率下运行超过24小时，则会严重恶化，已不能正常生产。
2、电极的消耗速度与原料质量关系非常密切，如果原料波动频繁，电极消耗相应会有变化，但原则上不能超过图示的速度。
3、由于电极工作端长度不能直接测量，所以判断电极的长短非常重要，严禁正常情况下过快压放电极来增加工作端长度。
4、如果电极糊质量波动，则图示曲线要重新修正才能正确指导生产。
如果烧结速度赶不上消耗速度，则必须重新考虑电极糊的配方或更换供货商。
2023年注册电气工程师-发输变电专业考试备考题库附带答案10
2023年注册电气工程师-发输变电专业考试备考题库附带答案第1卷一.全考点押密题库(共50题)1.(单项选择题)(每题 1.00 分)一般用来描述电磁辐射的参数是（）。
A. 幅值B. 频率C. 功率D. 能量正确答案：B,2.(单项选择题)(每题 1.00 分)一半径为a和b（a＜b）的同心导体球面间电位差为U0，若b固定，要使半径为a的球面上场强最小，则a与b的比值应为（）。
A. 1/eB. 1/2C. 1/4D. 1/8正确答案：B,3.(单项选择题)(每题 2.00 分) 为了保证断路器在关合短路电流时的安全性，其关合电流满足下列哪种条件？（）[2006年真题]A. 不应小于短路冲击电流B. 不应大于短路冲击电流C. 只需大于长期工作电流D. 只需大于通过断路器的短路稳态电流正确答案：A,4.(单项选择题)(每题 1.00 分)某高压输电线的波阻抗Zc＝380∠－60°Ω，在终端匹配时始端电压为U1＝147kV，终端电压为U2＝127kV，则传输线的传输效率为（）。
A. 64.4%B. 74.6%C. 83.7%D. 90.2%正确答案：B,5.(单项选择题)(每题 1.00 分)在我国的大容量系统中，处于规范允许的偏差范围的频率是（）。
A. 60.1B. 50.3C. 49.9D. 59.9正确答案：C,6.(单项选择题)(每题 1.00 分)若某电路元件的电压、电流分别为u＝15cos（314t－30°）V、i＝3cos（314t＋30°）A，则相应的阻抗是（）。
A. 5∠－30°ΩB. 5∠60°ΩC. 5∠－60°ΩD. 5∠30°Ω正确答案：C,7.(单项选择题)(每题 1.00 分)一电阻R=20Ω，电感L=0.25mH和可变电容相串联，为了接收到某广播电台560kHz的信号，可变电容C应调至（）。
A. 153pFB. 253pFC. 323pFD. 353pF正确答案：C,8.(单项选择题)(每题 1.00 分)高压电网中，影响电压降落纵分量的是（）。
电机电缆选择、电缆估算及实用电工口诀
电机电缆快速选择、电缆估算及实用电工速算口诀下面这些内容是由本人在工作中积累的经验及结合书本知识和权威专业资料、国家规范和网络中的有用资料等共同总结出来的，其中有很多是本人在学习和实践过程中验证过的，所以拿出来同大家分享，以供大家参考，希望能帮助到朋友们。
在此多谢百度文库贡献者“zazhpe”等，如有冒犯之处请多见谅。
一、380V三相电机电缆的快速选择橡胶（塑料）铜电缆长度小于80米推荐值(交联聚乙烯电线可以适当减小，仅供参考)：经验选择一般55KW以下的电机可以按照1mm2=3KW来选取（接线方式为△上表列出了一些常见的380V普通电机的电缆线选择。
在此，有必要对上表中37KW以上的电机做一下说明：一般30KW以上的电机（更严格的说是22KW以上）都应该选择降压启动，大多为星三角启动，重点来了，星三角接法从电机上引出来的线属于三角形内部的线，在正常三角形运行中，相电流只是线电流的1/√3倍，这里所说的线电流即为电机的额定电流，所以说选择电缆时一般取后者，比如（37KW，取10mm2）。
这就是上表37KW以上电机的含义，这点很多人都忽略了，导致没必要的浪费。
如果不明白我的解释，可以自己画个图研究研究或者请教有经验的人。
电机的种类很多，有高压电机还有低压电机，高压电机还有6KV和10KV 之分。
低压电机有110V电机,即便是380V星形接法的电机还可以使用三角接法在三相220V电路中使用,这些都不适合上面的线规。
附：按功率计算电流口诀：低压380/220V系统每KW的电流，单位A。
千瓦、电流，如何计算？电力加倍，电热加半。
①单相千瓦，4.5安。
②单相380，电流两安半。
③说明：口诀是以380/220伏三相四线系统中的三相设备为准，计算每千瓦的安数。
对于某些单相或电压不同的单相设备，其每千瓦的安数，口诀另外作了说明。
①这两句口诀中，电力专指电动机。
在380伏三相时（力率0.8左右）,电动机每千瓦的电流约为2安。
电弧炉系统电弧模型的建立与参数辨识
电弧炉系统电弧模型的建立与参数辨识于丰;毛志忠【摘要】分析了电弧辐射散热规律,并在此基础上考虑炉温变化对电弧特性的影响,建立了电弧炉系统电弧模型.针对炉温难以测量的情况,将电弧随炉温变化的特性等效于电弧的时变性,研究了整个冶炼过程中模型参数的时变情况.在使用现场生产数据对模型参数进行辨识的过程中,针对模型中参数存在相关性的情况,使用基于样条变换的偏最小二乘方法对模型参数进行辨识.辨识结果表明,参数随时间的变化符合以前文献的研究结果以及现场情况,所建立的模型可以全面反映整个冶炼过程中的电弧特性.【期刊名称】《东北大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2013(034)002【总页数】4页(P178-181)【关键词】电弧模型;时变性;偏最小二乘回归;参数辨识【作者】于丰;毛志忠【作者单位】东北大学信息科学与工程学院,辽宁沈阳110819;东北大学信息科学与工程学院,辽宁沈阳110819【正文语种】中文【中图分类】TF345.5一个准确的电弧炉电弧模型是模拟电弧特性及控制、优化电弧炉系统的基础，对炼钢质量的提高、成本的降低起着重要作用[1].在电弧炉冶炼过程中，尤其是炉内环境变化剧烈的穿井期和熔化期，电弧特性会随炉温的变化而改变，而现有电弧模型的研究[2-5]均未考虑电弧的这一特性；因此这些模型不能反映整个炼钢过程中电弧的时变特性，在电弧炉电能的优化及电极调节的控制等应用中，不能确保整个炼钢过程中模型的准确.鉴于此，本文在分析电弧炉电弧辐射散热的基础上，充分考虑炉温变化对电弧特性的影响，将电弧随炉温变化的特性等价于电弧的时变性，建立了电弧炉电弧模型，并采用基于样条变换的偏最小二乘辨识方法对现场数据进行拟合计算，得到各辨识参数序列在冶炼过程中的变化规律.所得结论与文献结果及现场经验相符，为模型的应用及其进一步研究提供依据.1 模型建立1.1 模型描述电弧炉系统中产生的电弧属于大电流电弧，其特性可以使用局部热平衡假设进行简化，即可以将电弧视为径向上温度不变，轴向上半径相等的圆柱形高温等离子体[6].对于交流电弧，电流交变性对电弧半径有效值产生的影响可以忽略[7].对于大电流电弧，其散失能量的90%以上是通过辐射散热完成的[8]，灰体与外界的辐射换热功率由下式计算：(1)式中：Q为辐射散热功率，W；ε为系统灰度；Sarc为电弧表面积，mm2；Tarc 为电弧温度，K；T为环境温度，即炉温，K.式(1)表达了电弧与电弧炉内的辐射换热情况，其中，表示电弧的辐射散热功率，表示炉内环境对电弧的辐射功率.由于Tarc≫T，炉内环境对电弧的辐射可以忽略.考虑到电弧温度轴向分布不同，沿轴向取dl(见图1)，可以得到单位弧长散失的辐射功率如式(2)所示：dQ散(2)式中：k1为常数；z∈(0，l)；l为弧长，mm；rarc为电弧半径，mm.图1 简化电弧模型Fig.1 Simplified arc model由于假设轴向半径不变，全部电弧辐射散热功率可以表示为Q散(3)根据积分中值定理可得Q散(4)式中z′为在(0，l)间的某个值.