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1、关于同相逆并联在整流装置中应用的讨论来源：中国论文下载中心摘要：关于同相逆并联在生产中的运用随着国家近几年来经济的高速发展，氯碱行业也迎来了前所未有的高潮。目前全国已建和在建离子膜烧碱已近716.25万吨/年，其中已投产358.25万吨/年，在建、计划建的大约在358万吨/年，基本上都是采用先进的离子膜电解槽，而且90%以上都是复极式电解槽，单槽直流电流10KA15KA之间，直流电压300V450V之间，这种规格电槽的电流电压决定了整流装置的容量属高压、小电流 关键词：同相逆并联 整流装置 应用 随着国家近几年来经济的高速发展，氯碱行业也迎来了前所未有的高潮。目前全国已建和在建离子膜烧碱已近7
2、16.25万吨/年，其中已投产358.25万吨/年，在建、计划建的大约在358万吨/年，基本上都是采用先进的离子膜电解槽，而且90%以上都是复极式电解槽，单槽直流电流10KA15KA之间，直流电压300V450V之间，这种规格电槽的电流电压决定了整流装置的容量属高压、小电流。从国内离子膜复极槽所配整流装置来看，直流电流Id=15KA左右，直流电压Ud=300V450V，一台整流装置对应一台电解槽居多。但从整流装置的定货情况来看，国内制造的整流装置无一例外都采用同相逆并联技术，从国外引进的有采用非同相逆并联的整流装置。而且都是用户要求采用同相逆并联技术，说明同相逆并联这种先进技术很有市场，问其为
3、什么要采用同相逆并联技术，回答都不是很充分，因为其他都采用，所以要采用。说明对同相逆并联的认识不是很了解，或者了解不够深入。同相逆并联是一种技术，是一种在交流导排电流大，导排距离长的条件下减小感抗优势比较明显的技术，但当交流导排距离短，电流小，在这种条件下，它的技术优势就不明显，原有的优势就退位了，其他方面劣势就凸显出来，成为主要矛盾。它的整体优势就不是唯一的最佳选择，为让大家对同相逆并联在整流装置中的应用进一步了解，特对同相逆并联的技术特点作一定量分析。一、同相逆并联的技术特点是什么同相逆并联就就是利用相同相位、极性相反的两根导排组成的母线在整流装置中并联应用，要求条件是变压器阀侧由一个线圈
4、分为二个线圈，而且要反极性使用，见图一：图一它的特点就是利用通过导体产生的磁力线相互抵消，达到减少导排的互感，最终减少母线的交流阻抗，达到提高功率因数的目的。当导排中的电流达到一定数值以上时，导排中电流产生的磁力线在周围的钢结构中产生电动势，形成涡流，涡流电流使钢结构发热，生成附加损耗。采用同相逆并联后，可以减少这种附加损耗。同相逆并联接线如图二所示：整流柜内，如在t1t2时间内，a11、a21对b16、b26都同时导电，过60电角度后，a11、a21对c12、c22同时导电，其它导排电位处于低电压，硅元件不导通，电路中电流通过，a21、a11、c12、c22分别形成逆并联电路，其他时间类推。
5、导通顺序如图三所示： 图二图三现在来分析同相逆并联在工作时减小互感的工作原理，此时电路电抗以a相来说明，如：a11相的电感L1等于本相的自感加、减本相与其它导电相的互感。L1= La11 Ma11。a21+ Ma11。b26- Ma11。b16自感按公式计算：互感按公式计算：式中：L导排长度，cmD导排自几何均距，D=0.224（a+b），cm。（a、b分别为导排的宽和高）导排互几何均距，D=1/(4d1 d2)d2-(d1- d2)2 ln(d1- d2)2+ d2 +1/(4d1 d2)(d12- d2)ln(d12+ d2) +1/(4d1 d2)(d22- d2)ln(d22+ d2)
