电弧炉工作原理及其对电能质量的影响
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)。
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。
1 电弧炉工作原理及其对电能质量的影响
1电弧炉工作原理及其对电能质量的影响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10MV A 者，可进行无载切换；容量在10MV A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0.4~1.2MV A/t。
电弧炉工作原理
电弧炉工作原理电弧炉是一种使用电弧作为热源的冶金设备。
它被广泛应用于钢铁和有色金属的生产过程中。
其工作原理是利用电流将电极间的空气击穿，形成电弧，从而加热和熔化金属料。
本文将介绍电弧炉的工作原理，以及与之相关的技术参数和安全措施。
电弧炉的工作原理电弧炉的主体是一个圆筒形的炉体，一般由铸铁或钢材制成，下部为炉底，上部为炉盖。
炉顶上设有降温水口，便于降温和出钢。
电弧炉下部放置了石墨电极，电极的位置可以上下调节。
通过电极，将高温、高压、高能量的电弧放到金属料中，使金属料受到电弧的热效应而熔化。
在熔化过程中，金属料将被逐渐倾倒出来，直至炉体中的金属料全部熔化。
电弧炉可以使用交流电或直流电作为电力来源。
使用电能加热的过程中，电极与金属料之间会形成高压电弧，通过电弧的形成和维持，在熔化金属料时，释放出大量热量。
炉内的炉衬和电极会在高温下发生化学反应和物理变化。
熔融的金属流体在炉体中流动，熔化速度是调控电流和电极间距的关键参数。
电流的大小和电极之间距离的大小直接影响电弧的强弱和熔化金属料的速度。
电弧炉技术参数1. 电压：电弧炉需要使用高电压来构建电弧。
一般情况下，电压在380V到600V之间。
2. 电流：电弧炉需要通过电流来控制金属的熔化反应。
电流的大小也是影响金属熔化速度的重要因素。
电流的大小在100A到1万A之间。
3. 电极间距：电极之间的距离越大，电弧就会越弱，热量释放比较缓慢；电极之间距离越小，热量释放就越大，熔化速度就越快。
4. 反应时间：电弧炉产生热量的反应时间一般在1秒到3秒之间。
电弧炉的安全措施1. 电极调节：电极的位置在制作时一定要调整好，否则在过程中不会得到理想的结果，同时应注意电极上限的停止高度，以免过高损坏设备。
2. 电极损坏的修复：若电极发生损坏，应及时更换或修复，以免出现安全隐患。
3. 安全用电：应采取正确的安全措施，以免触电或发生其他安全事故。
4. 人员安全：对于操作电弧炉的工作人员要注意身体保护，穿戴防护设备，并严格按照操作规程进行操作。
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。
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。
电弧炉冶炼的基本原理
电弧炉冶炼在钢铁工业中的应用
钢的熔炼与精炼
电弧炉是钢铁工业中用于熔炼和精炼钢的主要设备，通过电弧的高温将铁矿石、 废钢铁等原料熔化为钢液，并进行脱硫、脱磷等精炼处理。
特殊钢生产
电弧炉在特殊钢生产中具有重要作用，可以生产高合金钢、不锈钢等高品质特殊 钢材，满足汽车、航空航天、石油化工等领域的需求。
电弧炉冶炼在其他领域的应用
03 电弧炉冶炼工艺
电弧炉冶炼的原料和配料
原料
电弧炉冶炼的原料主要包括废钢铁、生铁、直接还原铁、合 金元素等。这些原料需要根据不同的冶炼需求进行配比，以 满足产品成分的要求。
配料
配料是电弧炉冶炼的关键环节，需要根据所炼钢种的成分要 求，精确计算各种原料的加入量，以确保最终产品的质量。
电弧炉冶炼的操作工艺流程
还原
在氧化结束后，通过加入还原剂（如硅铁 、锰铁等），对钢液进行还原，以调整其 成分。
电弧炉冶炼的工艺参数控制