在电弧炉系统中，变量rarc，l，Tarc均无法测量，需要研究它们与可测变量间的关系.根据文献[9]使用探针法对高温大电流等离子体物理特性的研究结果，在大电流电弧中，电子温度与探针电流有如下近似关系：(5)式中：ne为电子密度，根据文献[10]可认为是常数；Te为电子温度，K；e为单个电子带电量；mi为离子质量，g；Sp为探针表面积，mm2；n为常数.当Sp=Sarc时，有Ip=Iarc，在局部热平衡假设条件下，有Te=Tarc[11]；因此可以认为式中：Iarc为电弧电流，A；β1和τ为模型参数.根据文献[12]对空气中自然燃炽的电弧半径的研究得出的结论，电弧半径与电弧电流有如下近似关系：(7)综合式(4)，式(6)和式(7)，可得Q散(8)式中k2为模型参数.对于电弧炉系统中产生的电弧，由于其散失能量的90%以上是通过辐射散热完成的，因此忽略其他散热方式，根据能量守恒，认为输入电能等于电弧辐射散热量，即(9)式中k3为模型参数.根据文献[13]对不同材料电极电弧伏安特性曲线的实验研究结果，在大电流碳钢电极电弧情况下，电弧伏安特性有如下近似关系：Uarc=a+bl.(10)式中：Uarc为电弧电压，V；a为电弧阴、阳极电压降，根据文献[14]可以认为a 为一常数，约为40 V；b为电弧压降梯度，V/mm，随炉温变化而变化.可以将式(9)改写为式中式(11)将电弧的辐射散热功率表达为以电弧电流和电压为自变量的函数.在电弧炉系统中，这些变量容易获得，为模型中参数k，a，β的辨识提供了方便条件. 1.2 炉内环境对电弧特性的影响在电弧炉冶炼过程中，炉内温度的变化对电弧特性产生一定影响.炉温的上升使电极发射电子及炉内气体电离化能力增强[15]，导致电弧电压梯度随着炉温的升高而减小.这种电弧梯度的变化体现在单位长度电弧电阻的变化上，即单位弧长的电阻不断减小.在目前建立的电弧模型中大都没有提及炉内温度变化对电弧特性的影响，这主要是由于冶炼过程中导致电弧特性变化的主要因素炉温难以测量，无法得到炉温与电弧特性变化的直接关系.为了研究炉温与电弧特性之间的关系，需要对电弧炉系统作适当假设，即由于电弧炉通常使用恒功率冶炼策略，可以近似认为炉内温度匀速升高.这一假设将电弧随炉温的变化特性等价于电弧的时变性，避免了炉温数据的缺失给研究带来的不便.基于此，可以将电弧特性随炉温的变化体现于模型参数随时间的变化上，即将式(11)改写为(12)相对于文献[2-5]，该模型将电弧视为可变负载，更加全面、真实地反映了电弧炉系统中电弧的特性.2 参数辨识为进一步研究电弧的时变特性，需要对模型中参数进行辨识，首先对电弧炉系统进行简单介绍.2.1 电弧炉供电系统在电弧炉系统中，将短网中软电缆、导电横臂及碳电极视为纯电阻，电弧视为耗电负载；考虑到短网自感，电弧炉供电系统单相主回路经过简化后等效为R-L电路，有(13)(14)式中：Up为变压器二次侧电压，V；Rd为短网电阻，Ω；Xd为短网电感，Ω；Pp为变压器二次侧输出功率，W.2.2 模型参数辨识在工业现场，可以得到的数据有变压器二次侧输出功率及电压Up、电流有效值Iarc；短网电阻、电感值可以通过设备手册查询；通过式(13)，(14)可以得到电弧电阻Uarc以及电弧功率Parc.使用数据Iarc，Uarc和Parc，可以辨识模型参数并研究电弧的时变性，对模型结构的合理性进行验证.对于参数辨识策略，由于参数存在时变性，不能使用批量算法对测量数据进行统一辨识；同时考虑到参数的慢时变性以及现场测量数据存在噪声，可以将辨识数据分成时间上等长的若干段，对每段内的数据进行一次参数辨识，由此得到一组辨识参数序列.通过观察各个参数序列的变化趋势研究温度变化对电弧特性的影响.由于自变量电弧电流、电压之间存在严重的相关性，使用最小二乘等仅以估计偏差和最小为目标的辨识方法不能得到正确反映炉温变化对电弧特性影响的参数辨识结果.偏最小二乘(PLS)方法在自变量中逐次提取综合成分，得到对因变量解释能力最强同时又最能概括自变量集合信息且彼此独立的综合变量，避免了电弧电流、电压之间因多重相关性对辨识结果造成的影响，因此本文使用该方法对模型参数进行辨识.式(12)为非线性表达式，不能直接使用PLS方法，先要对其进行处理.将式(12)两边取对数：lgParc=lgk(t)+β(t)lgIarc+lg(Uarc-a)，(15)可见，由于非线性项lg(Uarc-a)的存在，式(12)仍然无法转化成线性形式.令β(t)lgIarc=f(Iarc)，lg(Uarc-a)=g(Uarc)，lgk(t)=λ0，lgParc=y，有y=λ0+f(Iarc)+g(Uarc).(16)对于如式(16)所示的非线性函数辨识问题，采用基于样条变换的偏最小二乘方法，可以将f(Iarc)和g(Uarc)表达为光滑对接的分段样条函数：(17)(18)式中：γi为模型待定参数；Mi为样条函数段数；ξi为样条函数内节点；hi为样条函数宽度；i=I，U.选取Ω3为3次B样条函数.经过PLS方法进行参数辨识后，能得到满意的因变量拟合效果，同时还可以对式(17)和式(18)进行较好的还原，并得到参数λ0以及f(Iarc)和g(Uarc)两项的估计值.辨识参数估计值和使用最小二乘法即可.使用上述方法，选取3个炉次记录的数据对参数进行辨识.将每一炉次记录的数据按时间等分为100段，每段进行一次辨识计算.由此，三相交流电弧炉中A，B，C 相电极在每一炉次可以得到一组参数序列.限于篇幅，这里只给出1炉次辨识结果，如图2所示；各相电极功率拟合均方误差分别为0.010 56，0.013 47，0.024 90. 可见，随着时间的推移，参数k(t)和β(t)序列都表现出相同的变化趋势.根据文献[16-17]以及现场经验，电弧压降梯度b(t)随炉温升高而逐渐减小，其值在冶炼初期与末期相差近10倍.由于k(t)=k3/b(t)，k3为常数，从图中可见k(t)值逐渐增大，且变化范围与b(t)相同，亦约为10倍，符合文献结果及现场经验，体现了电弧压降梯度随炉温变化的特点；参数β(t)值逐渐降低，表明在冶炼初期，电流对电弧特性的影响要大于冶炼末期.参数a序列在40附近浮动，并没有随炉温变化而显著变化，符合文献[10]中a为常数以及在碳、钢电极下约为40的结论.拟合均方误差表明，该模型可以对原数据进行较好的拟合，验证了模型结构的合理性.图2 参数辨识结果Fig.2 Parameter identification r esults×—A相参数；●—B相参数；○—C相参数.3 结论本文建立了一种电弧炉系统中的电弧模型，该模型将炉温对电弧特性的影响体现在各待定参数随时间的变化上.通过使用适当的辨识方法得到的各参数随炉温变化的趋势及范围，完全符合文献结果及现场经验.对电弧功率的拟合结果表明了自变量选取及模型结构选择的合理性以及参数随炉温时变这一建模思路的可行性.该模型的建立更加全面地反映了电弧炉炼钢过程中的电弧特性，对电弧随炉温变化的现象有了更深入的了解.参考文献：[1] Zheng T，Makram E.An adaptive arc furnace model[J].IEEE Transactions on Power Delivery，2000，15(3)：931-939.[2] Golshan M，Samet H.Updating stochastic model coefficients for prediction of arc furnace reactive power[J].Electric Power Systems Research，2009，79(7)：1114-1120.