Nghiên cứu đánh giá tình trạng sử dụng các khởi động từ trong mỏ than hầm lò vùng quảng ninh và đề xuất các giải pháp vận hành hợp lý

Bộ giáo dục đào tạo Trờng đại học mỏ - địa chất Bùi Thị Thu Hiền Nghiên cứu đánh giá tình trạng sử dụng khởi động từ mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh đề xuất giải pháp vận hành hợp lý Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Hà nội, 2007 Bộ giáo dục đào tạo Trờng đại học mỏ - địa chất Bùi Thị Thu Hiền Nghiên cứu đánh giá tình trạng sử dụng khởi động từ mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh đề xuất giải pháp vận hành hợp lý Chuyên ngành: Điện khí hóa mỏ Mà số: 60.52.52 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Ngời hớng dẫn khoa học: TS Trần Bá Đề Hà nội, 2007 Lời cam đoan Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Nội dung luận văn hoàn toàn phù hợp với tên đề tài đ/ đợc đăng ký phê duyệt theo định số 690/QĐ-MĐC-ĐH&SĐH Hiệu trởng Trờng Đại học Mỏ - Địa Chất Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực cha đợc công bố công trình khác Tác giả luận văn Bùi Thị Thu Hiền Mục lục Trang Trang phụ bìa Lời cam đoan Mục lục Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình vẽ, đồ thị Mở đầu Chơng Tổng quan hệ thống cung cấp điện thiết bị điện hạ áp mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh 1.1 Đặc điểm chung công nghệ khai thác điều kiện làm việc thiết bị điện hạ áp mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh 1.2 Đặc điểm chung hệ thống cung cấp điện trang thiết bị điện cho mỏ than hầm lò 1.3 Tổ chức cung cấp điện hạ áp mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh 1.4 Thiết bị điện hạ áp sử dụng mỏ hầm lò Quảng Ninh 12 17 Chơng Tình trạng kỹ thuật vận hành khởi động từ đợc sử dụng mỏ than hầm lò 42 2.1 Yêu cầu kỹ thuật khởi động từ đợc sử dụng mỏ hầm lò 42 2.2 Đánh giá tính phòng nổ khởi động từ sử dụng mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh 52 2.3 Đánh giá tính phòng nổ khởi động từ sử dụng mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh 55 2.4 Đánh giá tình trạng cách điện khởi động từ 60 2.5 Đánh giá tình trạng phần tử mạch điều khiển 65 Chơng Đề xuất giải pháp hoàn thiện tổ chức vận hành khởi động từ mỏ hầm lò vùng Quảng ninh 71 3.1 Yêu cầu 71 3.2 Các giải pháp lắp đặt khởi động từ 71 3.3 Các giải pháp tổ chức vận hành khởi động từ 78 3.4 Đề xuất giải pháp hoàn thiện 83 Kết luận kiến nghị Tài liệu tham khảo Phụ lục 88 Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt T.B.A.C - trạm biến áp chính; T.B.D - trạm biến áp di động; T.B.C - trạm biến áp cố định; T.P.T.H - trạm phân phối trung tâm hầm lò Danh mục bảng Bảng Tên bảng Trang 1.1 Đặc điểm khai thác số mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh 1.2 Phụ tải điện 6kV