6、 +1/(2d1 d2)d2 lnd+(d/ d1 d2)(d2- d1)arctg(d2- d1)/d +(d/ d2)arctg (d1/d) +(d/ d1)arctg (d2/d)-3/2 (式中d1 、d2分别为导排的长度，d为导排的间距)同理可得b26相电感L2= Lb26 Mb26。b16+ M b26。a11- Mb26。a21，同样整流柜a11和b26对应的交流母线和直流支路母线电感也依此类推。二、非同相逆并联整流接线在t1t2时间内，a1、b6同时导电，a1相的电感：L= La1-M a1。b6其它类推。式中：L导排长度，cmD导排自几何均距，D=0.224（a+b），cm
7、。（a、b分别为导排的宽和高）导排互几何均距，如前所示。三、通过一个实例计算来进行比较1、参数：直流电压450V，直流电流15KA。2、布置位置图：3、进线方式：同相逆并联：非同相逆并联整流柜内接线布置图：下面举例比较：同相逆并联，以a11、a21、b16、b26为例进行计算，交流导排截面15018mm，长度L为1500mm。L1= La11 Ma11。a21+ Ma11。b26- Ma11。b16由公式可推知，在互几何均距达到110cm时，互感的影响就可以忽略不计。所以a11的电感为：L1=（10.136-5.765+0.3）10-7 =4.67110-7 H同样计算可得b26的电感L2为3
8、.88810-7 H，等效电感按下式计算：L=（L1 L2）/4 =（3.888+4.671）/410-7=2.14010-7 H。若将交流导排长度减少为100cm，此时等效电感L为1.45810-7 H。非同相逆并联，以a1、b6为例进行计算，交流导排截面30040mm，长度L为1500mm。L= La1-M a1。b6所以a1的电感为L=（8.021-0.266）10-7 =7.75510-7 H。若将导排长度改为100cm，此时a1的电感L为4.53610-7 H。通过以上计算，我们将计算结果列表如下：导排长度连接方式150cm100cm同相逆并联L=2.14010-7 HL=1.458
9、10-7 H非同相逆并联L=7.75510-7 HL=4.53610-7 H由表格可以看出，对导排电感影响最大的是导排的长度，而非导排的互几何均距，在互几何均距达到6080cm后，导排间的互感就可忽略不计。转贴于 中国论文下载中心 http:/在整流柜内，由于现a11相对应交流母线（图中A）和直流母线（图中B）也要产生电感，并在整流柜壳体及周围钢结构中产生电动势，形成涡流。其电感值计算如下：a11相对应的交流母线A的电感为：L1= La11 Ma11。a21+ Ma11。b26- Ma11。b16 + Ma11。a11- Ma11。a21+ Ma11。b26- Ma11。b16式中，a11相对
10、应的交流母线电感用a11表示，a11相对应的直流母线电感用a11表示，La11表示a11相交流母线的自感，Ma11。a21表示a11相交流母线对a21相交流母线的互感，Ma11。a11表示a11相交流母线对a11相直流母线的互感，其余类推。经计算可得：La11=4.71810-7 H， Ma11。a21=3.68010-7 H， Ma11。a11=0.95010-7 H， Ma11。a21=0.92910-7 H，a11相对b16相和b26相互感由于间距过长（138cm左右），可忽略不计。所以a11相对应的交流母线A的电感为：L1=（4.718-3.680+0.950-0.929）10-7 H
11、=1.05910-7 H。（同理可得b26相交流母线的电感L2=1.05910-7 H）a11相对应的直流母线B的电感为：L1= La11 Ma11。a21+ Ma11。b26- Ma11。b16 + Ma11。a11- Ma11。a21+ Ma11。b26- Ma11。b16经计算可得：La11=6.43910-7 H， Ma11。a21=5.27010-7 H， Ma11。a11=0.95010-7 H， Ma11。a21=0.92910-7 H，a11相对b16相和b26相互感由于间距过长（138cm左右），可忽略不计。所以a11相对应的直流母线B的电感为：=（4.718-3.680+0