[3] Hauksdottir A S，Gestsson A，Vesteinsson A.Current control of a three-phase submerged arc ferrosilicon furnace[J].Control Engineering Practice，2002，10(4)：457-463.[4] Hocine L，Yacine D，Kamel B，et al.Improvement of electricalarc furnace operation with an appropriate model[J].Energy，2009，34(9)：1207-1214.[5] 刘小河.电弧炉电气系统的模型，谐波分析及电极调节系统自适应控制的研究[D].西安：西安理工大学，2000.(Liu Xiao-he.Research on model and harmonic analysis of arc furnace electric power system，and adaptive control of electrode regulator system of arc furna ce[D].Xi’an：Xi’an University of Technology，2000.)[6] Ramakrishnan S，Stokes A D，Lowke J J.An approximate model for high-current free-burning arcs[J].Journal of Physics D：Applied Physics，1978，11(16)：2267-2280.[7] Phillips R L.Theory of the non-stationary arc column[J].British Journal of Applied Physics，1967，18(1)：65-78.[8] Latham D J.A channel model for long arcs in air[J].Physics of Fluids，1980，23(8)：1710-1715.[9] Fanara C.Sweeping electrostatic probes in atmospheric pressure arc plasmas—part Ⅱ：temperature determination[J].IEEE Transactions on Plasma Science，2005，33(3)：1082-1092.[10] Olsen H N.Thermal and electrical properties of an argonplasma[J].Physics of Fluids，1959，2(6)：614-623.[11] Lowke J J.Simple theory of free-burning arcs[J].Journal of Physics D：Applied Physics，1979，12(11)：1873-1886.[12] Greason W D.Methodology to study the resistance of sparkdischarges[J].IEEE Transactions on Industry Applications，1999，35(2)：359-365.[13] Hall P M，Myers K，Vilcheck W S.Arcing faults on direct current trolley systems[C]//Proceedings of Fourth WVU Conference on Coal Mine Electro Technology.Morgantown：West Virginia University，1978：21-21. [14] Ammerman R F，Gammon T，Sen P K，et al.DC arc models and incident energy calculations[J].IEEE Transactions on Industry Applications，2010，46(5)：1810-1819.[15] Morris A S，Sterling M J H.Identification and direct digital control ofan electric arc furnace controller[J].IEE Proceedings D：Control Theory and Applications，1981，128(3)：123-128.[16] Billings S A，Nicholson H.Identification of an electric-arc furnace electrode-control system[J].Proceedings of the Institution of Electrical Engineers，1975，122(8)：849-856.[17] 毛志忠，李健.具有前馈环节的电弧炉电极升降自适应控制器[J].东北大学学报：自然科学版，1996，17(1)：65-68.(Mao Zhi-zhong，Li Jian.Adaptive controller of an electric arc furnace with feedforward[J].Journal of Northeastern University：Natural Science，1996，17(1)：65-68.)。
变压器基准侧二次额定电流
变压器基准侧二次额定电流
一、变压器基准侧二次额定电流的概念与意义
变压器基准侧二次额定电流是指在基准电压、基准容量条件下，变压器二次侧的额定电流。
它是衡量变压器电气性能的重要参数，对于保障电力系统稳定运行具有重要意义。
在电力系统设计和运行过程中，了解和掌握变压器基准侧二次额定电流，有助于确保设备选型、保护配置和运行管理的合理性与安全性。
二、变压器基准侧二次额定电流的计算方法
1.根据变压器的一次侧额定电压、二次侧额定电压和变压比，可以计算出二次侧的额定电流。
公式为：二次侧额定电流= 一次侧额定电流× 变压比。
2.根据变压器的基准容量和二次侧的功率因数，可以计算出二次侧的额定电流。
公式为：二次侧额定电流= 基准容量/ （二次侧额定电压× 功率因数）。
3.根据实际工程需求，可以直接查表或采用经验公式计算二次侧额定电流。
三、变压器基准侧二次额定电流的应用场景
1.设备选型：在电力系统设计中，根据负荷需求和系统配置，利用变压器基准侧二次额定电流选择合适容量的变压器。
2.保护配置：在变压器保护装置设计中，依据基准侧二次额定电流设置保护元件的整定值，确保系统安全稳定运行。
3.运行管理：在变压器运行维护过程中，通过监测基准侧二次电流，判断
设备的运行状态，发现异常及时处理。
四、注意事项与实用建议
1.计算变压器基准侧二次额定电流时，应考虑负荷特性、系统稳定性和运行方式等因素。
2.在实际工程中，可根据具体情况选择计算方法，并结合实际需求进行分析和论证。
3.关注变压器基准侧二次电流的变化，及时调整保护装置和运行策略，确保电力系统安全稳定运行。
国外矿热炉技术发展现状浅析
国外矿热炉技术发展现状浅析李静隋欣杨宝玉闫志新中钢集团吉林电器设备有限责任公司吉林中国摘要通过对德国西马克公司矿热炉技术开发应用情况、芬兰欧托昆普及GLPS公司技术在南非应用情况的简单介绍，了解国外矿热炉技术发展动态，为我国矿热炉技术研发提供一点参考。
关键词矿热炉埋弧炉直流等离子炉概述在世界铁合金生产过程中，原料供应和生产成本始终处于最重要的地位。
南非因为拥有丰富的矿产资源，长期以来铁合金生产一直处于领先地位。
