luận văn thạc sĩ kỹ thuật điện nghiên cứu đánh giá hiện trạng và xây dựng các đề xuất tăng mức độ an toàn điện trong mạng điện hạ áp mỏ hầm lò tại công ty cp than hà lầm vinacomin

Điều này đòi hỏi phải làm việc nghiêm túc để phòng ngừa và ngăn chặn các điều kiện hoạt động nguy hiểm, vấn đề nghiên cứu đánh giá hiện trạng và xây dựng các giải pháp nhằm đảm bảo điều

Học viên: Trần Ngọc Tuấn Chuyên ngành: Kỹ thuật điện

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN

QUẢNG NINH – NĂM 2021

Học viên: Trần Ngọc Tuấn Chuyên ngành: Kỹ thuật điện

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH

HỌ VÀ TÊN TÁC GIẢ LUẬN VĂN

TRẦN NGỌC TUẤN

TÊN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ XÂY DỰNG

CÁC ĐỀ XUẤT TĂNG MỨC ĐỘ AN TOÀN ĐIỆN TRONG MẠNG ĐIỆN

HẠ ÁP MỎ HẦM LÒ TẠI CÔNG TY CP THAN HÀ LẦM - VINACOMIN

LUẬN VĂN THẠC SĨ

CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS Đỗ Chí Thành

QUẢNG NINH – NĂM 2021

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CN QUẢNG NINH

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: TRẦN NGỌC TUẤN Mã học viên: CQ02CH0013

Ngày, tháng, năm sinh: 16/10/1987, Nơi sinh: Vĩnh Yên - Vĩnh Lộc - Thanh Hóa

Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điện Mã số: 60520202

1 Tên đề tài: Nghiên cứu đánh giá hiện trạng và xây dựng các đề xuất tăng mức

độ an toàn điện trong mạng điện hạ áp mỏ hầm lò tại Công ty CP Than Hà Lầm - Vinacomin

2 Nội dung:

2.1 Tính cấp thiết của đề tài

Trong ngành công nghiệp khai thác than, nhất là khai thác hầm lò nảy sinh nhiều yếu tố ảnh hưởng đến điều kiện an toàn điện Điều kiện vi khí hậu khắc nghiệt trong hầm lò biểu hiện

ở nhiệt độ, độ ẩm cao và nhiều khí bụi bẩn, làm giảm điện trở cách điện của thiết bị điện, là nguyên nhân làm giảm điện trở cách điện của mạng và cơ thể con người, do đó làm tăng nguy

cơ điện giật

Hiện nay và trong tương lai sản xuất than chủ yếu tập trung vào khai thác hầm lò Sản xuất than hầm lò phải đảm bảo an toàn, trong đó đảm bảo an toàn điện giật cho người

là một trong những mối quan tâm hàng đầu Trong điều kiện môi trường mỏ khắc nghiệt, thiết bị quá cũ… số lượng thiết bị điện đã qua sử dụng trong ngành khai thác ngày càng tăng đều, công suất các thiết bị tiêu thụ điện kết nối ngày càng lớn Điều này đòi hỏi phải làm việc nghiêm túc để phòng ngừa và ngăn chặn các điều kiện hoạt động nguy hiểm, vấn

đề nghiên cứu đánh giá hiện trạng và xây dựng các giải pháp nhằm đảm bảo điều kiện an toàn điện giật đối với mạng điện trong mỏ hầm lò của các doanh nghiệp than vùng hòn gai nói chung và Công ty Cổ phần Than Hà Lầm - Vinacomin nói riêng (gọi tắt là Công ty Than Hà Lầm) là đề tài mang tính thời sự và cấp thiết

Nhiệm vụ đảm bảo an toàn điện tại các doanh nghiệp khai thác vẫn được duy trì, do mức độ chấn thương điện tiếp tục ở mức cao, mặc dù các yêu cầu của văn bản kỹ thuật quy định đã được thắt chặt, việc xây dựng và triển khai các phương pháp, phương tiện bảo vệ chống điện giật mới và tiên tiến hơn

2.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Mạng điện hạ áp 660V của Công ty Than Hà Lầm, đối tượng nghiên cứu cụ thể là đặc tính xác suất của các thông số cách điện và điều kiện an toàn điện trong mạng điện hạ

áp trong mỏ hầm lò của Công ty

Nghiên cứu các hiện trạng và xây dựng các đề xuất, giải pháp tăng mức độ an toàn điện giật khi vận hành thiết bị điện và mạng điện hạ áp mỏ hầm lò

2.3 Nội dung nghiên cứu

- Nghiên cứu về điều kiện môi trường làm việc của các thiết bị điện đang được sử dụng trong mỏ Hầm lò;

- Nghiên cứu các sơ đồ nguyên lý cung cấp điện của các mạng điện hạ áp 660v trong

mỏ hầm lò của công ty cổ phần than Hà lầm;

- Nghiên cứu số liệu đo kiểm tra tình trạng nối đất của thiết bị điện trong các mạng điện hạ áp 660v trong mỏ được thực hiện trong Công ty;

Học viên: Trần Ngọc Tuấn Chuyên ngành: Kỹ thuật điện

- Nghiên cứu cấu trúc mạng điện, chiều dài mạng điện, số lượng phụ tải tại các khu vực trong Công ty;

- Nghiên cứu tình trạng cách điện của mạng điện hạ áp trong mỏ hầm lò;

- Nghiên cứu các yêu tố ảnh hưởng, tác hại của dòng điện khi đi qua cơ thể con người;

- Nghiên cứu tính toán trị số dòng điện giật khi chạm trực tiếp vào một pha của mạng điện hạ áp, Tính toán trị số dòng điện giật khi người chạm vào vỏ thiết bị có điện

“chạm vỏ”, vỏ thiết bị được tiếp đất bảo vệ

- Xây dựng các mô phỏng và thuật toán để tìm các mối quan hệ có cơ sở khoa học nhằm đề xuất các biện pháp tăng mức độ an toàn điện trong mạng điện hạ áp mỏ hầm lò

2.4 Cấu trúc luận văn

Luận văn gồm 04 chương bao gồm các bảng, hình vẽ và đồ thị được trình bày trong khổ giấy A4

Chương 1 Đánh giá thực trạng an toàn điện tại các doanh nghiệp khai thác mỏ hầm

lò

Chương 2 Nghiên cứu hiện trạng cách điện của mạng điện hạ áp trong mỏ hầm lò

tại Công ty CP than Hà Lầm - Vinacomin

Chương 3 Nghiên cứu điều kiện an toàn điện trong mạng điện hạ áp trong mỏ hầm

lò của Công ty CP than Hà Lầm - Vinacomin

Chương 4 Nghiên cứu xây dựng các giải pháp tăng mức độ an toàn điện giật trong

mạng điện hạ áp 660 V mỏ hầm lò Công ty CP Than Hà Lầm - Vinacomin

Kết luận và kiến nghị

Tài liệu tham khảo

3 Ngày giao nhiệm vụ: (Ghi theo Quyết định giao đề tài): 26/10/2020

4 Ngày hoàn thiện nhiệm vụ: (Ghi theo Quyết định giao đề tài): 15/5/2021

5 Cán bộ hướng dẫn khoa học: (Ghi rõ học hàm/học vị, họ, tên): TS Đỗ Chí Thành

Quảng Ninh, ngày … tháng … năm

(Ký, ghi rõ họ tên và đóng dấu)