温度控制
电弧炉冶炼过程中，温度是非常关键的参数。通过对电弧 电流、电压的控制，以及向炉内吹入氧气的量等手段，实 现对温度的精确控制。
成分控制
根据所炼钢种的成分要求，通过精确计算和控制各种原料 的加入量，以及加入合金元素的种类和数量，实现对钢液 成分的精确控制。
属的纯度和质量。
电弧炉冶炼与其他冶炼方法的比较
01
02
03
氧气转炉法
电弧炉冶炼与氧气转炉法 相比，具有熔化率高、生 产效率高、能耗低等优点 ，但成本较高。
感应炉法
电弧炉冶炼与感应炉法相 比，具有熔化速度快、熔 体成分均匀、能耗低等优 点，但设备投资较大。
真空熔炼法
电弧炉冶炼与真空熔炼法 相比，具有熔化速度快、 熔体纯净度高、能耗低等 优点，但生产效率较低。
冶炼电炉的电能质量问题与节电运行
冶炼电炉的电能质量问题与节电运行◆ ◆ ◆◆冶炼电炉的电能质量问题与节电运行◆ ◆ ◆◆01概要冶炼电炉供用电系统分三个层次四个关键节点：供电层PCC；配电层PSG；用电层 EPT；用电层ECT。
冶炼电炉节电运行的关键技术：改变基于电流的电极控制技术现状；对电弧炉，推广基于电炉变压器二次导纳的电极控制技术；对矿热炉，推广基于负载电阻的电极控制技术。
冶炼电炉节电运行的技术难点：电炉电弧阻抗和炉内物料阻抗的动态测量。
1冶炼电炉冶炼电炉包括电弧炉（初炼电弧炉、钢包精炼炉）矿热炉、等离子炉、电渣炉、中频炉等，其中产量最大耗电最高的是电弧炉和矿热炉。
2电弧炉炼钢单位电耗现状（先进水平）3电弧炉炼钢需求和总电耗由于我国废钢资源不足，初炼电弧炉EAF炼钢成本高于转炉炼钢，目前EAF炼钢占比为10%，随着废钢资源增加，2020年开始反转，EAF炼钢占比将逐步增大到30%左右，铁水比也会下降。
按我国钢铁行业去产能30%计算，EAF炼钢年产量将达到1.5亿吨以上，EAF年总耗电将在450亿千瓦小时以上。
连铸技术的发展，我国钢包精炼炉LF精炼占比将在50%以上，LF年精炼钢产量将达到2.5亿吨以上， LF 年总电耗将在87.5亿千瓦小时以上。
预计在2030年以后我国电弧炉炼钢总电耗将达到540亿千瓦小时左右。
4矿热炉铁合金单位产品电耗限值（GB21341-2008）5铁合金需求分析钢铁行业消费铁合金的比例：90%；粗钢对铁合金需求强度：41kg/t 。
其中：粗钢对硅铁需求强度：4kg/t，由矿热炉生产；粗钢对硅锰铁合金需求强度：14kg/t，由矿热炉生产；粗钢对锰铁和铬铁需求强度：23kg/t 。
高炉可冶炼含磷0.4%～0.6的锰铁和含铬低于30%的铬铁，对于含磷0.4%以下的锰铁和含铬30%的铬铁必须由矿热炉冶炼，矿热炉冶炼70%的锰铁和铬铁，粗钢对矿热炉铁合金需求强度：34kg/t 。
2015年我国粗钢产量80383万吨，占世界总产量的49.5% ，铁合金产量产量3666.4万吨，占世界总产量的40%，出口很少，产能力过剩。
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电弧炉工作原理及其对电能质量的影响2006年06月11日来源：不详作者: 未知电弧炉工作原理电能质量炼钢变压器闪变谐波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。
电弧炉的电流控制，是由电弧炉变压器高压侧绕组分接头的切换和电极的升降来达到的。
∙电抗器为了稳定电弧和限制短路电流，需要约等于变压器容量35%的电抗容量，串入变压器主回路中。
大型电弧炉变压器，本身具有满足需要的电抗值，不需外加电抗器；而小于10MVA的变压器，电抗不满足要求，需在一次侧外加电抗器。
电抗器的结构特点是：既使通过短路电流，铁芯也不发生磁饱和。
电抗器可装在电炉变压器的内部，称为内附式；也可做成装在变压器外部的独立电抗器，称为外附式。
[FS:Page] 电炉变压器一般要串联电抗器，使得变压器短路阻抗和电抗器电抗之和达到0.33~0.5标准值（以电炉变压器额定容量为基准）。