mỏ than hầm lò Quảng Ninh 1.3 1.4 1.5 Số lợng công suất máy biến áp 35/6kV trạm biến áp 10 Kết tính toán công suất, khả đáp ứng phụ tải trạm biến áp 11 Đặc điểm tình trạng làm việc hệ thống điện hạ áp mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh 16 1.6 Bảng thống kê khởi động từ mỏ hầm lò Quảng Ninh 20 1.7 Bảng thống kê thiết bị điều khiển 22 1.8 Bảng thống kê khởi động từ tổng số thiết bị điện hạ áp 23 1.9 Bộ bảo vệ động tổng hợp ABD8 cđa khëi ®éng tõ QJZ 35 2.1 Sè liƯu kÝch thớc cấu bắt chặt đặc biệt 44 2.2 2.3 Mômen xoắn tác dụng vào cọc đấu dây đầu cốt sử dụng để đấu nối 45 Giá trị hệ số thực nghiệm a b mạng hạ áp 380V vùng Quảng Ninh 58 2.4 Kết tính toán ngắn mạch qua ngời 59 3.1 Khe hở không thấm nổ khởi động từ 72 3.2 Tiết diện, chiều dài lõi đầu cáp mềm 77 3.3 Tiết diện, chiều dài lõi đầu cáp bọc thép 78 3.4 Các thông số lực nén, độ mở độ hở 79 3.5 Nguyên nhân biện pháp khắc phục hỏng hóc khởi động từ phòng nổ 82 Danh mục hình vẽ, đồ thị Hình Tên hình vẽ Trang 1.1 Sơ đồ nguyên lý tổ chức cung cấp điện cho mỏ than hầm lò 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 Mô hình cung cấp điện khu vực khai thác a, qua giếng; b, qua lỗ khoan Biểu đồ tỷ lệ phần trăm thiết bị điện hạ áp khu vực mỏ hầm lò Quảng Ninh nớc sản xuất Biểu đồ tỷ lệ phân bố khởi động từ theo nớc sản xuất mỏ hầm lò Quảng Ninh Biểu đồ tỷ lệ phân bố khởi động từ mỏ hầm lò Quảng Ninh Biểu đồ tỷ lệ khởi động từ so với tổng số thiết bị điều khiển nớc sản xuất Biểu đồ tỷ lệ khởi động từ so với tổng số thiết bị điện hạ áp nớc sản xuất 15 19 20 21 22 23 1.8 Sơ đồ điều khiển khởi ®éng tõ ПМВИ-13 26 1.9 S¬ ®å ®iƯn cđa khëi ®éng tõ ПМВИ-61 28 1.10 S¬ ®å ®iƯn cđa khëi động từ P-41 P-51 30 1.11 Sơ đồ điện khởi động từ -25; -63 31 1.12 Sơ đồ ®iƯn cđa khëi ®éng tõ QC83-80; QC83-120 32 1.13 S¬ ®å ®iƯn cđa khëi ®éng tõ QC83-80N 33 1.14 S¬ ®å ®iƯn cđa khëi ®éng tõ QJZ-80 36 1.15 S¬ ®å ®iƯn cđa khëi ®éng tõ QJZ-1140 38 1.16 S¬ ®å ®iƯn cđa khëi ®éng tõ KWSOI-160-24 40 2.1 KÝch thớc cấu bắt chặt đặc biệt 45 2.2 Minh họa sử dụng ống luồn cáp có vòng đệm 48 2.3 Sơ đồ mạch bảo vệ an toàn tia lửa bảo vệ liên động rò điện 54 2.4 Sơ đồ bảo vệ khỏi pha 68 2.5 Sơ đồ bảo vệ khỏi chập mạch điều khiển dùng rơle trung gian RT 69 3.1 Hộp đấu cáp khởi động từ 75 3.2 Tách đầu cáp mềm lõi 77 3.3 Tách khô cáp lõi cách điện giấy 77 3.4 Tách cáp lõi cách điện giấy có đổ nhựa cáp vào hộp đấu 77 3.5 Tiếp điểm công tắc tơ KTB KT 7023P 80 3.6 Sơ đồ đấu thêm điện trở hạn chế nối tiếp công tắc tơ 85 3.7 Sơ đồ điều chỉnh điện áp đấu vào công tắc tơ 85 3.8 Sơ đồ bảo vệ động dùng rơle nhiệt độ 87 Mở đầu Tính cấp thiết đề tài Do yêu cầu phát triển kinh tế quốc dân đòi hỏi sản lợng than khai thác ngày tăng tơng lai gần sản lợng tập trung chủ yếu mỏ hầm lò Hiện qui mô