随着时间的推移，优质矿产资源日益减少，加上环境保护意识的增强，有效利用劣质矿产资源，降低生产成本成为铁合金生产商不断追求的目标，矿热炉生产技术的发展主要就是围绕这条主线展开的。
一、原料美国政府地质局最新调查表明[1]：世界铬铁矿资源总量超过120亿吨。
世界上铬铁矿资源丰富的国家主要有南非、哈萨克斯坦、印度、巴西等国。
南非和哈萨克斯坦是世界上两个铬铁矿资源最丰富的国家，其铬铁矿资源量约占世界铬铁矿资源量的95％。
全世界商品级铬资源（Cr2O3 45%）大约在4.74亿吨。
南非占全世界经济储量的75%，全部储存在布什维尔德杂岩体[1]。
最大矿山体是LG3和LG4铬铁矿层，在布什维尔德杂岩体西部，Cr2O3 50%、Cr/Fe=2.0。
经济分组是LG6、Cr/Fe=1.5-2.0，MG1/2、Cr/Fe=1.5-1.8和UG2（见表1）[2]。
UG2、Cr/Fe =1.3-1.4是铂族金属的主要来源。
表1 UG2、MG2和LG6铬矿组分、尺寸分布和平均颗粒尺寸象铬矿一样，南非大量的锰矿集中在西北地区卡拉哈尔锰矿。
据美国地质局最新调查表明南非占全球已探明锰矿储量的80%。
南非锰矿有两种类型：一种是碳酸盐型，品位低（含锰38%）、Mn/Fe比高（含铁4%），另一种是硅酸盐型，品位高（含锰40%-48%）、Mn/Fe比低（含铁18%-12%）。
与铬矿和锰矿相比，矿石中钒含量很低，通常在2%左右。
据美国地质局估计全世界钒矿储量为6300万吨。
变压器基准侧二次额定电流
变压器基准侧二次额定电流摘要：一、变压器基准侧二次额定电流的概念与意义二、基准侧二次额定电流的计算方法三、基准侧二次额定电流的应用场景四、注意事项与实用建议正文：一、变压器基准侧二次额定电流的概念与意义变压器基准侧二次额定电流是指在变压器基准电压、基准功率条件下，基准侧的二次电流。
它是一个重要的参数，用于设计、选型和运行控制。
了解这个参数，可以帮助我们更好地掌握变压器的性能和安全。
二、基准侧二次额定电流的计算方法1.计算公式：基准侧二次额定电流= 基准侧二次负荷/ 变压器基准电压2.计算实例：假设一台变压器的基准电压为100V，基准功率为100kW，二次侧负荷为40kW，那么基准侧二次额定电流为：40kW / 100V = 0.4A。
三、基准侧二次额定电流的应用场景1.设计选型：在设计电力系统时，根据负荷需求和变压器基准电压，可以计算出基准侧二次额定电流，从而选择合适的变压器。
2.运行控制：在实际运行中，监测基准侧二次电流，可以判断变压器的负荷情况和运行状态，确保设备安全。
3.故障诊断：当变压器发生故障时，可通过分析基准侧二次电流的变化，判断故障原因和程度。
四、注意事项与实用建议1.计算基准侧二次额定电流时，要确保所使用的电压、功率等参数准确无误。
2.在运行控制中，要密切关注基准侧二次电流的变化，及时调整负荷，避免过载或欠载。
3.根据基准侧二次电流，定期检查变压器的绝缘状态，确保设备安全运行。
4.对于电力系统的设计和运行人员，了解基准侧二次额定电流的计算方法和应用场景十分重要。
在日常工作中，应熟练掌握这些知识，提高电力系统的安全性和稳定性。
通过以上分析，我们可以看到，变压器基准侧二次额定电流在电力系统中的重要性。
电弧炉负荷及其对电能质量的影响分析
电弧炉负荷及其对电能质量的影响分析为了了解电弧炉对电能质量和电能效率影响的产生原因，需要对电弧炉设备的特殊性做一下简单介绍。
1.1 电弧炉分类和工作原理电弧炉是利用电弧能来冶炼金属的一种电炉。
工业上应用的电弧炉可分为三类：第一类是直接加热式，电弧发生在专用电极棒和被熔炼的炉料之间，炉料直接受到电弧热。
主要用于炼钢，其次也用于熔炼铁、铜、耐火材料、精炼钢液等。
第二类是间接加热式，电弧发生在两根专用电极棒之间，炉料受到电弧的辐射热，用于熔炼铜、铜合金等。
这种炉子噪声大，熔炼质量差，已逐渐被其它炉类所取代。
第三类称为矿热炉，是以高电阻率的矿石为原料，在工作过程中电极的下部一般是埋在炉料里面的。
其加热原理是：既利用电流通过炉料时，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。
所以又称为电弧电阻炉。
1.2 电弧炉的组成设备∙炉用变压器电弧炼钢用变压器应能按冶炼要求单独进行电压电流的调节，并能承受工作短路电流的冲击。
电炉变压器额定电压的选择要考虑许多因素。
若一次侧电压取高些，则系统电抗小，短路容量大，可减少闪变，但须增加配电装置费用。
若二次电压高些，则功率因素较高，电效率较高，但电弧长，炉墙损耗快，综合效率变低。
一般电炉变压器二次侧均为低电压（几十至几百伏），大电流（几千至几万安）。
为保证各个熔炼阶段对电功率的不同需要，变压器二次电压要能在50% ~70%的范围内调整，因此都设计成多级可调形式。
调整方法有变换、有载调压分接开关等。
变压器容量小于10MVA者，可进行无载切换；容量在10MVA 以上者，一般应是有载调压方式。
也有三相分别设置分接头装置，各相分别进行调整，可以保障炉内三相热能平衡。
与普通电力变压器相比，电炉专用变压器有以下特点：a.有较大的过负荷能力；b.有较高的机械强度；c.有较大的短路阻抗；d.有几个二次电压等级；e.有较大的变压比；f.二次电压低而电流大。
电炉变压器和电弧炉的容量比一般为0.4~1.2MVA/t。
变压器二次侧的感应电流
变压器二次侧的感应电流
变压器二次侧的感应电流是由一次侧的输入电流在次侧产生的感应电动势产生的。
当一次侧有交变的磁通穿过铁芯时，根据电磁感应原理，会在二次侧产生感应电动势。
这个感应电动势的大小与磁通的变化率成正比。
BPe=-dψ∕dto
二次侧的感应电流i=-（d中∕dt）∕R,其中R为二次侧的负载电阻。
当二次侧接上负载时，感应电流将在负载上产生感应电动势，这个电动势与一次侧的磁通变化率成正比。
需要注意的是。
变压器二次侧的感应电流不仅与-次侧的输入电流和磁通变化率有关，还与二次侧的负载电阻有关。
如果二次侧开路，即没有负载电阻，则二次侧不会产生感应电流。
因此，在实际应用中，需要合理选择变压器的规格和负载电阻的大小，以确保二次侧的感应电流在合理的范围内。
制表: 审核: 批准:。
《电炉变压器设计》出版消息
热功率为 ５ ７ ｋ Ｗ。炉膛空间为宽× 深× 高 ＝８ ０ ０ ｍｍ ×１ ２ ０ ０ ｍｍ ｘ
８ ０ ０ ｍｍ。炉子工作温度为 １ ２ ０ ０℃。为了使炉内温分布 均匀 ，
手人机介面 以及多区的 自动调谐 Ｐ Ｉ Ｄ调节器 。炉子最高工作温 度为 １ ３ ０ ０℃。由于罗伯特 ・ 伍莱热处理公司的大多数用 户都 是航空 、航天 、国防等工业部 门，所 以对温度不均匀性要求特 别严，本炉子的温度不均匀性小于士 ５ ℃。图 １ 【 花 皑 摘】
况 时发 出报警 ；② 变压 器 的二次 侧 电压等 级调 节 ，根 据炉 况调 节 输入 炉 内总功率 的大 小 ，确保 冶炼 温度 能 满 足工 艺要 求， 变压器 二 次 电压 等级 是在 有 载的情 况
控制操作，避免 了由于控制造成 的误差和滞 后，并依据 炉况变化进行动态优化 ，电极 的位置动态地依据 炉 内功 率变化 进行 同步调节 ，改善 电炉运 行过程 的动态性 能， 提高入炉 内功率，达 到节能增产的 目的 。
参考文献： ［ １ 】卢海燕 ，韩 星，梁香 宁，等． 钛渣埋弧炉 的设计 ［ Ｊ 】 ． 工
Ｖ ｏ １ ． ４ ，Ｎｏ ． １ ，ｐ ３ ６（ 英）
美 国 Ｇｒ ｉ ｅ ｖ ｅ电炉公 司最近研制成功充惰性气体 的重型厢式 炉。该炉子用于钛材热处理。加热元件 采用镍一铬丝线圈，加
功 功率 、无功功 率 、视在 功率 、功 率 因数 、暂态 过 电
压 、电压相 序 、电流相 序，总有 功 电能 、总 无功 电能等