容量小于10MVA的电炉变压器，有时在其高压侧装有串联电抗器，以降低短路电流和稳定电弧。
对于较大容量的电炉变压器，它本身的漏电抗已足够大，不需再串联电抗器。
∙高压断路器炼钢电弧炉对高压断路器的要求是：断流容量大；允许频繁动作；便于维修和使用寿命长。
电弧电阻炉负载平稳，连续运行，常用多油或少油式高压断路器，炼钢电弧炉断路器经常跳闸，多选用六氟化硫断路器、电磁式空气断路器、真空断路器等。
∙电流互感器大型炼钢电弧炉的二次电流很大，无法配用电流互感器。
因此，低压侧仪表，电极升降自动调节电流信号，都接到高压侧电流互感器上，或接在电炉变压器的第三绕组上（可变变比）。
∙电磁搅拌器为了强化钢液与熔渣反应，使钢液温度和成分均匀，在炼钢电弧炉炉底部，加装电磁搅拌器。
搅拌器由绕有两组线圈的铁芯构成。
它本身相当于电机的定子，溶池中的钢液相当转子。
搅拌器线圈中通以可产生移相磁场的两相低频电流，磁场使钢液中产生感应电流，移动磁场与感应电流相互作用，使钢液在电动力的推动下，顺着移动磁场移动的方向流动，从而使钢液得到了搅拌。
采用电磁搅拌的电弧炉，其炉底要用非磁性钢板制成。
为了改变电磁搅拌器的搅拌力，要求采用可调频率的低频电源，其频率在0.3~0.5HZ内调节。
一般采用晶阐管变频电源。
需加装电容器以提高功率因素，并加装电抗器防止产生谐振。
通过对电弧炉设备的电气特性的分析，可以得出以下结论：a) 为使电弧炉工作中不发生断弧现象，当电流瞬时为零时，电弧电压Uh必须大于引燃电压。
b) 为限制短路电流，变压器二次回路必须有一定的电抗值，功率因素不能过于接近1。
对于普通电弧炉回路工作点的功率因素范围在0.8~0.85之间；对于高功率的电弧炉，在0.7~0.8之间。
c) 电压闪变问题：用电负荷剧烈波动，造成供电系统瞬时电压骤升骤降。
1.3电弧炉对电能质量的影响电弧炉的冶炼过程分两个阶段，即熔化期和精炼期。
在熔化期，相当多的炉内填料尚未熔化而呈块状固体，电弧阻抗不稳定。
有时因电极都插入熔化金属中而在电极间形成金属性短路，并且依靠电炉变压器和所串电抗器的的总电抗来限制短路电流，使之不超过电炉变压器额定电流的2~3倍。
不稳定的短路状态使得熔化期电流的波形变化极快，实际上每半个工频周期的波形都不相同。
在熔化初期以及熔化的不稳定阶段，电流波形不规律，故谐波含量大，主要是第2、3、4、5、6、7次谐波电流。
据西北电研院实测，第2、3、5次谐波电流含有率常达5%~6%及以上，严重时可达20%以上。
但当某一次谐波电流达到很大值时，其他次谐波电流一般会是较小值。
[FS:Page]电弧炉电极间电压的典型值在100~600V范围，其中电极压降约为40伏，电弧压降约为12V/cm、电弧越长压降越大。
在熔化期电弧炉的电压变化大，最高和最低电压可相差2~5倍。
由于电弧炉负荷的随机性变化和非线性特征，尤其在熔化期产生随机变化的谐波电流，除了离散频谱外、还含有连续频谱分量。
含偶次谐波，表明电弧电流的正、负半周期不对称；含连续频谱和间谐波，表明电弧电流的变化带有非周期的随机性。
在熔化期三相不平衡电流含有较大的负序分量。
当一相熄弧另两相短路时，电流的基波负序分量与谐波的等值负序电流可达正序的50%~70%。
这将引起公共供电点的电压不平衡，对电机的安全运行影响较大，尤其对大电机的影响更为严重。
实际上电弧炉最重要的影响还不是谐波问题，而是电压波动和闪变。
大型电弧炉会引起对电网的剧烈扰动，有的大型炉的有功负荷波动，能够激起邻近的大型汽轮发电机的扭转振荡和电力系统间联络线上的低频振荡。
此类冲击性负荷会引起电网电压波动。
频率在6~12HZ范围内的电压波动，即使只有1%，其引起的白炽灯照明的闪光，已足以使人感到不舒服，甚至有的人会感到难以忍受。
尤其是电弧炉在接入短路容量相对较小的电网时，它所引起的电压波动（有时还包括频率波动）和三相电压不平衡，会危害连接在其公共供电点的其他用户的正常用电。
电弧炉的基波负序电流也较大，熔化期平均负序电流为基波正序电流的20%左右。