khai thác than hầm lò không lớn, dàn trải diện rộng, khai thác chủ yếu phơng pháp thủ công kết hợp với phơng pháp khấu than khoan nổ mìn, trang thiết bị điện cha thực đảm bảo yêu cầu kỹ thuật an toàn, công tác thông gió nhiều hạn chế nên nguy an toàn khai thác phổ biến, vụ cháy nổ mỏ thờng xuyên xảy Vì việc nghiên cứu đánh giá công tác an toàn vận hành thiết bị điện mỏ đề xuất giải pháp hữu hiệu nhằm đảm bảo an toàn tính mạng cho ngời thiết bị vấn đề cấp thiết Qua nhằm nâng cao sản lợng khai thác đáp ứng nhu cầu phát triển ngành than Mục đích nghiên cứu Dựa sở thống kê, phân loại phần tử cấu thành mạng điện hạ áp mỏ hầm lò, dựa yêu cầu kỹ thuật chủng loại thiết bị điện mỏ đặc biệt khởi động từ để tiến hành nghiên cứu đánh giá công tác an toàn vận hành thiết bị điện mỏ, cải thiện điều kiện làm việc ngăn ngừa cố điện Đối tợng phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu điều kiện làm việc thiết bị điện; nghiên cứu tổng quan mạng điện hạ áp 380V điều kiện mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh - Các phần tử cấu thành đặc trng mạng điện hạ áp mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh, chủ yếu thiết bị điều khiển bảo vệ - Phạm vi nghiên cứu đợc giới hạn mỏ hầm lò lớn vùng Quảng Ninh: Mạo Khê, Vàng Danh, Hà Lầm, Dơng Huy, Thống Nhất, Mông Dơng Khe Chàm Phụ lục Hình PL1.1 Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp 35/6kV Công ty than Mạo Khê Hình PL1.2 Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp 35/6kV Công ty than Vàng Danh 10 11 T2 BT-2500kVA33(22)/6,3kV T1 332-25 332 312-25 312-15 C-35M630-10-T3 332-2 331-1 372-35 372-76 331 331-1 331-35 371-15 371-76 TUC-35 12 13 14 PBC-35 HL2-35kV tõ cét vÒ AC-70, L=80m C-35M630-10-T3 BT-2500kVA33(22)/6,3kV 332-2 372-7 Hình PL1.3 Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp 35/6kV Công ty than Hà Lầm TUC-35 PBC - 35 371-7 HL1-35kV tõ cét AC-70, L= 60m Hình PL1.4 Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp 35/6kV Công ty than Thống Nhất Hình PL1.5 Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp 35/6kV Công ty than Dơng Huy 673 100/5A 200/5A Trạm ph©n phèi 6kV møc +32 Tđ lé II 671-76 Tñ lé I 671-7 671 673-76 673-1 673-7 671-1 100/5A 3AF 0143 T601 T601-3 100/5A Tñ máy cắt T601-1 Thanh đồng MT-80x8 450kVAr 300/5A 631 Tủ đầu vào từ điện lới 331 679 679-1 100/5A Tñ lé V PH 681 681-1 Tù dïng TD 31 683 683-1 TuyÕn I Cty than Hßn Gai 100/5 A 10 Tñ lé VI Tñ lộ VII 100/5 A Y Tủ cầu dao phân đoạn 11 612-1 672 300/5A phân đoạn 100/5A 200/5A Mặt Khe Chàm III Trạm phân phối trạm bơm n−íc 1/6 6kV møc +32 100/5A 15 Tđ lé X 676 100/5A 17 T2 632 18 TUC62 TUC62-2 678 678-2 19 500/5A 300/5 A 20 680 Tủ đầu vào từ máy phát Tuyến II Cty than Hòn Gai 100/5 A Nguồn vào từ máy phát điêzen C62 PT35-1ZHOD1 TUC32 