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan các kết quả nghiên cứu đưa ra trong luận văn này là các kết quả thu được trong quá trình nghiên cứu của riêng tôi cùng với sự hướng dẫn của thầy TS Đỗ Chí Thành, không sao chép bất kỳ kết quả nghiên cứu nào của các tác giả khác

Nội dung nghiên cứu có tham khảo và sử dụng một số thông tin, tài liệu từ các nguồn tài liệu đã được liệt kê trong danh mục tài liệu tham khảo

Nếu sai tôi xin chịu mọi hình thức kỷ luật theo quy định

Quảng ninh, ngày …… tháng………năm 202…

Tác giải luận văn

Trần Ngọc Tuấn

Học viên: Trần Ngọc Tuấn Chuyên ngành: Kỹ thuật điện

MỤC LỤC

Trang

MỞ ĐẦU 1

Chương 1 2

ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG AN TOÀN ĐIỆN TẠI CÁC DOANH NGHIỆP KHAI THÁC MỎ HẦM LÒ 2

1.1 Đánh giá chung 2

1.2 Ảnh hưởng của môi trường tới trạng thái cách điện của mạng điện mỏ 3 1.3 Ảnh hưởng của môi trường tới thiết bị điện mỏ 3

1.4 Ảnh hưởng của môi trường tới mạng cáp điện trong mỏ 5

1.5 Tổng quan về mạng điện hạ áp tại một số mỏ than hầm lò vùng Hòn Gai 6

1.6 Kết luận Chương 1 14

Chương 2 16

NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG CÁCH ĐIỆN CỦA MẠNG ĐIỆN 16

HẠ ÁP TRONG MỎ HẦM LÒ TẠI CÔNG TY THAN HÀ LẦM 16

2.1 Cấu trúc các mạng điện hạ áp trong mỏ hầm lò tại Công ty Than Hà Lầm (mỏ Hà Lầm) 16

2.3 Thông số cách điện của mạng hạ áp 660V so với đất ở mỏ hầm lò của Công ty Cổ phần Than Hà Lầm 17

- Các phương pháp đo thông số cách điện của mạng hạ áp xoay chiều 17

2.3 Sự ảnh hưởng của số lượng thiết bị đấu vào mạng (N) và chiều dài mạng (L) tới trạng thái cách điện 22

2.4 Thông số cách điện của mạng hạ áp 660V trong mỏ hầm lò của Công ty Than Hà Lầm 25

2.4 Kết luận chương 2: 29

Chương 3 31

ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN AN TOÀN ĐIỆN GIẬT MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP MỎ HẦM LÒ CỦA CÔNG TY CỔ PHẦN THAN HÀ LẦM 31

3.1 Tóm lược về an toàn điện giật trong mỏ 31

3.2 Tác hại của dòng điện đối với cơ thể người 31

3.3.Tiêu chuẩn an toàn điện giật 37

3.4: Tính toán trị số dòng điện giật khi người chạm trực tiếp vào 1 pha của mạng điện hạ áp 660V 39

3.5 Tính toán trị số dòng điện giật khi người chạm vào vỏ thiết bị có điện “chạm vỏ”, vỏ được tiếp đất bảo vệ (Hình 3.4) 47

3.6 Kết luận chương 3 50

Chương 4 51

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CÁC GIẢI PHÁP TĂNG MỨC ĐỘ AN TOÀN ĐIỆN GIẬT ĐỐI VỚI MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP 660V MỎ HẦM LÒ CỦA CÔNG TY THAN HÀ LẦM -VINACOMIN 51

4.1 Các giải pháp chung 51

4.2 Nối đất bảo vệ 52

4.3 Nâng cao hiệu quả sử dụng của thiết bị bảo vệ rò điện 54

4.4 Bù thành phần điện dung của dòng điện rò 55

4.4.1 Bù tĩnh 56

4.4.2 Bù động 57

4.5 Lựa chọn cấu trúc mạng hợp lý 58

4.5.1 Đối tượng nghiên cứu 58

4.5.2 Mô hình tính toán 59

4.5.3.Phương pháp nghiên cứu 62

4.6 Kết luận chương 4 103

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 104

TÀI LIỆU THAM KHẢO 105

MỤC LỤC BẢNG BIỂU

Trang Chương 1: Bảng 1 1: Cấu trúc của máy biến áp 7

Bảng 1 2: Thông số kỹ thuật của máy biến áp 8

Bảng 1 3: Thông số kỹ thuật của cáp điện MYP/0,66 KV 9

Bảng 1 4 Thông số kỹ thuật của cáp điện MCP/0,66 KV 9

Bảng 1 5: Thông số kỹ thuật của một số khởi động từ 11

Bảng 1 6 Thông số kỹ thuật của một số Áp tô mát 11

Chương 2: Bảng 2 1: Thông số cấu hình mạng điện hạ áp hầm lò 660V của Công ty Cổ phần Than Hà Lầm 16

Bảng 2 2 Tổng hợp các thông số cấu hình mạng hạ áp hầm lò 660V của Công ty Cổ phần Than Hà Lầm 17

Bảng 2 3: Mô tả chức năng máy đo điện trở cách điện 21

Bảng 2 4: Kết quả tính toán thông số cách điện các mạng điện hạ áp 660V mỏ hầm lò của Công ty Cổ phần Than Hà Lầm 27

Bảng 2 5 Thông số cách điện mạng hạ áp 660V mỏ hầm lò của Công ty Cổ phần Than Hà Lầm 29

Chương 3: Bảng 3 1: Các mức tác động của dòng điện đối với cơ thể người 32

Bảng 3 2: Giá trị lớn nhất dòng điện an toàn lâu dài 33

Bảng 3 3: Công thức tính dòng điện an toàn khoảnh khắc Ia.k [12], [17] 33

Bảng 3 4: Đường đi của dòng điện qua cơ thể người 36

Bảng 3 5: Sự phụ thuộc giá trị điện trở cơ thể người vào điện áp tiếp xúc và trạng thái da 37

Bảng 3 6: Quan hệ giữa giá trị điện áp tiếp xúc và dòng điện an toàn khoảnh khắc tương ứng với thời gian tác động cho phép của dòng qua người 37

Bảng 3 7: Điện áp tiếp xúc và dòng điện qua người lớn nhất cho phép ở chế độ làm việc bình thường của thiết bị điện 37

Học viên: Trần Ngọc Tuấn Chuyên ngành: Kỹ thuật điện

Bảng 3 8 Điện áp tiếp xúc lớn nhất cho phép ở chế độ sự cố của thiết bị điện sản xuất, điện áp lớn hơn 1000V tần số 50Hz, trung tính nối đất trực tiếp 38 Bảng 3 9: Điện áp tiếp xúc và dòng điện qua người lớn nhất cho phép ở chế độ

sự cố của các thiết bị điện sinh hoạt, điện áp đến 1000V tần số 50Hz 38 Bảng 3 10 : Điện áp tiếp xúc Utx và dòng điện qua người In lớn nhất cho phép ở chế độ sự cố của các thiết bị điện sản xuất có điện áp đến 1000V trung tính nối đất trực tiếp hoặc cách ly và có điện áp lớn hơn 1000V trung tính cách ly 38 Bảng 3 11: Kết quả tính toán dòng điện giật trong mạng điện hạ áp hầm lò

