第四节 LF炉的电气设备

太钢二钢厂不锈钢培训教材-LF分册

第四节 LF炉的电气设备

一、 概述

LF炉又称钢包电炉，所以它的电气设备与电炉基本相同。 LF炉精炼是靠电能转变为热能进行冶炼的，LF炉的电气设备就是完成这个能量转变的主要设备。LF炉的电气设备主要分为两大部分，即主电路和电极升降启动调节系统。主电路的任务是将高压电转变为低压大电流输给LF炉，并以电弧的形式将电能转变为热能。电极升降自动调节系统的任务是根据冶炼要求，通过调整电极和钢水之间的电弧长度，调节电弧电流和电压的大小。

LF炉使用的电源是三相交流电。通常电流沿架空高压线输入变电所，再沿高压电缆经配电装置输入LF炉变压器，LF炉变压器将高压电转化成低压大电流通向电极，在电极与钢水之间产生电弧。由高压电缆至电极的电路称LF炉的主电路。LF炉冶炼所需的电能就是通过主电路输入炉内的。

LF炉的主电路如图4-30所示，主电路主要由隔离开关、高压断路器、电抗器、LF炉变压器及低压短网等几部分组成。

LF炉通过高压电缆供电，电压为3000伏以上。LF炉变压器的一侧（高压侧）有隔离开关和高压断路器。断路器供保护电源之用。当电弧电流太大时，断路器会自动跳闸把电源线路切断。在线路上串联电抗器，用来缓和电弧电流的剧烈波动和限制短路电流。LF炉变压器是一种降压变电器，具有很大的过载容量（20～30％）。在变压器的高压侧 配有电压调节装置，调节LF炉输入电压。电压调节装置有无载调压和有载调压两种。有载调压装置在结构上比较复杂，但能在不断电的情况下进行LF炉电压的调节，有利于缩短精炼时间和提高生产能力。短网是指LF炉变压器二次侧的引出线至LF炉电极之间的一段三相线路，它包括三个部分：铜排（或铜管）、软电缆和炉顶上的导电铜管。

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1-高压电源 2-隔离开关 3-高压断路器 4-电抗器 5-电抗器短路开关 6-电压转换开关 7-LF炉变压器 8-电极 9-电弧 10-钢水

图4-30 LF炉主电路图

为了监视LF炉变压器的运行情况和掌握电力情况，供电线路上装有各种测量仪表，由于LF炉一次侧电压高，二次侧电流大，必须配置电流互感器和电压互感器，以保证各种测量仪表正常工作及操作人员的安全。

LF炉在运行中，要考虑各种故障及非正常工作现象发生的可能性。例如，在运行中最普遍的，同时也是最危险的故障就是各种原因引起的短路。为此设有信号和保护装置。

信号装置的作用如下：有时电气设备情况不正常，但并不会损坏设备元件，所以不必切断电路，而只需发出信号以引起操作人员的注意，或通过自动调节装置来改正。

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保护装置的作用如下：当电气设备发生故障时，可通过保护装置一一高压断路器使LF炉变压器与供电线路自动分开，切除故障，防止设备损坏。

在精炼过程中，由于吹氩量大小、钢水沸腾等原因，电极与钢水之间的电弧长度就不断变化，引起电弧电流和电弧电压很大的波动，因此要求快速调节电极的位置，使电压和电流值保持在一定的范围内。电极调节装置一般都是自动的，主要由电流电压的测量比较部分和其后的执行部分两者构成。过去都用电机放大机---直流电动机系统，某些工厂改用可控硅---直流电动机系统，目前大多采用灵敏度更高、更快速的可控硅---转差离合器系统和电气液压调节系统。

LF炉除电极升降自动调节装置外，还有一些电气控制装置用来控制LF炉的其它机械设备，如包盖提升的液力推杆、钢包车行走、合金加料电动机控制按钮及限位开关等。

二、 隔离开关和高压断路器 （一）、 隔离开关

隔离开关主要用于LF炉设备检修时断开高压电源，有时也用来进行切换操作。

隔离开关的基本结构是框架、绝缘子、闸刀和固定触头四部分，如图4-31。隔离开关的每一相由两个固定在绝缘子上的固定触头及可动闸刀所组成，可动闸刀用传动机构控制。

图4-31 隔离开关示意图

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隔离开关没有灭弧装置，它只能在无负载时才可接通或断开电路，因此隔离开关必须在高压断路器断开后才能操作，否则闸刀和触头之间会产生电弧使闸刀熔化，并极易造成相间短路及对地短路，为了防止误操作常在隔离开关与断路器之间设有连锁装置，使断路器闭合时隔离开关无法操作。在隔离开关附近还装有信号灯，以指示高压断路器接触情况。

隔离开关的操作机构有手动、电动和气动三种。当进行手动操作时，应带好绝缘手套，并站在橡皮垫上，以保证安全。

（二）、 高压断路器

高压断路器的作用是使高压电路在负载下接通或断开，井作为保护开关在电气设备发生故障时自动切断高压电路。LF炉使用的断路器有油开关、空气断路器和真空断路器。

1.油开关

油开关的构造如图4-32，油箱内装有变压器油，油开关的触头浸在油中以防止氧化，并使触头得到散热，以及保证高压触头间和对地绝缘可靠。当油开关断路时，动触头与固定触头分离，产生电弧，在电弧的高温下使油分解，产生大量的氢气，迫使电弧熄灭。

图4-32 油开关构造原理图

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油开关的油必须经常更换，因为电弧的高温会使油分解，生成游离 碳，油色混浊和变黑。导致油的绝缘性能降低，油也不宜过装，因为在电 弧高温下油会迅速气化，促使油面急剧上升，容易引起油液飞溅和爆炸。

2．空气断路器：

空气断路器也是用来切断或接通电流的高压电气设备，与油开关相比，它具有灵敏度高，无需换油，结构简单，维修方便等优点。避免了用油作为灭弧介质时所造成的火灾和爆炸事故。它特别适用于需要频繁操作的场合。所以，大多数LF炉上用它代替油断路器。LF炉常用的是电磁式空气断路器，结构如图4-33所示。它设计成手车式，三相安装在同一基座上。基座内有电磁操纵机构。灭弧原理是利用电弧在强磁场作用下，快速进入灭弧室中，以大气作为介质，使弧柱强烈冷却和快速拉长，而达到顺利熄弧的目的。

图4-33 空气断路器示意图

3.真空断路器

真空断路器是利用真空进行灭弧和绝缘的一种新型断路器。它适用于比较频繁的操作，在LF炉上已被推广使用。

真空断路器的外形如图4-34所示。断路器采用落地式结构。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/4y03.html