本书由正高级工程师张懋鲁编著， 全书约 ６ ０ ０ 千字， 拟于 ３月末由吉林科学技术 出版社 出版，有意购买
电热设备电力装置设计规范GB50056-93
在修订编制本规过程中，修订组进行了大量的调查研究、试验验证，并广泛向全国有关单位和个人征求意见和函审，最后由我部会同有关部门审查定稿。
本规共分七章和二个附录。
主要容有总则，基本规定，电弧炉、矿热炉和工频、中频、高频感应电热装置以及电阻炉的主电路系统、设备选择和布置、保护、控制、信号和测量等。
在本规执行过程中，如发现需要修改或补充之处，请将意见及有关资料寄交机械工业部设计研究院（王府井大街277号，邮政编码100740），以便今后修订时参考。
机械工业部1993年5月第一章总则第1.0.1条为使电热设备电力装置（以下简称电热装置）的设计执行国家的技术经济政策，做到技术先进、安全可靠、节约电能、经济合理、便于维修，制订本规。
第1.0.2条本规适用于新建的电弧炉、矿热炉、感应电炉、感应加热器和电阻炉等电热装置的设计。
第1.0.3条电热装置的设计除应遵守本规的规定外，尚应符合国家现行有关标准、规的规定。
第二章基本规定第2.0.1条电热装置宜属于二级或三级负荷，当事故停电将在国民经济上造成重大损失的多台大型电热装置宜属于一级负荷。
电热装置的辅助设备的负荷等级应根据事故停电所造成损失或影响的程度确定。
第2.0.2条电热装置的变压器、变频或变流装置与电炉或加热器的距离应小，但应便于操作、维护和检修。
第2.0.3条电热装置应设置能满足维修安全和正确操作要求的联锁装置。
第2.0.4条电热装置的继电保护装置、测量仪表、控制电器和导线的设置，应便于操作、监视和维修，并应避免受热、受潮、受电磁感应、受撞击和积聚灰尘。
第2.0.5条高频、中频电流或工频大电流导体的截面选择和布置，应减少由于集肤效应和邻扰效应所引起的导体中电流的不均匀分布。
第2.0.6条电热装置导体的支架、保护遮板、套管、铠装、紧固件和邻近的金属部件的设置和材料的选择，当在频率较高或电流较大时应减小感应发热的影响。
第2.0.7条电热装置短网的配置应做到电阻和电抗较小，并应使三相阻抗平衡。
电力电子应用技术 第5版答案 第2章 思考题和习题
思考题和习题1. 单相全控桥式整流电路带大电感负载，U2=220V，R d=4Ω，计算α=60︒时，整流输出电压U d、电流平均值I d。
如果负载端并接续流二极管，其U d和I d又为多少？并求流过晶闸管和续流二极管的平均电流和有效值电流，画出这两种情况的电压和电流波形。
解：(1) 因为电路带大电感负载，所以电流连续。
整流输出电压U d = 0.9U2cosα =0.9220cosα⨯⨯= 99V；电流平均值I d = U d/R d = 24.75A；流过晶闸管的平均电流I dVT = 12I d = 12.375A；流过晶闸管的有效电流I VT = 12I d = 17.50A。
(2) 若负载端并接续流二极管，则整流输出电压U d = 0.9U21cos2α+=1cos600.92202+⨯⨯= 148.5V；电流平均值I d = U d/R d = 37.125A；流过晶闸管的平均电流I dVT = 2παπ-I d = 32πππ-I d = 12.375A ；流过晶闸管的有效电流I VT =2παπ-I d = 21.43A ； 流过续流二极管的平均电流I dVDR = απI d = 13I d = 12.375A ；流过续流二极管的有效电流I VDR =απI d = 21.43A 。
2. 单相全控桥式整流电路，U 2=200V ，R d =2Ω，电感L 极大，反电动势E =100V ， 当α=45︒时，试求：(1)画出u d 、i d 、i VT1、i 2和u VT1的波形。
(2)计算整流输出电压U d 、电流平均值I d 、晶闸管电流的平均值I dVT 和有效 值I VT 以及变压器二次电流有效值I 2。
(3)按2倍裕量确定晶闸管的额定电流。
解：(1)(2) 整流输出电压U d = 0.9U 2cos α = 127.28V ； 电流平均值 I d =d dU ER -=13.64A ； 晶闸管电流的平均值I dVT = d2I =6.82A ； 晶闸管电流的有效值I VT =d2； 变压器二次电流有效值I 2 = I d = 13.64A 。
电炉可控硅整流器应用与故障处理1
电炉可控硅整流器应用与故障处理（廖国斌）2 电炉可控硅整流器应用与故障处理2.1直流电弧炉装备特点及冶炼工艺世界上最先发明使用的炼钢电弧炉是直流电弧炉。
因受限于电力电子器件容量的制约，制造大容量直流电弧炉整流器很困难，曾一度停顿而走交流电弧炉发展道路。
随着大容量整流装臵的开发应用和电子计算机技术的发展，通过交直流两种电弧炉的运行比对，发现直流电弧炉比交流电弧炉在吨钢电耗与电极消耗方面具有一定的优势。
自1989年起世界上又兴起了大型直流电弧炉建设高峰期，在日本东京制铁一座160吨直流电弧炉于1989年8月投产之后，仅1995至1996两年时间世界上就有近25座大型直流电弧炉投入运用。
近阶段，一方面高阻抗交流电弧炉技术的发展缩小了与直流电弧炉在消耗指标上的差距，但同时直流电弧炉整流器与底电极的可靠性也不断提高，因而呈现出交直流大容量电弧炉并存格局。
目前国内设计制造超高功率直流电弧炉的能力还相当有限，最高仅达到50吨直流电弧炉，最主要制约因素是大容量电力电子装臵的制造技术，所以当前国内运行的大功率直流电弧炉成套设备基本都是引进，如苏钢100吨、兴澄特钢100吨、特钢100吨、杭钢80吨、宝钢150吨等。
国外直流电弧炉最有代表性的公司：法国IRSID、德国ABB、MAN/NKK、WoestAlpine、Fuchs、US/CLECIM等。
所制造的直流电弧炉均向超大功率发展，其技术和产品各厂商均体现了各自的设计特点，经国内实际运用检验，以稳定性来看，ABB的产品较好，而US/CLECIM 公司因无直接生产厂家作技术支持，产品的运行稳定性较差。
钢150t超高功率双炉壳直流电弧炉是由法国CLECIM公司整体引进的。
图2－１所示为直流电弧炉冶炼电源基本回路组成。
电炉的供电电源是由三套整流器装臵EB51、EB52和EB53组成，整流器输出的负极连接到炉顶石墨电极，正极经底电极切换开关连接到两个炉底底电极中的一个，冶炼时石墨顶电极和底电极经炉内的废钢或钢水之间产生电弧，形成炉内能量的供给源。
工业硅矿热电炉无功补偿的方法
工业硅矿热电炉无功补偿的方法郑国华【摘要】介绍了工业硅电炉各种可能的无功补偿接入方式,从原理上分析了各类补偿的优缺点,为补偿方案的进一步优化提出了意见.【期刊名称】《有色金属设计》【年(卷),期】2011(038)004【总页数】4页(P32-34,39)【关键词】工业硅电炉;横向补偿;纵向补偿;低压侧补偿【作者】郑国华【作者单位】昆明有色冶金设计研究院股份公司,云南,昆明,650051【正文语种】中文【中图分类】TM924.71根据国标《GB21341－2008铁合金单位产品能源消耗限额》中规定，对于新建75硅铁项目的单位产品冶炼电耗限额定值≤8 500 kWh/t，建议先进值≤8 300 kWh/t，现已建成的项目值≤8 800 kWh/t。
由此规定可见，高能耗的硅铁项目准入门槛已经提高，硅铁项目的节能降耗设计水准及企业内部挖潜改造已势在必行。
按电炉变压器额定容量计算75硅铁的产量。
其计算公式为:式中:SN——变压器额定容量;Q——硅铁产量，t/h;A——产品单位电耗，kWh/t;cosΦ1——电炉功率因数，取 12.5 MVA 为0.85，26 MVA为0.77;k1——因电压波动而引起的功率变化系数，取0.97;k2——功率利用系数，取 0.85。