660V Công ty Cổ phần than Hà Lầm 45 Bảng 3 12 Bội số dòng rò qua người trong mạng điện hạ áp hầm lò 660V Công

ty Cổ phần than Hà Lầm 46 Bảng 3 13: Kết quả tính toán dòng điện qua người khi chạm vỏ thiết bị 49

Chương 4: Bảng 4 1 Thông số kỹ thuật của máy biến áp khu vực

……… 59

DANH MỤC HÌNH VẼ Trang

Hình 1 1 Cấu trúc và đặc điểm sơ đồ nguyên lý CCĐ tại các mỏ than 6 Hình 1 2 Sơ đồ nguyên lý mạch rơ le bảo vệ rò JY 82 13

Chương 3:

Hình 3 1: Sơ đồ tính toán dòng qua người khi chạm vào một pha của mạng điện

ba pha 40 Hình 3 2: Sơ đồ tính toán dòng qua người khi chạm vào 1 pha của mạng điện ba pha có trung tính cách ly 41 Hình 3 3: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữa điện trở tới hạn và điện dung của mạng so với đất 44 Hình 3 4: Nguy hiểm điện giật khi chạm vào thiết bị điện có điện “chạm vỏ” do cách điện bị chọc thủng 48

Chương 4:

Hình 4 1: Sơ đồ tiếp đất cho một số thiết bị điện 53 Hình 4 2: Sơ đồ nguyên lý bù thành phần điện dung của dòng điện rò qua cơ thể người bằng điện cảm của cuộn cảm trong rơle rò loại YAKИ 56 Hình 4 3: Sơ đồ nguyên lý rơle rò YAKИ 57 Hình 4 4: Sơ đồ thay thế tính toán dòng điện rò một pha mạng hạ áp mỏ hầm lò 60 Hình 4 5 Sơ đồ mô phỏng Matlab -Simulink tính toán dòng điện rò 1 pha trong trường hợp không bù 63

Hình 4 6: Đồ thị biểu diễn hàm ir = f(t) và Ir = f(t) khi không bù thành phần điện

dung của dòng điện rò 64

Hình 4 7: Sơ đồ mô phỏng Matlab -Simulink tính toán dòng điện rò 1 pha trong trường hợp bù 10H 65

Hình 4 8: Đồ thị biểu diễn hàm ir = f(t) và Ir = f(t) trong trường hợp bù 10 H 66

Hình 4 9: Sơ đồ mô phỏng Matlab -Simulink tính toán dòng điện rò 1 pha trong trường hợp bù 18H 67

Hình 4 10: Đồ thị biểu diễn hàm ir = f(t) và Ir = f(t) trong trường hợp bù 18H 68

Hình 4 11: Đồ thị biểu diễn hàm Ir = f(t) trong trường hợp không bù và bù thành phần điện dung của dòng rò ở nấc 10H, 18H 69

Hình 4 12: Mô hình mô phỏng Matlab -Simulink tính dòng rò khi N=1 70

Hình 4 13: Mô hình mô phỏng Matlab -Simulink tính dòng rò khi N=3 71

Hình 4 14: Mô hình mô phỏng Matlab -Simulink tính dòng rò khi N=5 72

Hình 4 15: Mô hình mô phỏng Matlab -Simulink tính dòng rò khi N=9 73

Hình 4 16: Mô hình mô phỏng Matlab -Simulink tính dòng rò khi N=14 74

Hình 4 17: Mô hình mô phỏng Matlab -Simulink tính dòng rò khi N=19 75

Hình 4 18 Mô hình mô phỏng Matlab -Simulink tính dòng rò khi N=24 76

Hình 4 19: Mô hình mô phỏng Matlab -Simulink tính dòng rò khi N=29 77

Hình 4 20: Mô hình mô phỏng Matlab -Simulink tính dòng rò khi N=34 78

Hình 4 21: Mô hình mô phỏng Matlab -Simulink tính dòng rò khi N=39 79

Hình 4 22: Đồ thị quan hệ thực nghiệm Ir = f(L) tương ứng với các giá trị của N khác nhau khi không bù 82

Hình 4 23: Đồ thị quan hệ thực nghiệm Ir = f(L) tương ứng với các giá trị của N khác nhau khi bù nấc 10H 83

Hình 4 24: Đồ thị quan hệ thực nghiệm Ir = f(L) tương ứng với các giá trị của N khác nhau khi bù nấc 18H 84

Hình 4 25: Mô hình mô phỏng Matlab -Simulink tính dòng rò khi L = 0,2 Km 86

Hình 4 26: Mô hình mô phỏng Matlab -Simulink tính dòng rò khi L = 0,6 Km 87

Hình 4 27: Mô hình mô phỏng Matlab -Simulink tính dòng rò khi L = 1,0 Km 88

Hình 4 28: Mô hình mô phỏng Matlab -Simulink tính dòng rò khi L = 1,4 Km 89

Hình 4 29: Mô hình mô phỏng Matlab -Simulink tính dòng rò khi L = 1,9 Km 90

Hình 4 30: Mô hình mô phỏng Matlab -Simulink tính dòng rò khi L = 2,3 Km 91

Hình 4 31: Mô hình mô phỏng Matlab -Simulink tính dòng rò khi L = 2,7 Km 92

Hình 4 32: Mô hình mô phỏng Matlab -Simulink tính dòng rò khi L = 3,1 Km 93

Hình 4 33: Mô hình mô phỏng Matlab -Simulink tính dòng rò khi L = 3,5 Km 94

Hình 4 34: Mô hình mô phỏng Matlab -Simulink tính dòng rò khi L = 3,9 Km 95

Hình 4 35: Đồ thị quan hệ thực nghiệm Ir = f(N) tương ứng với từng giá trị của L khác nhau khi không bù 98

Hình 4 36: Đồ thị quan hệ thực nghiệm Ir = f(N) tương ứng với từng giá trị của L khác nhau khi bù ở nấc 10H 99

Hình 4 37: Đồ thị quan hệ thực nghiệm Ir = f(N) tương ứng với từng giá trị của L khác nhau khi bù ở nấc 18H 100

Hình 4 38: Vùng vận hành đảm bảo an toàn điện giật trong các trường hợp bù thành phần điện dung của dòng điện rò 102

Học viên: Trần Ngọc Tuấn Chuyên ngành: Kỹ thuật điện

MỞ ĐẦU

Trong nhiều năm qua Tập đoàn Than - Khoáng sản Việt Nam nói chung và Công

ty CP Than Hà Lầm - Vinacomin nói riêng đã đóng góp phần to lớn của mình trong nền kinh tế quốc dân, đặc biệt với nhiệm vụ đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia nhằm ổn định nền kinh tế vĩ mô và thúc đẩy các ngành Công nghiệp của đất nước ngày càng phát triển và hiện đại hóa