12、.950-0.929）10-7 H=1.19010-7 H。（同理可得b26相直流母线的电感L2=1.19010-7 H）而非同相逆并联，观察其柜内接线，交流导排经整流元件后，直接到总母线，因而没有这部分电感。经过以上计算，在同相逆并联中，a11相对应的总电感：La0= L1 + L1+L1=（4.671+1.059+1.190）10-7 H=6.92010-7 HB26相对应的总电感：Lb0= L2 + L2+L2=（3.888+1.059+1.190）10-7 H=6.17310-7 H等效电感计算：等效电感：（La0 +Lb0）/4=（6.920+6.173）/4=3.27310-7 H
13、而非同相逆并联等效电感为7.75510-7 H。现在对整流变压器感抗与导电相的电感进行比较。整流变压器铭牌数据如下：额定容量：8100KVA，额定电流128.1/61202，额定电压36500/382V，空载电流1.88%，空载损耗18.37KW，短路阻抗UK%=8%，短路损耗60.99KW。 Z = UK/100Ue2/S=8/1003822/（8100103）=0.00144 R=（60.99103）/32（6120）2=0.000272 X=（Z2 - R2）1/2=（14.42 1.362）1/210-4=0.00141 将此感抗值换算为电感，L=X/2f=0.00141/23.145
14、0=4.49010-6 H。（同样计算得非同相逆并联整流变压器电感为4.55410-6 H）将计算结果列于下表，比较如下： 等效电感连接方式 导线等效电感变压器等效电感同相逆并联L=3.27310-7 HL=4.49010-6 H非同相逆并联L=7.75510-7 HL=4.45410-6 H比较发现，导线产生的电感与变压器电感相比，相差一个101数量级。4、支路臂电流同相逆并联：156=2.5 KA非同相逆并联：153=5 KA5、支路元件数，按一般选择，3英寸元件整机安全系数取3.5倍。a.同相逆并联2.5 KA3.53=2.9 KA，可选3只3KA的元件2.5 KA3.54=2.1 KA
15、，可选4只2KA的元件选择4只元件并联，当损坏一只元件后，由余下的3只元件并联运行。还要考虑均流系数的变化，如均流系数低，将造成连锁反应，最终把支路余下的3只元件全部烧坏。均流系数=（各元件电流实际值之和/并联元件数）并联元件的最大电流出厂可按0.9校正。选3只3KA元件安全系数太高，因为每臂损坏两只元件后，仍可正常运行（臂电流2.5KA，元件电流为3KA），选2只3KA的元件已经满足要求，安全系数定得太高，实际上是一种浪费。每支臂 2只 共24只 3000A 2.4倍（最低1.2倍）每支臂 3只 共36只 3000A 3倍以上每支臂 4只 共48只 2000A 3倍以上安全系数的取值与支臂元
16、件数和元件电流容量有关，如果不考虑元件数和元件电流容量，统一定安全系数是不合理的。只要元件电流大于臂电流，均流度在安全上就失去意义，只对减少损耗有作用。（损耗等于I2R）b.非同相逆并联每支臂电流 15 KA3=5 KA每支臂选择2个元件，可选5800A元件，安全2.32倍，最低1.61倍。每支臂 2只 共12只 5800A 6、安全风险、可靠性度的计算按一元件的可靠系数99.9%计算。a.同相逆并联24只元件，安全系数为：0.99924=0.97636只元件，安全系数为：0.99936=0.96448只元件，安全系数为：0.99948=0.953b.非同相逆并联12只元件，安全系数为：0.9