最大负序电流都发生在两极短路时，但这时谐波电流含量不大。
必须指出，电弧炉的电压波形变化是随机性的，所以当数台电弧炉同时运转时，它们引起的各种扰动不会和电弧炉的台数成正比，而是要小一定数值，一台30t的电弧炉的电能扰动影响比6台5t 电弧炉的影响要大得多。
从闪变影响来讲，6台5t的电弧炉尚不及一台10t炉的影响大。
电弧炉的谐波影响也是主要取决于最大一台炉的容量，而较少信赖多台炉的总容量。
国内外经验表明，"超高功率"电弧炉有时成为当地最重要谐波源和多种扰动源。
但对于短路容量很小的电网，小电弧炉也能成为重要的谐波源。
以下是我们测定的某电弧炉在熔化期的闪变和谐波的数据。
被测设备：三相交流电弧炉，额定工作电压：260V，额定电流：12000A，功率：5500Kw1电弧炼钢过程闪变测试上图表示电弧开始熔化炼钢时的电压中含有大量的瞬态电压浪涌，最大尖峰值达到448V，平均每小时的发生频率达到633600次。
通过对熔化期电压谐波总畸变率进行连续测试，得到如下数据：∙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2、4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∙功率因素降低在一个电网中，电压的改变会影响所以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。
1.4电弧炉对电能效率的影响1.41电弧炉的用电环境和状况用于冶炼的电弧炉一般有三个特征工作阶段：∙开始熔化阶段，固体炉料熔化，能量需求最大∙初精炼及加热阶段∙精炼期，此阶段输入能量只需平衡热损坏普通交流电弧炉的冶炼周期约为3~8h，取决于供电电路参数、电炉容量和冶炼的工艺等。
熔化期约0.5~2h，为三相不对称的冲击负荷，电流极不稳定，消耗电能大、约占总耗电量的60%~70%。
氧化和还原的精炼期电压波动和耗电量都显著降低。
在废钢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∙全熔化期出现电弧波动，并导致电流急剧变化∙发生塌料导致短路普通电弧炉回路工作点的功率因素范围在0.8~0.85之间；对于高功率的电弧炉，在0.7~0.8之间。
较低的功率因素必然造成电能效率的低下。
1.42电能效率的影响电弧炉对于电能的浪费主要表现在二个方面，一是功率因素较低，二是在熔化期间产生大量的闪变和谐波。
闪变是引起诸如谐波失真、电压电流失相等等多种副作用的最主要原因。
"闪变"(Transients)是交流正弦波电路上电流与电压的一种瞬态畸变。
其主要的表现形式为浪涌、尖峰、谐波等。
美国著名能源理论家赫斯菲尔德博士认为，这种畸变的主要特点是超高压、超高速、超高频次。
[FS:Page]超高压：指闪变尖峰高出正常电压幅值的2-50倍，最高可达500-10000伏。
超高速：指闪变尖峰发生在极短的时间内，它可以在数万亿（百万的二次幂）分之一秒内完成从迸发到消失的过程。
超高频次：指闪变尖峰的活动十分频繁，可以说闪变无时不在、无处不在，一盏灯的开关、一个家用电器的启动、甚至电脑键盘或鼠标的点击，就有数十个闪变产生，电压高达500-1200伏。
即使到目前，这些高压高频次的闪变作为敏感电力设备被破坏原因之一的事实仍然被忽视。
而且另一方面，我们知道，电功等于电流和电压的乘积，电压或电流的瞬时增长会导致更大的瞬时消耗功率，由于电弧炉加热端是阻性负荷，这些瞬时电压或电流不能参与电弧炉的起弧和加热，只能以无效功率的形式通过反馈到感性负荷中以铁损和线损的形式散发，而电弧炉系统中的感性负荷是变压器，这些瞬时无效功率在变压器中的消耗对于冶炼过程没有任何贡献，这是在电弧炉工作时长期未予考虑的。
暂且不考虑电弧炉由于功率因素较低产生的电能浪费现象，仅考虑在冶炼熔化期产生的大量闪变，我们就可以知道，电弧炉的电能效率相对于平稳运行（产生闪变数量很少）的同等额定功率的设备来说也是较低的。