Công ty CP Than Hà Lầm - Vinacomin (Than Hà Lầm) là một trong những đơn

vị dẫn đầu tập đoàn TKV về quy mô, sản lượng, cũng như đầu tư nhiều trang thiết bị tiên tiến, đồng bộ và hiện đại, mức độ tự động hóa cao Tuy nhiên trong những năm gần đây, điều kiện khai thác hầm lò ngày càng khó khăn như diện khai thác xuống sâu, xuống xa, điều kiện địa chất, môi trường làm việc có nhiều thay đổi và khắc nghiệt (điều kiện khí mỏ, nhiệt độ, môi trường ẩm ướt ), bên cạnh đó chiều dài đường lò ngày càng phát triển nên số lượng thiết bị điện càng nhiều, thiết bị phải di chuyển nhiều do thay đổi diện khai thác, chính vì vậy sẽ rất ảnh hưởng tới hiện trạng cách điện của thiết bị

Đặc điểm chung mạng điện hạ áp mỏ hầm lò cung cấp theo hình tia, nguồn được lấy từ trạm biến áp khu vực, từ đây cấp điện cho các thiết bị Do thiết bị đặt xa nhau, khi xảy ra mất điện vì suy giảm cách điện sẽ mất rất nhiều thời gian xác định vị trí và

xử lý sự cố Dẫn tới hậu quả như giảm năng suất lao động, quạt gió cục bộ không được duy trì hoạt động làm tăng nồng độ khí độc dẫn đến cháy nổ bầu không khí mỏ gây nguy hiểm đối với người và thiết bị trong quá trình làm việc

Ngoài ra, các thiết bị vận hành trong điều kiện môi trường ẩm ướt, chứa nhiều bụi than có khả năng dẫn điện, phụ tải làm việc với chế độ đóng ngắt liên tục, thiết bị phải tháo lắp và di chuyển thường xuyên cũng là nguyên nhân giảm nhanh cách điện

Do đó, để đảm bảo chất lượng và an toàn cho hệ thống cung cấp điện là nhiệm vụ rất khó khăn đối với các cán bộ quản lý cơ điện

Với mục tiêu “An toàn cho người lao động là trên hết” thì tác giả luận văn đã

tập trung nghiên cứu đánh giá hiện trạng và xây dựng có hiệu quả các giải pháp tăng mức độ an toàn điện trong mạng điện hạ áp mỏ hầm lò là hết sức cần thiết và mang tính cấp bách, đòi hỏi các giải pháp sau khi nghiên cứu phải đảm bảo tính thực tiễn và

có hiệu quả, thuận tiện áp dụng vào thực tế sản xuất và tiết kiệm chi phí tối đa cho doanh nghiệp

Trong thời gian qua do sự nỗ lực của bản thân cộng với sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy cô Khoa Điện - Trường ĐH Công Nghiệp Quảng Ninh, bạn bè đồng nghiệp và đặc biệt sự giúp đỡ, hướng dẫn tận tình của TS Đỗ Chí Thành đến nay luận văn đã hoàn thành Qua đây cho phép tác giả bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc các cán bộ hướng dẫn, bạn bè đồng nghiệp, TS Đỗ Chí Thành đã đóng góp to lớn cho sự thành công của luận văn này, Tác giả rất mong sự đóng góp ý kiến quý báu của các nhà khoa học, các quí thầy, cô, các bạn bè, đồng nghiệp !

Quảng ninh, ngày tháng năm 202

Trần Ngọc Tuấn

Chương 1 ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG AN TOÀN ĐIỆN TẠI CÁC DOANH NGHIỆP

KHAI THÁC MỎ HẦM LÒ 1.1 Đánh giá chung

Hiện nay, các thiết bị điện mỏ hầm lò vận hành trong điều kiện môi trường khắc nghiệt như độ ẩm môi trường lên tới 95÷99%, nhiệt độ môi trường dao động trong khoảng 27÷35oC, môi trường chứa nhiều bụi bẩn, nấm mốc, nước mỏ có tính axít và kiềm, độ ẩm cao và hơi nước khi gặp nhiệt độ cao gây bốc hơi dẫn đến tốc độ ô xy hóa, ăn mòn các thiết bị rất nhanh

Trong quá trình khai thác than bằng công nghệ khoan, nổ mìn, khấu than bằng máy khấu, vận chuyển than bằng các thiết bị vận tải băng tải, máng cào phát sinh rất nhiều bụi than Nồng độ bụi than trong không khí các đường lò tương đối cao, ngoài ra bụi than còn lắng đọng bám trên nóc lò, vì chống, nền lò

và bề mặt các thiết bị điện mặc dù đã được xử lý phun sương dập bụi

Trong không khí mỏ có tại một số doanh nghiệp khai thác than có tính tự cháy cao, độ xuất khí mêtan CH4 diễn ra rất phức tạp, khí mêtan là khí rất nguy hiểm dễ gây ra cháy nổ bầu không khí mỏ khi đảm bảo ba yếu tố: nguồn tia lửa,

ô xy, khí mê tan CH4 Nồng độ thoát khí mêtan trong khai thác than phụ thuộc chủ yếu vào chiều sâu khai thác, sự tích tụ khí trong vỉa than, khả năng thẩm thấu khí, đồng thời còn phụ thuộc vào hệ thống khai thác, trình tự khai thác, quy trình kiểm soát độ xuất khí v.v

Điều kiện môi trường trong hầm lò khắc nghiệt ẩm ướt, nấm mốc, bụi than nhiều dẫn tới làm giảm nhanh cách điện của thiết bị điện Độ ẩm trong bầu không khí mỏ cao, nhiều hơi nước là nguyên nhân chính làm quá trình già hóa cách điện diễn ra nhanh hơn Bên cạnh đó, nước mỏ mang tính axit có lẫn nhiều tạp chất độc hại tác dụng trực tiếp lên bề mặt các chi tiết của thiết bị điện, các đầu đấu cáp làm tăng quá trình hỏng hóc thiết bị

Các bụi bẩn trong không khí lắng đọng trên bề mặt cách điện thiết bị điện kết hợp với hơi nước làm giảm đáng kể điện trở bề mặt vật liệu cách điện và có thể dẫn tới hiện tượng phóng điện trên bề mặt điều này rất nguy hiểm đối với

bầu không khí trong mỏ hầm lò Để hạn chế tối đa bụi bẩn bám vào các bề mặt chi tiết của thiết bị điện chúng ta cần sử dụng các biện pháp: Sử dụng các phương pháp dập bụi ngay từ quá trình khai thác, khâu vận chuyển than, ngoài

ra còn sử dụng các chất liệu cách điện đặc biệt, phương pháp che chắn hoặc chế tạo dưới dạng kín, công tác vệ sinh công nghiệp thiết bị phải được thực hiện thường xuyên liên tục