17、9912=0.988如果再考虑熔断器、冷却器因数，可靠系数都按99.9%计算，结果如下：12只元件，安全系数为：0.99936=0.96424只元件，安全系数为：0.99972=0.93036只元件，安全系数为：0.999108=0.89748只元件，安全系数为：0.999144=0.8667、交流导排数a.同相逆并联需要12块；b.非同相逆并联需要6块。8、直流导排数a.同相逆并联需要12块+2块总母线；b.非同相逆并联需要2块总母线。9、元件电流的限制a.同相逆并联，正常选择3英寸元件，即3500A以下的，选择太大不合理，原因是臂电流为2.5KA；b.非同相逆并联，可选择4英寸以上元件，即
18、5800A以上的。10、元件正向电压降a.3英寸元件 2000V 30003500A UT=1.201.25V；b.4英寸元件 2000V5800 A UT=1.11.15V。11、冷却水的支路a.同相逆并联，12支+2支；b.非同相逆并联，6支+2支。12、控制回路a.同相逆并联，脉冲支路：模拟数字脉冲数24，36，48；b.非同相逆并联，脉冲支路：模拟数字脉冲数12，脉冲功率小于同相逆并联。13、对壳体的要求a.同相逆并联，用一般钢结构柜体，四周用玻璃钢搭铜支架；b.非同相逆并联，在臂电流超过一定值时，用非铁结构柜体，内部用玻璃钢搭铜支架，紧固件采用非铁材料。14、在柜内的检修空间及维护a
19、.同相逆并联，柜内交直流母线多，交流间距为515cm，检修人员安全性、方便性差；正负极支路母线间距为5.5cm左右，紧固件绝缘要求高，存在交流母线、正负直流母线短路的可能性；b.非同相逆并联，柜内母线少，结构简单，检修人员安全性高，各种间距都在50cm左右，消除了柜内交流母线、直流母线正负极间短路事故可能性，安全性明显提高。结论：通过上述两种技术应用的对比，各有优缺点，在烧碱新的改扩建中，选用离子膜复极式电解槽的整流装置中，直流电压Ud=300450V，直流电流Id15KA时，采用同相逆并联技术并不是唯一的最佳选择，还有其他选择。同相逆并联连接，结构相对复杂，交流导排，直流支路导排长度较长，只
20、能采用小容量元件，而小容量元件门槛电压明显高于大容量元件，效率要低一些，安全性为0.860.93，相对较非同相逆并联0.96低。同相逆并联限制了大容量元件的使用，只能采用小容量元件，而小容量元件门槛电压明显高于大容量元件，效率要低一些。同相逆并联的优点是减少了交流导排的电感量，减少了钢结构壳体的发热损耗。从目前安装方式来看，整流变压器至整流柜的间距都比较短，在1米1.5米左右，不会太长，当臂电流在5KA以下时，不致引起钢结构壳体的严重发热，或者采用塑钢结构的壳体。碳化硅陶瓷性能及制造工艺碳化硅（）陶瓷，具有抗氧化性强，耐磨性能好，硬度高，热稳定性好，高温强度大，热膨胀系数小，热导率大以及抗热震
21、和耐化学腐蚀等优良特性。因此，已经在石油、化工、机械、航天、核能等领域大显身手，日益受到人们的重视。例如，陶瓷可用作各类轴承、滚珠、喷嘴、密封件、切削工具、燃汽涡轮机叶片、涡轮增压器转子、反射屏和火箭燃烧室内衬等等。陶瓷的优异性能与其独特结构密切相关。是共价键很强的化合物，中-键的离子性仅左右。因此，强度高、弹性模量大，具有优良的耐磨损性能。纯不会被、和等酸溶液以及等碱溶液侵蚀。在空气中加热时易发生氧化，但氧化时表面形成的会抑制氧的进一步扩散，故氧化速率并不高。在电性能方面，具有半导体性，少量杂质的引入会表现出良好的导电性。此外，还有优良的导热性。具有和两种晶型。的晶体结构为立方晶系，和分别组
22、成面心立方晶格；存在着、和等余种多型体，其中，多型体为工业应用上最为普遍的一种。在的多种型体之间存在着一定的热稳定性关系。在温度低于时，以形式存在。当高于时，缓慢转变成的各种多型体。在左右容易生成；和多型体均需在以上的高温才易生成；对于，即使温度超过，也是非常稳定的。中各种多型体之间的自由能相差很小，因此，微量杂质的固溶也会引起多型体之间的热稳定关系变化。现就陶瓷的生产工艺简述如下：一、粉末的合成：在地球上几乎不存在，仅在陨石中有所发现，因此，工业上应用的粉末都为人工合成。目前，合成粉末的主要方法有：、法：这是工业上采用最多的合成方法，即用电将石英砂和焦炭的混合物加热至左右高温反应制得。因石英