龙陵永昌硅业项目中12.5 MVA电炉平均产量为1.113 t/h，最大产量1.207 t/h，平均产量26.703 t/d，最大产量28.977 t/d。
26 MVA电炉平均产量2.096 3 t/h，最大产量2.275 t/h，平均产量50.314 t/d，最大产量54.600 t/d。
一期工程建设2台12.5 MVA电炉及2台26 MVA电炉，可产硅铁50 830.861 t。
二期工程建设3台26 MVA电炉，可产硅铁49 810.761 t，一、二期工程建设可产硅铁100 641.623 t。
综上所述，如项目有能力在电炉低压侧投入无功补偿装置，使功率因数升至0.93，则产能将提高10% ～20%左右。
电炉短网设计浅析
电炉短网设计浅析摘要：本文简要分析了短网的组成，短网的基本要求、短网对于电炉使用以及电力运行的重要性，简要阐述了短网的布置方式以及布置方式对于电炉运行的影响。
关键词：电炉；短网；布置方式；节能1 引言近几年来随着电石以及铁合金市场的有力前景，电石以及铁合金冶炼也越来越多，对于高耗能的行业来说，如何提高电力运行指标，节省有色金属的使用更是至关重要。
我国是工业大国，更是能源消耗比较高的国家，虽然用电基本普及，但是在耗电峰期，电力供应不上的情况还是时有发生，所以对于提高电力运行指标节省用电量意义非凡。
2 短网的组成短网是指从电炉变压器的二次侧引出线至电炉电极的大电流全部传导装置。
如图1所示为电炉短网示意图，可分为下列四部分：图1 短网线路示意图1-补偿器；2-母线排；3-上导电连接板；4-软母线；5-下导线连接板；6-导电铜管；7-铜瓦；8-电极（1）穿墙硬母线段：包括由紫铜皮组成的温度补偿器、紫铜排或铜管组成的硬母线，以穿过墙壁，连接变压器与电炉。
（2）U型软母线段：由紫铜软线或铜皮组成，也称可挠母线，以便于电极升降。
其两端分别通过上、下导电连接板（或称集电环）与两端固定的硬母线连接。
（3）炉上硬母线段：由铜管组成，在炉面上方把电流送至铜瓦。
由于炉面温度很高，这段铜管必须通水冷却。
（4）铜瓦和电极：是把电流输入炉内的特殊传导装置。
3 对短网的基本要求短网的主要作用是传输大电流，故短网中的电抗和电阻在整个线路中占很大比重，足以决定整个设备的电气特性，因此必须满足下面几个基本要求。
3.1 有足够的载流能力实质上就是要保证导体有足够的有效截面积。
首先要按照适当的截面平均电流密度确定导体的截面积，常用的电流密度值如表1所示。
导体的有效截面主要是考虑交变电流集肤效应的影响，根据理论研究和计算，要求实心矩形截面的紫铜排、板的厚度不超过10mm，铝排、板的厚度不超过14mm，宽和厚度的比值尽可能大；对于空心铜管，壁厚不超过10mm，管外径与壁厚的比尽可能大。
如何快速检查电弧炉变压器二次侧无弧流及如何检查水冷电缆是否完好的方法
如何快速检查电弧炉变压器二次侧无弧流及如何检
查水冷电缆是否完好的方法
在电弧炉生产过程中突然发现某相电极无弧流或弧流明显不能调节的现象，针对此现象可以从以下几个方法中快速检查故障原因。
1、检查变压器输出的三相弧压是否正常，送电过程中看三相电极是否自动下降，如果正常可判断变压器一次侧三相高压输入没有故障。
2、确定一次侧没有故障后，检查二次侧的电流互感器是否完好，线路是否有开路现象。
3、检查确认如没有问题后，可判断在导电铜臂后侧有问题，这时可简单快速的对水冷电缆进行检查判断是否完好。
（1）、根据导线在通过电流时会产生电磁感应现象的原理，水冷电缆在通过电流时在电缆周围会产生电磁感应，用一小段铁棒靠近水冷电缆探测是否有电磁感应现象，如果探测铁棒与电缆靠近时没有明显的电磁感应现象，则可快速判断每一根电缆是否完好。
（2）、可快速拆下电缆一端的连接螺栓，用电焊机的一根焊线国定一端，另一端用焊条对导电断头通电点焊看是否有弧流产生，没有弧流说明电缆开路，次法也可快速检查电缆是否完好。
（3）、对水冷电缆上述的检查不能用万用表或者摇表，因为水冷电缆有水潮湿无法准确检查判断。
电弧炉工作原理
电弧炉⼯作原理电弧炉⼯作原理为了了解电弧炉对电能质量和电能效率影响的产⽣原因，需要对电弧炉设备的特殊性做⼀下简单介绍。
1.1电弧炉分类和⼯作原理电弧炉是利⽤电弧能来冶炼⾦属的⼀种电炉。
⼯业上应⽤的电弧炉可分为三类：第⼀类是直接加热式，电弧发⽣在专⽤电极棒和被熔炼的炉料之间，炉料直接受到电弧热。
主要⽤于炼钢，其次也⽤于熔炼铁、铜、耐⽕材料、精炼钢液等。
第⼆类是间接加热式，电弧发⽣在两根专⽤电极棒之间，炉料受到电弧的辐射热，⽤于熔炼铜、铜合⾦等。
这种炉⼦噪声⼤，熔炼质量差，已逐渐被其它炉类所取代。
第三类称为矿热炉，是以⾼电阻率的矿⽯为原料，在⼯作过程中电极的下部⼀般是埋在炉料⾥⾯的。
其加热原理是：既利⽤电流通过炉料时，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。
所以⼜称为电弧电阻炉。
1.2电弧炉的组成设备炉⽤变压器电弧炼钢⽤变压器应能按冶炼要求单独进⾏电压电流的调节，并能承受⼯作短路电流的冲击。
电炉变压器额定电压的选择要考虑许多因素。
若⼀次侧电压取⾼些，则系统电抗⼩，短路容量⼤，可减少闪变，但须增加配电装置费⽤。
若⼆次电压⾼些，则功率因素较⾼，电效率较⾼，但电弧长，炉墙损耗快，综合效率变低。
⼀般电炉变压器⼆次侧均为低电压（⼏⼗⾄⼏百伏），⼤电流（⼏千⾄⼏万安）。
为保证各个熔炼阶段对电功率的不同需要，变压器⼆次电压要能在50%~70%的范围内调整，因此都设计成多级可调形式。
调整⽅法有变换、有载调压分接开关等。
变压器容量⼩于10MVA者，可进⾏⽆载切换；容量在10MVA以上者，⼀般应是有载调压⽅式。
也有三相分别设置分接头装置，各相分别进⾏调整，可以保障炉内三相热能平衡。
与普通电⼒变压器相⽐，电炉专⽤变压器有以下特点：a.有较⼤的过负荷能⼒；b.有较⾼的机械强度；c.有较⼤的短路阻抗；d.有⼏个⼆次电压等级；e.有较⼤的变压⽐；f.⼆次电压低⽽电流⼤。
电炉变压器和电弧炉的容量⽐⼀般为0.4~1.2MVA/t。
基于电子式互感器的整流变压器阀侧大电流采集方案实现
基于电子式互感器的整流变压器阀侧大电流采集方案实现李国斌;姜睿智;刘星;栗磊;刘志远【摘要】分析整流变压器阀侧特点并提出一种测量整流变压器阀侧大电流采集方法。
采用特制异型电子式电流互感器、电流采集器、合并单元完成整流变压器阀侧大电流采集，解决了整流变压器低压侧大电流采集问题。
分析阀侧电流录波数据，实际采集电流波形和桥式整流电路理论分析结果一致。
该方法为进一步实现整流变压器网侧及阀侧差动保护提供阀侧电流，且可实现整流变压器阀侧桥臂状态监视，为冶金、化工企业整流变压器用户更好调节整流机组之间配合提供依据。