Đất đá cũng gây ảnh hưởng tới vật liệu cách điện, dung dịch muối ở trong đất có thể làm tăng cường tác động hóa học và điện hóa, các loại côn trùng ở trong đất gây ra quá trình tác động vi sinh lên vật liệu cách điện Đất đá trong quá trình nổ mìn gây rung chấn rơi vào các thiết bị điện, cáp điện gây dập vỡ nên sẽ làm giảm nhanh các tính chất cách điện của vật liệu, nhất là đối với các loại cao su tự nhiên và cao su nhân tạo

1.2 Ảnh hưởng của môi trường tới trạng thái cách điện của mạng điện mỏ

Trong thực tế đã có nhiều công trình nghiên cứu về môi trường và ảnh hưởng môi trường đến thông số cách điện của mạng Kết quả nghiên cứu các mạng điện ở một số mỏ của Liên Xô trước đây và các công trình nghiên cứu của Trần Bá Đề, Nguyễn Anh Nghĩa, Đào Đắc Tuyên cũng cho thấy độ ẩm môi trường có ảnh hưởng rất lớn tới các thông số cách điện của mạng: đối với các

mỏ khô ráo có điện trở ổn định ở mức 3-7 kΩ và điện dung dao động trong phạm vi 0,8 – 1,4µF; đối với các mỏ ẩm ướt có điện trở cách điện ổn định ở mức

1 - 4 kΩ và điện dung dao động trong phạm vi 1,2 – 1,8µF [13]

Như vậy, đối với các mỏ ẩm ướt thì có điện trở cách điện thấp hơn so với các mỏ khô ráo, do đó đối với mạng điện mỏ cần phải sử dụng vật liệu cách điện

có khả năng chống ẩm cao, các động cơ và thiết bị điều khiển, đóng cắt cần chế tạo dạng kín, bên trong thiết bị cần phải đặt các hạt chống ẩm Vật liệu cách điện của các thiết bị điều khiển và bảo vệ cần được phủ kín bằng các lớp sơn cách điện để chống ẩm có hiệu quả

1.3 Ảnh hưởng của môi trường tới thiết bị điện mỏ

Thiết bị điều khiển và bảo vệ chiếm một số lượng đáng kể trong mạng điện mỏ, do đó trạng thái cách điện và độ tin cậy cung cấp điện của mạng phụ

thuộc đáng kể vào trạng thái cách điện của các thiết bị điều khiển và bảo vệ

Trạng thái cách điện của thiết bị điện mỏ phụ thuộc vào cách điện của các

sứ đỡ và sứ xuyên, dây dẫn, bảng điện… Thực tế vận hành cho thấy rằng, trạng thái cách điện của thiết bị điện mỏ phụ thuộc chủ yếu và các yếu tố như: độ ẩm

và bụi bẩn của môi trường, mức độ vận hành của thiết bị

Trong các loại thiết bị điện mỏ thì khởi động từ làm việc trong chế độ nặng nhọc hơn cả: đóng cắt nhiều lần (tời có thể đóng cắt 2600-3500 lần/ngày, máy combai: 1000-1900 lần/ngày, băng chuyền 300-500 lần/ngày) dẫn tới sự mòn hỏng các tiếp điểm, sự tích tụ các sản phẩm cháy do tia lửa hồ quang (bụi

kim loại)

Khi làm việc, nhiệt độ bên trong của các vỏ khởi động từ không ngừng thay đổi: giảm khi thiết bị cắt, tăng khi làm việc, nhiệt độ trong vỏ khởi động từ

có thể tăng hơn so với môi trường ngoài từ 26-270C, còn trong các ca nghỉ sửa

chữa, nhiệt độ giảm tới nhiệt độ của môi trường

Do sự chênh lệch nhiệt độ lớn và do không khí bị ion hoá mạnh do các tia lửa hồ quang, nước cùng với bụi than được ngưng tụ trên bề mặt ở phía trong của khởi động từ và trên bề mặt của các phần tử khác trong khởi động từ, tạo thành các cầu dẫn điện Nếu độ ẩm của không khí là 88-90% thì độ ẩm của môi trường phía trong khởi động từ có thể đạt tới 92-99% (bụi than kết hợp cùng với nước tạo thành sunfat sắt và axit sunfuaric Trong thời gian sửa chữa thiết bị, lượng nước tích tụ trên bề mặt của các phần tử trong khởi động từ càng nhiều, gây ảnh hưởng trực tiếp tới trạng thái cách điện của khởi động từ trong quá trình

vận hành, nhất là sau khi cắt mạng

Để nâng cao điện trở cách điện của thiết bị điện, cần thiết phải sử dụng các biện pháp có hiệu quả Một trong các biện pháp có hiệu quả nhất là cần phải cải thiện môi trường vận hành thiết bị điện, nhất là môi trường bên trong thiết bị (sử dụng các hạt chống ẩm silicatgel), lau chùi và vệ sinh thường kỳ, sấy lại các khởi động từ sau một thời gian làm việc đã lâu trong mỏ

Từ những nghiên cứu thực nghiệm cho thấy: Các thiết bị điện mỏ làm việc trong điều kiện môi trường có độ ẩm cao và bụi bẩn Các khởi động từ làm

việc trong điều kiện nặng nhọc hơn (số lần đóng cắt nhiều hơn) so với áp tô mát,

vì vậy điện trở cách điện của khởi động từ có độ ổn định thấp hơn so với áp tô mát

Điện trở cách điện của thiết bị điện mỏ được nâng cao nhiều lần sau khi được lau chùi sạch sẽ, qua đó chứng tỏ tác dụng rõ rệt của công việc vệ sinh và bảo dưỡng thường kỳ, nhất là đối với điều kiện môi trường vi khí hậu mỏ

1.4 Ảnh hưởng của môi trường tới mạng cáp điện trong mỏ

Trong quá trình vận hành cáp thường bị sự cố hỏng hóc lớp vỏ bao bọc bên ngoài: do bị va đập (40-50%), do bị đè nén (15-20%), do quá trình di chuyển theo đường lò hoặc do bị vặn xoắn (8%)

Kết quả nghiên cứu trạng thái cách điện của cáp nhận thấy, rằng thành phần điện dẫn tác dụng của cáp có thể bao gồm hai thành phần: thành phần thứ nhất là điện dẫn rải đều theo chiều dài cáp; thành phần thứ hai là điện dẫn tập trung tại các đầu nối cáp Khi chiều dài của cáp không lớn thì điện dẫn của cáp được xác định chủ yếu từ thành phần điện dẫn tập trung tại các đầu nối cáp Mối quan hệ giữa điện dẫn và chiều dài của cáp là một hàm tuyến tính: khi chiều dài cáp tăng thì điện dẫn cũng tăng tuyến tính Khi thời gian tồn tại của cáp ở trong mỏ càng lâu thì điện dẫn cũng càng tăng và điện trở càng giảm

Phân tích các kết quả nhận được, có thể rút ra một số nhận xét sau đây:

- Độ ẩm và bụi bẩn của môi trường có ảnh hưởng trực tiếp và đáng kể tới điện trở cách điện của cáp điện sử dụng trong mỏ, tiết diện và mã hiệu cáp không ảnh hưởng đáng kể tới điện trở cách điện