23、砂和焦炭中通常含有和等杂质，在制成的中都固溶有少量杂质。其中，杂质少的呈绿色，杂质多的呈黑色。、化合法：在一定的温度下，使高纯的硅与碳黑直接发生反应。由此可合成高纯度的粉末。、热分解法：使聚碳硅烷或三氯甲基硅等有机硅聚合物在的温度范围内发生分解反应，由此制得亚微米级的粉末。、气相反相法：使和等含硅的气体以及、和（等含碳的气体或使、（）和（）等同时含有硅和碳的气体在高温下发生反应，由此制备纳米级的超细粉。二、碳化硅陶瓷的烧结、无压烧结年美国公司通过在高纯度细粉中同时加入少量的和，采用无压烧结工艺，于成功地获得高密度陶瓷。目前，该工艺已成为制备陶瓷的主要方法。美国公司研究者认为：晶界能与表面能之比
24、小于是致密化的热力学条件，当同时添加和后，固溶到中，使晶界能降低，把粒子表面的还原除去，提高表面能，因此和的添加为的致密化创造了热力学方面的有利条件。然而，日本研究人员却认为的致密并不存在热力学方面的限制。还有学者认为，的致密化机理可能是液相烧结，他们发现：在同时添加和的烧结体中，有富的液相存在于晶界处。关于无压烧结机理，目前尚无定论。以为原料，同时添加和，也同样可实现的致密烧结。研究表明：单独使用和作添加剂，无助于陶瓷充分致密。只有同时添加和时，才能实现陶瓷的高密度化。为了的致密烧结，粉料的比表面积应在以上，且氧含量尽可能低。的添加量在左右，的添加量取决于原料中氧含量高低，通常的添加量与粉料
25、中的氧含量成正比。最近，有研究者在亚微米粉料中加入和，在温度下实现的致密烧结。由于烧结温度低而具有明显细化的微观结构，因而，其强度和韧性大大改善。、热压烧结年代中期，美国公司就开始研究、等金属添加物对热压烧结的影响。实验表明：和是促进热压致密化的最有效的添加剂。有研究者以为添加剂，通过热压烧结工艺，也实现了的致密化，并认为其机理是液相烧结。此外，还有研究者分别以、或与，和、和、与作添加剂，采用热压烧结，也都获得了致密陶瓷。研究表明：烧结体的显微结构以及力学、热学等性能会因添加剂的种类不同而异。如：当采用或的化合物为添加剂，热压的晶粒尺寸较小，但强度高。当选用作添加剂，热压陶瓷具有较高的导热系数
26、。、热等静压烧结：近年来，为进一步提高陶瓷的力学性能，研究人员进行了陶瓷的热等静压工艺的研究工作。研究人员以和为添加剂，采用热等静压烧结工艺，在便获得高密度烧结体。更进一步，通过该工艺，在和压力下，成功实现无添加剂陶瓷的致密烧结。研究表明：当粉末的粒径小于时，即使不引入任何添加剂，通过热等静压烧结，在即可使其致密化。如选用比表面积为的超细粉，采用热等静压烧结工艺，在便可获得高致密度的无添加剂陶瓷。另外，是热等静压烧结陶瓷的有效添加剂。而的添加对陶瓷的热等静压烧结致密化不起作用，过量的甚至会抑制陶瓷的烧结。、反应烧结：的反应烧结法最早在美国研究成功。反应烧结的工艺过程为：先将粉和石墨粉按比例混匀
27、，经干压、挤压或注浆等方法制成多孔坯体。在高温下与液态接触，坯体中的与渗入的反应，生成，并与相结合，过量的填充于气孔，从而得到无孔致密的反应烧结体。反应烧结通常含有的游离。因此，为保证渗的完全，素坯应具有足够的孔隙度。一般通过调整最初混合料中和的含量，的粒度级配，的形状和粒度以及成型压力等手段来获得适当的素坯密度。实验表明，采用无压烧结、热压烧结、热等静压烧结和反应烧结的陶瓷具有各异的性能特点。如就烧结密度和抗弯强度来说，热压烧结和热等静压烧结陶瓷相对较多，反应烧结相对较低。另一方面，陶瓷的力学性能还随烧结添加剂的不同而不同。无压烧结、热压烧结和反应烧结陶瓷对强酸、强碱具有良好的抵抗力，但反应