ZnO-35 TOE-5000-35/6(kV) 332 332-25 C32 372 -7 Tủ đầu vào từ Tủ biến điện áp Tủ lộ XI lới điện chống sét 450kVAr 16 Tủ máy cắt T602-3 T602 T602-2 Thanh đồng MT-80x8 3AF0143 Y 332-2 676-2 PH CT 35-2C-102B 674 674-2 312-24 312-2 13 14 Tñ máy cắt Tủ lộ VIII Tủ lộ IX 12 612 672-2 -trạm 35/6 kv hợp khối từ 20 tđ TCA-6 Tđ ph©n phèi 6kV BAD-50-35/0,4 (kV) SI-35 331-3 312-14 312-1 372 -24 Y Hình PL1.6 Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp 35/6kV Công ty than Khe Chàm Tuyến Văn phòng Cty 100/5A chống sét TUC61 Tủ lộ IV Tủ biến điện áp 677 Tñ lé III T1 677-1 TUC61-1 675 675-1 675-7 677-76 C61 675-76 TOE-5000-35/6(kV) 677-7 331-15 679-76 Y 331-1 679-7 PH TUC61-3 CT 35-2C-102B TI 371 681-76 C31 681-7 PT35-1ZHOD1 TUC31 683-76 371 -14 683-7 CSC-31 672-76 PH 674-7 676-76 ZnO-35 674-76 372 -76 676-7 PH ˜˜˜˜Y/630T1 371 -76 TUC62-3 371-7 672-7 ĐDK-35kV-No1 AC-3x95; L=0,3km Rẽ nhánh từ ĐDK-35kV Mông Dơng -Cao sơn 377-E51 (Cột điện 17/377 ) 678-76 Đ DK-35kV-No2 AC-3x95; L =2,9km 372-E51 Từ TBA-110/35/6kV Mông Dơng ®Õn 678-7 ~ C¸p PVC 3x95 BAD 2500-0,4/6,3(kV) C¸p 3x8x180 +1x4x25 Huyndai 4000A +1x4x25 Cáp 3x8x180 CATTERPILLER 2500kVA-0,4kV Hình PL1.7 Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp 35/6kV Công ty than Mông Dơng 6kV Tới PXKT 11 L=3m P (3x70+1x16) Công tơ 917 L=3m P (3x50+1x10) ABB400 9182 P (3x50+1x10) L=450m L=70m ГPШЭ 3x70+1x16 ГPШЭ 4x4+1x2,5 L=3m ГPШЭ (3x35+1x10) L=5m ГPШЭ (3x35+1x10) L=5m L=30m ГPШЭ (3x16+1x10) L=10m ГPШЭ (3x16+1x10) L=50m P (3x25+1x10) L=30m Máng cào DV Đông SKAT-80 15kW QC83 -80 9323 Khoan ®iƯn CЭP-19M 1,2kW (12,60) ГPШЭ (3x35+1x10) L=5m P (3x16+1x10) Máng cào DV Tây SKAT-80 15kW (139) BQD-7 9323 L 5m A 9095 L=20m Máng cào XV SKAT-80 25kW (113) QC83 -80 9313 L=50m ГPШЭ (3x25+1x10) M¸ng cào DVC9Đ SKAT-80 15kW (19) QC83225 9316 P (3x16+1x10) Quạt ga XV WLT-700 18kW (13) L=12m Máng cào XVC9 SKAT-80 22kW (18) QC83225 ГPШЭ (3x16+1x10) QC83 -80 9310 L=5m L=5m ГPШЭ 9314 (3x50+1x10) L=10m L=5m ГPШЭ (3x50+1x10) AФB1AT ГPШЭ 9084 (3x50+1x10) ГPШЭ (3x16+1x10) AФB1AT 9149 L=440m ГPШЭ (3x50+1x10) L 5m A 9115 Khoan điện CP-19M 1,2kW (12,60) L=120m Hình PL1.8 Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện hạ áp vỉa 9B Tây mức (-25) Công ty than Mạo Khê L=5m P (3x70+1x16) L=120m Công tơ AB1AT 9018 P (3x4+2x2,5) 942 L 5m Rơle rò A3aka-380V 9039 TCB -160-6/0,4kV Dọc vỉa Đông C4-C5 Vỉa 9BT (-25) P (3x4+2x2,5) TBHDP-240/6/0,4kV Icđ=1200A YAK -380 UP 3x70+1x10 25m AФB-1A Ic®=600A AФB-1A UP 3x70+1x10 Ic®=300A 200m 175m UP 3x95+1x10 Bơm TLĐ số2 30m UP 3x25+1x10 Bơm TLĐ số1 250m UP 3x70+1x10 UP 3x25+1x10 15m 10m UP 3x25+1x10 110m UP 3x35+1x10 5m 22 MCµo SGB420/22 sè1 QC83-120 22 MCào SGB420/22 số2 QC83-120 >5m A -4 HìnhPL 1.9 Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện hạ áp