- Giá trị xác lập của điện trở cách điện cáp (có thời gian và vận hành trong mỏ khác nhau) hầu như không thay đổi theo thời gian Điều đó chỉ ra rằng, chất lượng của vật liệu cách điện ít phụ thuộc vào mức độ già hoá cách điện

- Điện trở cách điện của cáp phụ thuộc chủ yếu vào điện trở cách điện tập trung tại các đầu cáp

Để nâng cao trạng thái cách điện của cáp có thể sử dụng một số biện pháp sau đây:

- Tiến hành lắp đặt cáp ở những đường lò khô ráo

- Sử dụng các gioăng đệm để loại trừ khả năng thâm nhập ẩm ướt và bụi bẩn từ môi trường vào bên trong các đầu cáp và các hộp nối cáp

- Thường kỳ tiến hành vệ sinh lau chùi, bảo dưỡng và sửa chữa

- Sử dụng các loại cáp có vỏ bọc chì làm cáp chính

1.5 Tổng quan về mạng điện hạ áp tại một số mỏ than hầm lò vùng Hòn Gai

* Cấu trúc chung của mạng điện hạ áp tại các mỏ than hầm lò

HÖ thèng ®iÖn quèc gia

110 (220)kV

110 (220)kV

6kV 6kV

35kV

6kV 6kV

Tr¹m biÕn ¸p vïng 110(220)/35/6kV

Tr¹m biÕn ¸p chÝnh cña

xÝ nghiÖp 35-22/6kV

M¸y biÕn ¸p h¹ ¸p 6/0,4(0,69)kV 0,4(0,69)kV

Dù

h¹ ¸p 6/0,4(0,69)kV 0,4(0,69)kV

Do tính chất phức tạp và đòi hỏi yêu cầu nghiêm ngặt đối với các mỏ hầm lò nên các phụ tải là các hộ tiêu loại I, qua đó mạng điện hạ áp trong mỏ hầm lò phải được thiết kế cung cấp điện từ hai nguồn khác nhau và có máy phát điện dự phòng nóng Đặc điểm và cấu trúc mạng điện cho các mỏ hầm lò như sau: điện cao thế 110 (35/22 kV) được lấy từ lưới điện quốc gia từ hai lộ khác nhau thông qua hai máy biến áp trung gian hạ cấp điện áp xuống 6 kV và cấp điện cho các tủ phân phối Điện áp từ các

tủ này được dẫn tới các trạm phân phối trung tâm trong lò thông qua đường cáp 6 kV Tại các trạm điện biến áp khu vực biến đổi điện áp từ 6 kV xuống 0,69 kV, từ đây điện

áp 660 V được cấp cho các thiết bị sản xuất tại khu vực khai thác hoặc đào lò

Bảng 1 1: Cấu trúc hạ áp tại một số mỏ vùng Hòn Gai

Công ty Phân Xưởng/

TB BV

rò điện

Pđ (kW)

ΣL cáp (m)

Số thiết

bị

TB đóng cắt

Cáp điện

kVA-660V 495 1456 28

RRH-KBZ-400 DW-350 QBZ-200 QBZ-120

kVA-380/660V

YAKИ-422 550 15

KBZ-400 DW-350 QBZ-200 QBZ-120

MYP

Hà Lầm KT 5

TBHDP

630 6/0,69kV

kVA-660V 440,4 1317 15

JY82-AΦB-2AT ATP-630 KBZ-630 DW-350 QJZ-200 QJZ-120

MYP

KT 8

TBHDP

630 6/0,69kV

kVA-660V 247,8 1255 22

JY82-KBZ-630 KBZ-400 DW-350 QJZ-200 QJZ-120

MYP

Núi Béo KT1

KBSG- 630kVA-6/0.69kV

660V 504 1607 27

JY82-KBZ-630 KBZ-400;

ATP-400 DW-350;

QJZ-200 QJZ-120 QBZ-120

MYP

KT2

KBSG- 630kVA-6/0.69kV

660V 360 1343 15

JY82-KBZ-630 KBZ-400 KDB-350 ATP-630 QJZ-315 QJZ-120 QBZ-120

MYP

* Đặc điểm mạng điện hạ áp 660 V tại một số mỏ than vùng Hòn Gai

- Máy biến áp khu vực

Các trạm biến áp khu vực đặt trong hầm lò của các mỏ sử dụng máy biến áp phòng nổ di động trọn bộ chủ yếu của Nga (mã hiệu TKƜB, TCƜBII và KTB -

160, 180, 240, 250, 315, 400, 560 kVA), của Trung Quốc có loại KBSG,

KBSGZY-160, 180, 315, 500, 630 kVA, của Việt Nam có loại TBHDP 180, 240, 320, 400 kVA, Điện áp 6/0,69(0,4) kV cung cấp đến các điểm phân phối điện hạ áp của công trường khai thác bằng cáp cứng và cáp mềm đặt trong đường lò Loại trạm biến áp này di chuyển dễ dàng trên đường ray nên có thể đảm bảo được giá trị điện áp cho phép trên cực phụ tải và giảm được tổng chiều dài mạng cáp hạ áp, do đó giảm được dòng rò để đảm bảo an toàn điện giật và an toàn nổ Một số ít trường hợp trạm biến áp khu vực đặt ở ngoài cửa lò, sử dụng máy biến áp dầu kiểu thông thường do Việt Nam, Trung Quốc chế tạo, biến đổi điện áp 6 kV thành điện áp 0,69(0,4)kV để cung cấp cho các phụ tải

Hiện nay, các máy biến áp khu vực hầm lò vùng Hòn Gai làm việc với hệ số mang tải chủ yếu nằm trong khoảng β=0,350,87

Bảng 1 2: Thông số kỹ thuật của máy biến áp

tt Tên máy biến áp Công suất

(kVA)

lượng (Kg)

dụng các loại cáp có điện áp đến 1000V, chủ yếu do Nga và Trung Quốc sản xuất (ГPШH, ΓPIIIЭ, MYP) Mạng điện hạ áp mỏ hầm lò thường dùng loại cáp cứng 3 lõi điện lực vỏ chì bọc thép và cáp mềm có màn chắn 3 lõi lực và một lõi nối đất Tuổi thọ của cáp điện mỏ ở những đường lò chịu tác động của đất đá, hay phải chịu sự di chuyển thường xuyên khoảng 2 3 năm, ở những nơi đường lò ổn định, nơi ít bị tác động phá hoại trực tiếp của môi trường khoảng 815 năm

Những hư hỏng của cáp mềm thường là do: cáp bị kéo trên nền lò có nhiều cục than và đá sắc cạnh làm xước cáp, đứt hoặc dập cáp, xoắn, do đất đá sập lở, vì chống

lò đổ rơi vào, bị cắt do các máy di chuyển, hư hỏng do ảnh hưởng của nổ mìn v.v Để bảo vệ cáp khỏi hư hỏng do tác động cơ học, biện pháp quan trọng là lắp đặt cáp hợp

lý và thường xuyên theo dõi tình trạng vận hành của nó Đồng thời phải có biện pháp che chắn, hạn chế di chuyển cáp điện để đảm bảo độ bền cơ học của cáp điện