28、烧结陶瓷对等超强酸的抗蚀性较差。就耐高温性能比较来看，当温度低于时，几乎所有陶瓷强度均有所提高；当温度超过时，反应烧结陶瓷抗弯强度急剧下降。（这是由于烧结体中含有一定量的游离，当超过一定温度抗弯强度急剧下降所致）对于无压烧结和热等静压烧结的陶瓷，其耐高温性能主要受添加剂种类的影响。总之，陶瓷的性能因烧结方法不同而不同。一般说来，无压烧结陶瓷的综合性能优于反应烧结的陶瓷，但次于热压烧结和热等静压烧结的陶瓷。碳化硅 开放分类： 化学目录 【概述】 【性质】 【用途】 【产地、输往国别及品质规格】 【概述】 碳化硅又称金钢砂或耐火砂。碳化硅是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生产绿色碳化硅时需要加食
29、盐)等原料在电阻炉内经高温冶炼而成。目前我国工业生产的碳化硅分为黑色碳化硅和绿色碳化硅两种，均为六方晶体，比重为3.203.25，显微硬度为28403320kg/mm2。 包括黑碳化硅和绿碳化硅，其中：黑碳化硅是以石英砂,石油焦和优质硅石为主要原料,通过电阻炉高温冶炼而成。其硬度介于刚玉和金刚石之间,机械强度高于刚玉,性脆而锋利。绿碳化硅是以石油焦和优质硅石为主要原料,添加食盐作为添加剂，通过电阻炉高温冶炼而成。其硬度介于刚玉和金刚石之间,机械强度高于刚玉。 【性质】碳化硅的硬度很大，具有优良的导热和导电性能，高温时能抗氧化。 【用途】(1)作为磨料，可用来做磨具，如砂轮、油石、磨头、砂瓦类等
30、。 (2)作为冶金脱氧剂和耐高温材料。 碳化硅主要有四大应用领域,即: 功能陶瓷、高级耐火材料、磨料及冶金原料。目前碳化硅粗料已能大量供应, 不能算高新技术产品,而技术含量极高 的纳米级碳化硅粉体的应用短时间不可能形成规模经济。 (3)高纯度的单晶，可用于制造半导体、制造碳化硅纤维。 【产地、输往国别及品质规格】(1)产地：青海、宁夏、河南、四川、贵州等地。 (2)输往国别：美国、日本、韩国、及某些欧洲国家。 (3)品质规格： 磨料级碳化硅技术条件按GB/T248096。各牌号的化学成分由表6-6-47和表6-6-48给出。 磨料粒度及其组成按GB/T247783。磨料粒度组成测定方法按GB/
31、T248183。矿热炉节电技术措施的研究与探讨0.引言：随着国民经济的快速发展和国家产业政策的调整，电炉变压器单台容量在6300 KVA以下的被彻底淘汰，而630012500KVA，电压等级在35KV110KV电弧炉的用电负荷在工业用电中所占的比例越来越大，就我局而言，近几年来，年供电量达22.5亿千瓦时，矿热炉炉负荷所占比例在75% 左右，对矿热炉设计、安装、运行生产过程进行节能技术的深入了解和研究，最大限度地利用有限的电力能源和资源，更好地服务地方经济发展，是我局长期关注并积极研究探索的课题。笔者就矿热炉节电技术措施作粗浅探讨，供同行参考并祈请指正。1. 矿热炉炉变压器具有的工作特性：1.
32、1 变压器输出电压较低，一般为几十伏，最多几百伏，而输出电流则很大，往往达几万安培；1.2 安全可靠，瞬时过载能力较大,能经受长期最大负荷或短时间超负荷；1.3 变压器二次输出电压有较宽的调节范围；1.4 变压器线圈采用特殊绕制方式，结构牢固，机械性能好，一般设计为开口三角形，并能承受短时短路时电动力的冲击。2. 矿热炉 (电石炉、铁合金炉) 的生产特点：矿热炉运行中主要靠电弧产生巨大的热量来熔化矿料。它的电极埋在炉料中，炉料受电弧和炉料自身通过电流而产生的电阻热量的联合加热。2.1矿热炉的组成：由炉体、电源、控制设备及冷却系统、电极升降系统、液压系统、上下料系统、把持器等附属设备所组成。炉体
33、包括炉壳、炉盖、炉衬、电极、电极升降机构等。炉衬按其部位（如炉盖、炉墙、炉底和出料槽）和其工作条件的不同，选用不同的耐火材料。常用的耐火材料有硅砖、镁砖、白云石、高铝砖、耐火混凝土等。隔热材料主要用石棉板。电极是电热元件。电弧炉的电源设备包括短路器、互感器、电弧炉变压器及短网。小容量的电弧炉变压器还带有电抗器。3. 矿热炉短网的功率损耗：所谓的短网是指电弧炉变压器二次端子到电极一段电路的通称。电炉的短网由导电母线和电极组成，导电母线用铜质材料制成。根据电炉工艺操作的要求和改善短网电气性能的需要，小容量电炉可用铜排或铜管作成，大容量电炉采用水冷铜管或水冷电缆，它们与其它部分都采用螺钉连接，螺钉用