%The characteristics of the valve side of rectifying transformer are analyzed, and the measurement method of the valve side high current collection of the rectifying transformer is proposed. The valve side high current collection of the rectifier transformers is completed by using special shaped electronic current transformer, current collector, and merging unit. The collection problems of low voltage side current of the rectifier transformer are solved, recording data of the valve side current is analyzed, and the differential protection scheme for the differential protection is made possible, state monitoring of the valve side can be realized. To provide evidence for regulating rectifier units in metallurgical industry and chemical industry.【期刊名称】《电力系统保护与控制》【年(卷),期】2014(000)018【总页数】5页(P139-143)【关键词】整流变压器;电子式电流互感器;整流变压器阀侧;阀侧电流采集;整流变压器差动保护【作者】李国斌;姜睿智;刘星;栗磊;刘志远【作者单位】许继电气股份有限公司，河南许昌461000;许继电气股份有限公司，河南许昌 461000;许继电气股份有限公司，河南许昌 461000;国网宁夏电力科学研究院，宁夏银川 750001;宁夏电力公司，宁夏银川 750001【正文语种】中文【中图分类】TM77在冶金、电化学企业，生产中一般采用大功率整流装置供电。
- 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)。
测量电炉变压器二次侧电流的研究摘要：本文以鄂尔多斯双欣化工密闭电石炉电极电流为研究对象。
由于该工厂根据一次侧电流和变压器变比估算二次侧电流，测量数据难以精确。
根据电极电流测量精度的要求，本文通过变压器运行机理分析和电流交换器的性质设计推导出一种方法。
该方法自运行以来稳定、可靠、操作简单，有效提高了工作效率。
关键词：电炉变压器；电极电流；电流变换器；MATLAB仿真The research measuring secondary current of the furnace transformerJIA Hua1, GUO Xiang chao1，LEI Yu zhi 2School of Information Engineering Inner Mongolia University of Science and Technology, Baotou 014010, China;School of Engineering Shanxi University，taiyuan 030013，China.Abstract: this paper taked closed electrode current of calcium carbide furnace on Shuangxin chemical industry limited company as the object of study Erdos. Since the factory according to Primary current and the ratio of transformer estimate secondary current, it is difficult to accurately measure data. According to the requirements of the accuracy of measurement about the electrode current, this paper through the analysis about the transformer operation mechanism and the nature of the current switch derived a method. Since the operation of the method，it is stable, reliable, easy to operate, and improves the working efficiency. Keywords: the furnace transformer; electrode current; he current switch;MATLAB simulation1前言随着国家节能环保政策的实施，高耗功率企业必须高效率的生产创造更高的利润，才能适应发展的需要。
电石生产作为高耗能产业，电石生产的关键在于控制好反应温度，所以控制好电极电流，达到电石生产的最适温度，成了首要因素，而电极电流达到数万安培，精确测量电弧电流有一定的难度，经过考察，目前有几种测量电极电流的方法。
（1）变压器改为串联变压器或自耦调压变压器，根据其三次电压和低压侧呈线性变化的特点，在串联变压器或自耦调压变压器的三次侧接电流互感器，此种方法测量误差小，但制造成本较高。
（2）根据短网电流和电极电流的关系，选取短网中并联导体中的一根进行测量，解决了电流大不易测量的问题，但是测量误差较大，而大于8000/5的电流互感器造价较高，所以此种方法具有较强的局限性。
（3）采用Rogowski线圈(简称罗氏线圈)直接测量二次侧电流，罗氏线圈作为电子式电流互感器的一种，具有测量范围宽、测量精度高、无磁饱和、频带范围宽、体积小、易于数字量输出等一系列优点，但是测量装置的成本高。
（4）利用电流变换器通过一次侧间接测量电极电流值，二次侧电流和电流互感器的电流成等比关系可使直调变压器的电极电流的测量简单化，从而推广使用直调变压器。
本文是针对上述电极电流测量方法存在的不足，在分析了变压器和电流变换器运行机理的基础上，提出了更加精确的计算方法，通过理论推导和计算机仿真，再加上工程实践，验证了此方法的可行性2电炉变压器的特点和工作原理2.1部分符号及含义Iow图121V V ，为变压器一、二次侧端电压；21I I ，为变压器一、二次侧电流；0I 为变压器空载电流；'2I 为变压器一次总电流的负载分量；21R R ，为变压器一、二次侧电阻；21X X ，为变压器一、二次侧电抗；21Z Z ，为变压器一、二次侧阻抗；21f f ，为变压器一、二次侧功率因数角；C B A I I I ，，为变压器一次侧相电流；c b a I I I ，，为变压器二次侧线电流；0C 0B 0A I I I ，，以为变压器三相空载电流；C B A φφφ，，为变压器一次三相功率因数角．2.2特点电炉变压器是专门用于电炉冶炼的特种变压器。
它具有过载能力大、机械强度高等特点。
电炉变压器一般具有20%～30%的过载容量。
其二次端输出为低电压、大电流。
低压侧配有电压调节装置，以供在不同熔炼阶段调节电弧炉的输入功率之用，电炉变压器将电网中的高压小流量电转化为适合电炉生产的低压大电流电，通过短网、三相电极将变压器二次侧低压大电流电输送到电石炉，电流流过炉料产生电弧热和电阻热，炉料凭借此热量在1800~2200℃的高温下发生反应。