Qua nghiên cứu thực tế tại các mỏ than vùng Hòn Gai thì mạng điện hạ áp mỏ

có tổng chiều dài mỗi mạng không lớn L ≈ 0,45 ÷ 3,1 km (chiều dài trung bình L= 1,8 km); có nhiều phân nhánh n = 1÷4; Số thiết bị đấu vào mạng N= 6 ÷34 (trung bình 22 thiết bị)

Bảng 1 3: Thông số kỹ thuật của cáp điện MYP/0,66 KV

Số lõi

Bề dày cách điện (mm)

Bề dày

vỏ bọc (mm)

Đường kính ngoài(mm)

Khối lượng (Kg/Km)

Điện trở lõi dẫn điện (Ω/km)

Dòng điện cho phép ở

20 o C (A)

Số lõi

Bề dày cách điện (mm)

Bề dày

vỏ bọc (mm)

Đường kính ngoài(mm)

Khối lượng (Kg/Km)

Điện trở lõi dẫn điện (Ω/km)

Dòng điện cho phép ở

20 o C (A)

3x35+1x6+3x6 2 6 47,2 51,4 3758

0,565

138 3,39

3,39

3x50+1x10+3x6 2,2 7 54,3 58,6 4888

0,393

170 1,95

3,39

3x70+1x16+3x6 2,2 7 59,6 64,3 5783

0,277

210 1,24

3,39

3x95+1x25+3x10 2,4 7 64,5 70,1 7430

0,21

250 0,795

1,95

- Cấp điện áp sử dụng

Hiện nay, các đơn vị sản xuất than trực thuộc Tập đoàn TKV đã mở rộng quy

mô sản xuất, diện khai thác ngày một xuống sâu, xuống xa, điều kiện môi trường, khí bụi vô cùng khắc nghiệt, do đó số lượng thiết bị điện phục vụ sản xuất ngày một tăng lên, công suất của thiết bị ngày một lớn, để đáp ứng được yêu cầu thực tiễn nhằm duy trì mức độ ổn định điện áp trong những năm gần đây tập đoàn TKV đã chỉ đạo các đơn

vị nâng cấp các mạng điện hạ áp khu vực hầm lò từ cấp điện áp 380 V lên cấp điện áp 660V hoặc 1140 V Như vậy cấp điện áp trong mỏ hầm lò chủ yếu là cấp điện áp 660

V, ngoài ra một số đơn vị có sử dụng cấp điện áp 1140 V như tại Công ty CP than Hà Lầm, Núi Béo… tuy nhiên trong luận văn này chỉ nghiên cứu cấp điện áp được các mỏ

sử dụng nhiều nhất là 660 V

- Thiết bị đóng cắt, điều khiển, bảo vệ

Để đóng cắt và bảo vệ các tuyến cáp chính mỏ hầm lò các mỏ thường sử dụng các Áptômát do Nga và Trung Quốc sản xuất, các thiết bị đóng cắt của Nga như AФB-2A, AФB-2AT, ПMBИ-41, 63, ПBИ-125, 250, các thiết bị đóng cắt của Trung Quốc như DW-200, 350, BKD-200, 400; KBZ-80, 120, 400, 630; QJZ- 80,120, 200, 300, ATP-630…

Các thiết bị đóng cắt, điều khiển và bảo vệ nói trên đa số đã qua nhiều năm sử

dụng, nhiều thiết bị đã bị loại bỏ bớt các chức năng phụ trợ, bảo vệ, chỉ giữ lại các chức năng cơ bản

Bảng 1 5: Thông số kỹ thuật của một số khởi động từ

Tên khởi động

từ

Điện áp định mức (V)

Dòng điện định mức (A)

Công suất lớn nhất của động cơ được điều khiển

Bảng 1 6: Thông số kỹ thuật của một số Áp tô mát

định mức (V)

Dòng điện định mức (A)

Kiểm tra cách điện, tác động

Các phụ tải điện khu vực khai thác than lò chợ: chủ yếu phụ tải là các động

cơ băng tải, máng cào, quạt gió cục bộ, bơm cấp dịch có điện áp 0,66 kV, có công suất đến 160 kW

Các phụ tải điện khu vực đào lò chuẩn bị: chủ yếu phụ tải là băng tải, máng cào, máy đào lò, các máy nén khí di động, máy xúc lật hông, tời kéo thuyền trượt để vận chuyển vật liệu và các quạt thông gió cục bộ

Tất cả các thiết bị được thiết kế theo tiêu chuẩn phòng nổ do Nga, Trung Quốc chế tạo

- Bảo vệ rò điện

Hiện nay trong các mạng điện hạ áp 660V của các mỏ than sử dụng các loại rơle

rò chủ yếu do Nga và Trung Quốc sản xuất như YAKИ, JY-82, các thiết bị bảo vệ rò điện của Nga (YAKИ-660/380), thiết bị bảo vệ rò điện của Trung Quốc (JY 82- 660/380), ngoài ra còn có thiết bị bảo vệ rò điện loại RRH-660V của Việt Nam hiện nay một số mỏ than cũng đang sử dụng

+ Thiết bị bảo vệ rò điện YAКИ:

Rơ le rò YAКИ được xây dựng trên cơ sở phối hợp của sơ đồ 3B và sơ đồ sử dụng điện áp thứ tự không Rơ le P là loại có hai cuộn dây làm việc I và hãm II Cuộn làm việc I được cung cấp qua chỉnh lưu B1, B2, B3 và các điện trở R1, R2 mắc giữa các pha của lưới và cọc tiếp đất Z

Khi điện trở cách điện lớn, dòng từ chỉnh lưu B1, B2, B3 chảy qua các điện trở R2, chiết áp cuộn hãm II của rơ le P và , đồng thời qua điôt B4 và cuộn hút I của P Các cuộn dây được bố trí để từ thông do dòng qua hai cuộn dây ngược nhau khiến cho từ thông tổng không đủ để rơ le tác động

Khi rò đối xứng (điện trở cách điện của mạng R giảm), dòng chỉnh lưu còn chảy theo đường: R1, điện trở cách điện R, đất, cực nối đất z, cơ cấu đo Ω, cuộn hút I của rơ

le P Dòng này tăng theo mức độ giảm điện trở cách điện của mạng Nhưng cho đến khi điện áp trên cuộn hút I còn nhỏ hơn điện áp tạo bởi mạch , và cuộn hãm II thì điôt B4 sẽ khóa và nếu điện trở cách điện của mạng R tiếp tục giảm thì dòng trong cuộn hãm không thay đổi trong khi dòng trong cuộn hút I tăng lên Kết quả là từ thông trong rơle P tăng và rơ le tác động ở một điện trở cách điện R xác định Tiếp điểm P1 đóng nguồn cho cuộn cắt CC, đồng thời đóng tiếp điểm P2 mắc sun cuộn hãm II Lúc này dòng chỉ chảy qua cuộn hút và phần ứng của rơle được giữ ở trạng thái đóng kể cả khi loại trừ được sự giảm điện trở cách điện của mạng