34、非磁性材料作成。短网是一个大电流工作系统，最大电流可达数万安培以上，短网在数万电流工作的情况下，电阻稍有增加，就会引起很大的功率损耗。4. 电炉短网功率损耗的计算：短网造成的功率损耗为： P=3I2R（瓦）式中：I短网流过的电流（安）； R短网的有效电阻（欧）。由上式可知，要减少短网损耗，一是减少短网的有效电阻；二是减少流过短网的电流。短网的有效电阻可按下式求出 式中：2020摄氏度时的电阻率，铜为0.0175欧毫米2/米；导体电阻的温度系数，铜为0.0043；t导体温度与20摄氏度环境温度的差值（摄氏度）；S导体的截面（毫米2）； L导体的长度（米）；K j导体的集肤效应系数；取11.2 K
35、e导体的邻近效应系数。取1.0 5. 造成矿热炉损耗增大的原因5.1 在进行矿热炉短网设计时，冶炼企业往往为了降低工程投资，要求设计部门偏重考虑对有色金属的节约，而忽视了电能耗的降低，因而造成所设计短网的电流密度往往偏大；5.2 随着市场的供需变化，冶炼企业为了适应市场变化，不断的对炉体局部进行技术改造，以生产适应市场的需要的产品来获取最大的利润。在设计，改造周期较短的情况下，若考虑不周，常常导致在技术层面上顾此失彼，而使炉子达不到设计出力和节能技术要求；5.3部分地方政府主管部门只重视发展新上工业项目，对企业应必备的节电技术装置和措施重视不够，再加上部分冶炼企业为降低前期工程造价，只考虑设备
36、能出产品就行，而忽视电力技术节能装置的设计安装和运行；5.4 冶炼企业厂址选址不合理，距电源点较远，线路损耗大；5.5 员工对新产品生产操作工艺不熟练。6. 短网设计、布置应注意采取的技术措施6.1 短网工频大电流导体截面的选择：6.1.1 矩形铜母线：为了减少集肤效应影响，充分利用母线截面，母线厚度要小，尽可能增加周边长度，增加母线的高度与厚度之比。一般矩形母线厚度不超过1015毫米，且高度与厚度之比约为20：1，母线间距宜为1015毫米。6.1.2 铜管母线：为减少集肤效应，大电流母线可采用铜管，如截面与矩形母线20010毫米2截面相同的80/62铜管，其集肤效应系数K=1.047（而矩形
37、母线的K=1.35），即有效电阻仅为铜母线的0.775。6.1.3 大电流母线允许电流密度可按下表选择：母线形式允许电流密度（A/mm2）矩形铜排1.52.0（当一相母线束截面在50002以下时）1.01.5（当一相母线截面在50002时）铜软电缆1.82.5（当一相母线束截面在40002以下时）1.21.8（当一相母线截面在40002时）水冷铜电缆34水冷铜管466.2 短网母线布置应注意采取的措施： 变压器只有三个出线端时，使各相母线尽量靠近。采用多根母线时，尽量将不同相母线对称排列。大型电弧炉变压器低压出线较多时，可采用同相往返电流的导体交替并排排列。使相邻两根平行导体中通过的电流方向相
38、反，造成自感电势与互感电势的方向相反，达到减少短网电抗，提高功率因数，降低短网压降，增大电极电压，提升熔化功率，缩短熔化时间的目的。这里需要指出的是，由于短网工作电流大，产生的电动机械应力大，电炉变压器出线端应采用软母线联接，避免因经常剧烈振动，使电弧炉变压器二次出线端油箱密封破坏而造成漏油。7. 电炉短网及变压器的主要节约用电措施：7.1 短网的节电措施：7.1.1 缩短短网长度；短网的电阻与其长度成正比。通常采取的措施为；移动电炉变压器，使其尽可能靠近炉体；升高电炉变压器的安装位置，使各段短网处在同一水平面上；在保证电极升降和炉体转动需要的前提下，尽量减少短网的长度。7.1.2 减少接触电