2.3工作原理变压器空载运行时空载电流0I 产生的励磁磁势建立主磁通φ ,励磁电流0I 包括两个分量:单独产生磁通的磁化电流0wI 和对应于铁芯损耗的有功电流0yI ，将主磁通感应的电势1E -沿0I 方向分解为分量m 0m 0X I R I 和的相量之和，以便得出空载时的等效电路，相量图如图1所示.变压器负载运行时，二次侧电流流通其值取决于二次侧电压和负载阻抗的值，由二次负载电流引起的磁势在铁心中产生一定的负载磁通，其相位与二次电流相同．但是，由于一、二次负载安匝是相等的，所以二次负载电流直接被一次负载电流所平衡．二次负载磁通同样被一次负载磁通所抵消．一次负载磁通与一次负载平衡电流同相位，所以它与二次负载磁通相位相反，数值相同．相量图如图2所示，一次电路的总电流等于一次负载电流与空载电流的向量和，根据磁势平衡原理，得出)I -I (N N -I N N -I 0121'2212==3．测量二次侧电流的改进 3.1电流变换器的原理与结构直调式炉变各级电流比不为常数，所以要在炉变一次侧的电流互感器与测量仪表中间加一个可调电流比的变换器——电流变换器，使各级二次电压的电极电流和电流变换器输出电流之间的比值为一固定数值电流交换I 2jI 2A B C a b c ••••••图4器包括连续式触点盘和可调式电流互感器CT2，为防止出现问题，在可调式电流互感器次级加入一个1:1的隔离互感器CT3（如图3），cn1n I I =K ， c2n cn cnI I K =， 2n1n n I I K =式中K 为电流互感器CT1变比；n K 为变压器第n 分接头对应变比 ；cn K 为电流互感器CT2第n 分接头对应变比；n 2n 1I I ，为变压器第n 分接头对应一、二次侧电流； n 2c cn I I ，为电流互感器CT2第n 分接头对应一、二次侧电流；从电炉变压器的一次侧每一相通过电流互感器引出线连接到有载分接开关操动机构的连续式触点盘中，连续式触点盘是保证有载分接开关的选择切换同时电流互感器不开路的一个关键设备。
将连续式触点盘与可调式电流互感器相连接。
保证变压器的可调式电流互感器档位调节同步，变压器档位与电流互感器的档位相同。
3.2二次侧电流的测量原理 3.2.1电弧电流建模本文讨论电炉变压器的Y/△接法，绕组连接方式为Y ／△-11．在电石炉中的电极电流即电炉变压器的二次侧电流。
变压器绕组接线图如图4由图可知，二次侧线电流可用一次侧相电流表示})I -I (-)I -I ({N N I B0B A 0A 21a = （1） })I -I (-)I -I ({N N I C 0C B 0B 21b =（2）})I -I (-)I -I ({N N I A 0A C 0C 21c =（3）以上均为向量，并且0I I I c b a =++，0I I I C B A =++,可以通过以上一次侧相电流和空载电流的关系计算二次侧电流，在实际应用中可以用各量的瞬时值代替向量进行计算．在实际生产电石控制系统中，现场检测到的是电流的有效值．为了利用现场已有的检测数据，本文在式(1)～式(3)的基础上，给出了电弧电流的有效值计算公式．由图1可以看出，空载电流0I 可以沿主磁通方向和一次感应电势1E -方向分解为两个分量；一次电流1I 也可以沿以上两个方向分解为两个分量，即11sin I ϕ和11cos I ϕ．在实际中，一次侧电势平衡方程式σ111111X I j R I E -U ∙∙∙∙++=，存在一个较小的幅值差和相位角，近似认为两者相等，即得1ϕ是1U ∙和1I ∙相位角，设图2为变压器A 相的向量图，B 相和C 相依次与A 相差一120°和一240°，可得到三相电弧电流的有效值计算公式(4)～式(6)：2221a N N I b a +=（4） 2221b N N I d c +=（5） 2221c N N I f e +=（6）其中）（ 30cos I -sin I B B A A +=φφasin30I -cos30I I -0B B 0A +）（ 30sin I -cos I b B B A A +=φφb CT1CT3电炉电流变换器原理图123456图3sin30I cos30I I -0B B 0A +-）（）（ 30cos I 30cos I c C C B B -++=φφsin30I cos30I sin30I cos30I -0B 0B 0C 0C +--）（）（ 30sin I 30sin I d C C B B --+-=φφsin30I cos30I sin30I cos30I 0B 0B 0C 0C ++-+0A A A C C I sin I 30cos I e +---=φφ）（sin30I cos30I 0C 0C +-0A A A C C I cos I 30sin I f +--=φφ）（sin30I cos30I 0C 0C +-3.2.2电弧电流估算在正常生产电石过程中，电炉变压器一次侧电流通常在数百安培，空载电流通常在10 A 以下．当忽略空载电流时，即：0C 0B 0A I I I ==，式(4)～式(6)就可得到有效的简化）（ 30cos I -sin I B B A A +=φφa ）（ 30sin I -cos I b B B A A +=φφ ）（）（ 30cos I 30cos I c C C B B -++=φφ ）（）（ 30sin I 30sin I d C C B B --+-=φφ A A C C sin I 30cos I e φφ---=）（ A A C C cos I 30sin I f φφ--=）（此时计算电弧电流所需要的辅助变量为一次侧三个相电流的有效值C B A I I I ，，及一次侧三个功率因数角C B A φφφ，，由于变压器一次侧为星形连接，因此0I I I C B A =++，C B A I I I ，，三个电流向量构成一个三角形，如图5所示，当已知C B A I I I ，，有效值时，可以根据余弦定理计算出三角形的三个内角C B A θθθ，，的值CB 2A 2C 2B A I 2I I -I I arccos+=θ(7) A B 2C 2A 2B B I 2I I -I I arccos+=θ(8) CA 2B 2C 2A C I 2I I -I I arccos+=θ(9)因一次侧电压保持不变，由图5可知，60-C A B +=θφφ， 60--B A C θφφ=代入式化简得：21nC21nB 21nA n 2na I -2I 2I K I += (10) 同理 21nA21nB 21nC n 2nb I -2I 2I K I +=(11) 21nB21nA 21nC n 2nc I -2I 2I K I +=（12) 3.3改进方法用电流交换器的原理与二次侧电流的推导过程相结合，得到测量二次侧电流的新的方法，具有直观的线性结构. 由电流互感器的结构得 c2n cn 1nA I KK I = (13)由电弧电流有效值简化计算得21nC21nB 21nA n 2na I -2I 2I K I += 21nA21nB 21nC n 2nb I -2I 2I K I += 21nB21nA 21nC n 2nc I -2I 2I K I += 联立(10)-(13)得出2c2nc2c2nb 2c2na n cn 2na I -2I 2I K KK I += 2c2na2c2nb 2c2nc n cn 2nb I -2I 2I K KK I += 2c2nb2c2na 2c2nc n cn 2nc I -2I 2I K KK I += 令k K KK n cn =（k 为常数）An 2c2nc 2c2nb 2c2na I I -2I 2I =+Bn 2c2na 2c2nb 2c2nc I I -2I 2I =+m变压器一次侧三相电流向量图Cn 2c2nb 2c2na 2c2nc I I -2I 2I =+即An 2kI I =na ，Bn 2kI I =nb ，Cn 2kI I =nc ，电极电流随着测量的一次侧数据线性变化， 4 Simulink 模型仿真 在Matlab7.10的Simulink 环境下，利用其丰富的模块库，基于变压器数学模型，建立三相相变压器仿真模型,通过改变二次侧负载得到不同的二次侧电流（系统值），同时运用本文方法计算二次侧电流值（计算 值），比较结果如图6 为了说明计算值和系统值逼近程度，通过拟合度公式进行检验，结果表明符合工程应用的要求。