vỉa Tây Vàng Danh Công ty than Vàng Danh MCµo SKAT-80 15 UP 3x25+1x10 15m MCµo SKAT-80 15 DW-200 UP 3x25+1x10 15m Têi JH-14 UP 5x4; m ChiÕu sáng, tín hiệu còi QC83-80 1,2 Khoan điện MZ-1,2 7m MCµo SKAT-80 UP 5x4; >5m QC83-80 1,2 Khoan MZ-1,2 UP 3x35+1x10 UP 3x16+1x10 UP 3x35+1x10 Ic®=130A Ic®=45A 10 m m Ic®=130A 5m UP 3x25+1x10 15m 15 A -4 UP 3x35+1x10 Icđ=130A 35 m Quạt gió YBT52-2 >5m A -4 UP 5x4; 18,5 MBИ -125 UP 3x35+1x10 UP 3x35+1x10 Ic®=90A Ic®=90A 50 m 65 m UP 5x4; m MBИ -41 30m UP 3x25+1x10 ChiÕu s¸ng UP 5x4; 5m 37 11 30m UP 3x25+1x10 37 >5m A -4 QC 83-80 UP 5x4; 100m UP 3x50+1x10 UP 3x35+1x10 Ic®=120A Ic®=250A UP 3x16+1x10 Ic®=45A 50 m 10 m 10 m AФB-1A ChiÕu sáng, tín hiệu còi UP 3x35+1x10 UP 3x16+1x10 Icđ=70A Icđ=45A 10 m 10 m >5m A -4 UP 5x4; m DW-200 Ic®=450A DW-350 DW-200 Ic®=300A Têi JTB0.8x0.6 22 UP 3x25+1x10 30m MBИ -61 UP 3x50+1x10 250 m MBИ -41 UP 5x4; m MBИ -250 AФB-1A UP 3x16+1x10 UP 3x50+1x10 UP 3x35+1x10 Ic®=45A Ic®=300A Ic®=130A 5m 10 m 150m UP 5x4; 5m UP 3x35+1x10 UP 3x35+1x10 UP 3x35+1x10 UP 3x16+1x10 Ic®=500A 5m 5m Ic®=600A 150m Ic®=600A Ic®=500A Ic®=45A 10 m > 5m AФB-2A TBA135V5-TVD /7K-380 UP 3x95+1x10 Ic®=900A 10m UP 5x4; 150 m (L = m) 3x95+1x50 (L = 40 m) Têi JH-14 MBИ -125 QC83120 TÝn hiÖu chiÕu s¸ng (L = m) 3x95+1x50 Têi JH-14 3x95+1x50 (L = 220 m) QC83-80 QC83120 QC83120 MB12-2V2P/ R450E QC83-80 3x95+1x50 (L = 100 m) Têi JH-14 MCµo SGB420/22 sè1 (L = 300 m) 3x95+1x50 MCµo SKAT-80 (3x95+1x50) (L = 550 m) QC83120 MBИ -125 MCµo SGB420/22 sè2 (L = m) 3x25+1x16 MCµo SKAT-80 3x95+1x50 (L = m) MCào SKAT-80 DSS 208 ST 18/100 HìnhPL 1.10 Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện hạ áp công trờng K1-50 Công ty than Hà Lầm Y IT3SB-400-6/0,4kV DW-80 3x95+1x50 (L = 550 m) (3x95+1x50) L>5m A -4 MBИ -125 Khoan điện MZ-1,2 1,2 MB12-2V2P/ R450E Hình PL1.11 Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện hạ áp lò chợ lớp (18-74) PKIII Công ty than Thống Nhất Hình PL1.12 Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện hạ áp công trờng +38-III Công ty than Dơng Huy (L = m) 3x35+1x10 (L = 80 m) 5x4 (L = m) 3x35+1x10 (L = 170 m) 3x50+1x10 (L = 50 m) 3x35+1x10 (L = 25 m) 3x50+1x10 (L = m) 3x35+1x10 (L = m) 3x35+1x10 (L = 30 m) 3x35+1x10 (L = 250 m) 3x95+1x25+4x4 (L = m) 3x70+1x10 (L = m) 3x35+1x10 (L = 300 m) 3x70+1x10 (L = m) 5x4 (L = 800 m) Cáp cao su cao áp 3x35+1x16 Hình PL1.13 Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện hạ áp công trờng khai thác Công ty than Khe Chàm (L = 100 m) 5x4 L=15m ГРШЭ 3x25+1x10 L=10m ГРШЭ3x25+1x10 L=10m ГРШЭ 3x25+1x10 L=10m ГРШЭ 3x25+1x10 L=15m ГРШЭ3x25+1x10 L=15m L=55m ГРШЭ 3x35+1x16 L=50m 3x35+1x10 Hình PL1.14 Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện hạ áp vcông trờng khai thác Công ty than Mông Dơng 3x25+1x10