39、阻：短网的联接处较多，接触电阻增大，不仅增大了短网的功率损耗，同时还会使联接处严重发热甚至烧红，加速了接触面的氧化，进而使接触电阻进一步增大，形成恶性循环。为降低接触电阻，从电炉变压器出线端与电极相联接的导体中所有联接处的表面应磨平镀锡，采用双面夹接。对不经常拆卸的联接部位采用焊接或增大接触面积的办法，精细加工接触表面，涂优质的导电膏并保持足够的接触压力，防止运行中空气、水分进入而造成接触表面氧化，引起接触电阻增大。在运行时，定期对接触处用红外线测温仪进行温度检测，发现温度超标，应及时采取冷却措施或进行停电检修处理。处理后应再次测量接触电阻并使其保证在合格值的范围内。7.1.3 有条件时尽量采
40、用水冷短网；电炉工作时，随着温度的升高，电阻增加，短网损耗增大，同时温度升高后对联接处的接触状况也产生有害的影响。有关资料表明，在10千安运行下的短网，温度升高1摄氏度，每米导电母线约增加36瓦的功率损耗。因此，降低短网的工作温度，对降低电能损耗的效果不可忽视。7.1.4 减少短网周围的铁磁物质：当短网通过强大的交流电时，在短网周围产生强大的交变磁场，尽量避开炉体铁质烟囱等金属构筑物，避免在这些铁磁物质中产生涡流和磁滞损耗，引起短网附加损耗的增大。同时所有固定和联接用的螺钉，必须采用非磁性材料，尽量避免用铁磁材料包围短网的导体。7.1.5 大容量矿热炉变压器低压侧应采用多支路出线，（36个支路
41、）在电极接线上形成闭合三角，以有效抵消三相电抗。7.1.6 短网的无功补偿: 因矿热炉负载特性介于电阻性和电抗、感抗之间，短网的空间物理结构和流过短网的大电流使矿热炉的功率因数很低。较低的功率因数会造成生产企业电能耗高，生产效率低下，这对电网及生产企业都不利。通常在高压侧进行三相无功补偿，只能提高同电压等级和上一级电网的功率因数，而对电炉变及以下短网所消耗的无功功率起不到补偿作用。应将原来在矿热炉变高压侧进行无功补偿变为在低压侧短网部分进行无功补偿。经验证明，在矿热炉低压侧针对短网无功消耗和其布置长度不一致所导致的三相不平衡现象，而采用安装现代微机智能型自动控制技术装置，将无功补偿电容器改为安
42、装在铜瓦附近，使无功补偿尽可能靠近电极，这样无论在提高功率因数、吸收谐波，还是在提高短网电压，增产、降耗上，都有着与高压无功补偿无法比拟的优势。通过平衡、提高三相电极向炉膛的输入功率,从而达到提高产量质量和降低电耗的目的。此种无功补偿装置从现阶段来看技术上是可靠、成熟的，从经济上来讲，节电率约5%10%，其投入和产出是成正比的。8. 其它节电措施 8.1 合理选用电炉设备，是其具有与产量相适应的适当容量，可根据原料投放数量选择与之相适应的炉子以尽可能接近满负荷运行。8.2 提高电炉设备的热效率，力求连续运行并循环利用热能，停炉期间不使开炉时所蓄热量白白散失。8.3 加强电炉设备的保温措施，使用
43、远红外涂料及硅酸铝耐火纤维等效率高的保温材料以减少热损失。 8.4 提高变压器的电器设备的效率，对于低负荷率的电炉设备，尤其应选用空载损失小的变压器。此项措施应和改造短网，降低回路阻抗和感抗有机的结合起来。8.5 合理选用电炉设备，是其具有与产量相匹配的设备容量，可根据原料投放数量选择与之相适应的炉子以尽可能接近满负荷运行。8.6 提高电炉设备的热效率，力求连续运行并循环利用热能，停炉期间不使开炉时所蓄热量白白散失。8.7 合理选用原材料的质量，原基材料的纯度越高越好。8.8 加强电炉设备的保温措施，使用远红外涂料及硅酸铝耐火纤维等效率高的保温材料以减少热损失。8.9 优化改进生产工艺流程：经常不断的总结和探索电炉生产的工艺质量和生产规律，科学合理的掌握并安排出炉的温度、时间，减少停炉次数和停电时间，最大限度的防止停炉时的热量损失，充分利用热能。8.10 根据生产规模，合理选择供电电压等级、电力线路导线截面，有条件时其厂址应尽量靠近电源点。以减少大负荷所造成的线路电能损耗。8.11 合理选定电极距离及熔池半径：在电炉内电极发出的高温，能满足生产需要的区域叫做电弧的作用区，称之为熔池。坩埚半