Khi rò một pha, ngoài dòng công tác một chiều còn có dòng xoay chiều thứ tự không i0 do điện áp thứ tự không gây ra Đường đi của dòng này và trị số của nó thay đổi trong mỗi nửa chu kỳ:

+ Nửa chu kỳ dương, i0 chảy theo đường: điện trở rò , đất, cực tiếp đất z, cơ cấu đo Ω, cuộn hút I, điôt B1, B2, B3, điện trở R1, mạch lưới Dòng này cùng chiều và xếp chồng với dòng công tác một chiều

+ Nửa chu kỳ âm, i0 chảy theo đường: mạch lưới, R1, R2, điểm A, điôt b4, cơ cấu đo Ω, cực tiếp đất z, đất

Như vậy, ở nửa chu kỳ dương, trong cuộn hút I của rơle P chảy một dòng điện là tổng của dòng công tác một chiều và dòng thứ tự không Chính nhờ điều này mà điện trở cắt khi dò một pha tăng lên tức là tạo được đặc tính bảo vệ rò biến dạng Bằng cách thay đổi trị số của điện dung Cs có thể thay đổi được mức độ biến dạng của đặc tính Cuộn L trong mạch làm nhiệm vụ bù thành phần điện dung của dòng điện rò

- Thiết bị bảo vệ rò điện JY 82:

Rơ le rò JY 82 do Trung Quốc chế tạo dùng cho các mỏ hầm lò có khí và bụi nổ

Rơ le rò ký hiệu JY82 có nhiều loại, hình 1.2 là sơ đồ nguyên lý loại có cấu tạo đơn giản nhất

I II

P2

1 2

AN, cực tiếp đất phụ dz, điện trở cách điện của mạng R, lưới, cuộn kháng ba pha B, cuộn bù DK, cuộn dây của rơ le J, cực (-) của cầu chỉnh lưu Z Trị số của dòng điện này phụ thuộc vào điện trở cách điện của mạng

Khi điện trở cách điện của mạng giảm đến một giá trị nào đó hoặc khi người chạm vào một pha của mạng, dòng qua rơ le J đủ lớn làm rơ le tác động, nó sẽ đóng

tiếp điểm J1 trong mạch cấp nguồn cho cuộn cắt của máy cắt đồng thời đóng tiếp điểm J2 tự duy trì

+ Ưu nhược điểm của rơ le rò YAKИ và JY 82:

Rơ le rò YAKИ:

Ưu điểm: Có cấu tạo tương đối đơn giản, làm việc tin cậy không cần nguồn nuôi

riêng, có thể tạo được đặc tính bảo vệ rò chính tắc cũng như biến dạng

Nhược điểm: Chế độ làm việc bị ảnh hưởng bởi sự dao động của điện áp lưới,

không có khả năng tự động kiểm tra tình trạng các phần tử trong sơ đồ mạch, độ nhạy thấp, mạch bù không hiệu quả khi điện dung mạng thay đổi nhiều, thực hiện bù theo phương pháp bù tĩnh nên khó thực hiện được việc bù hoàn toàn thành phần điện dung của dòng điện rò

Rơle rò JY82:

Ưu điểm: Trong mạch sử dụng các phần tử bán dẫn có điều khiển như Tiristo

(SCR), dùng khuếch đại thuật toán làm phần tử so sánh và tạo thời gian trễ làm tăng độ nhạy và độ tin cậy Chế độ làm việc ít phụ thuộc vào sự dao động của điện áp lưới Cuộn bù có nhiều nấc nên có thể lựa chọn điện cảm bù phù hợp với điện dung của mạng

Nhược điểm: Loại rơ le này không tạo được đặc tính bảo vệ rò biến dạng và

không có khả năng tự động kiểm tra tình trạng của các phần tử trong sơ đồ bảo vệ, mạch bù điện dung thuộc loại bù tĩnh nên không hiệu quả nếu điện dung mạng thay đổi nhiều trong quá trình làm việc

- Tiếp đất bảo vệ

Việc tuân thủ các quy định về tiếp đất bảo vệ cho các thiết bị điện được thực hiện nghiêm túc tại các mỏ hầm lò Thời gian đo kiểm tra điện trở tiếp đất được thực hiện ngay sau khi lắp đặt thiết bị mới hoặc đo kiểm tra định kỳ giá trị điện trở tiếp đất các thiết bị điện là 3 tháng 1 lần, kết quả đo điện trở tiếp đất bảo vệ của các mỏ than trong thời gian gần đây đều đạt yêu cầu với trị số điện trở tiếp Rtđ ≤ 2 Ω theo quy định [16] Kết quả đo điện trở tiếp đất của một số mạng điện hạ áp mỏ hầm lò 660V của Công ty

Cổ phần Than Hà Lầm quý IV năm 2020 được thống kê trong phụ lục 1

1.6 Kết luận Chương 1

Sau khi nghiên cứu và phân tích các ảnh hưởng của môi trường, cấu trúc mạng cáp điện tới trạng thái cách điện của mạng điện mỏ, có thể rút ra được một số kết luận sau đây:

- Các thiết bị điện vận hành trong điều kiện môi trường vi khí hậu nặng nhọc (nhiệt độ trong đường lò 25-350C, độ ẩm 98-1000C, môi trường có nhiều nấm mốc…),

vì vậy ảnh hưởng của môi trường tới trạng thái cách điện của thiết bị điện rất đáng kể

- Điện trở cách điện của cáp phụ thuộc chủ yếu vào điện trở cách điện tập trung

ở các đầu nối cáp Thực tế chỉ ra rằng, nếu các đầu cáp và các hộp nối cáp được gia cố bằng các vật liệu chống ẩm và chống bụi bẩn thì có thể duy trì giá trị điện trở cách điện ở mức tương đối cao

- Để nâng cao điện trở cách điện của cáp, theo chu kỳ có thể cắt hai đầu cáp những đoạn có chiều dài khác nhau, phụ thuộc vào thời gian vận hành trong mỏ

- Điện trở cách điện của các khởi động từ và áp tô mát trong mỏ dao động trong phạm vi rất thấp, điều đó chứng tỏ điều kiện của môi trường vi khí hậu ảnh hưởng đáng kể tới trạng thái cách điện của thiết bị

- Để nâng cao trạng thái cách điện của thiết bị điện mỏ, yêu cầu phải cải thiện môi trường làm việc, nhất là môi trường phía trong vỏ của thiết bị điện (sử dụng phương tiện cải thiện môi trường bên trong vỏ thiết bị có thể nâng cao được trạng thái cách điện; sử dụng phương pháp bảo dưỡng vệ sinh thường kỳ thiết bị điện có thể nâng cao trạng thái cách điện)

- Như vậy, trong hai loại rơle rò đang sử dụng phổ biến ở các mỏ hầm lò hiện nay thì chỉ có rơle rò YAKИ là có khả năng tạo được đặc tính bảo vệ rò biến dạng Rơle rò JY82 chỉ có khả năng tạo đặc tính bảo vệ rò chính tắc Nhược điểm của hai loại rơle rò trên là đều không có khả năng tự động kiểm tra tình trạng của các phần tử trong sơ đồ

- Các rơ le rò điện được lắp đặt để bảo vệ rò điện cho mạch thứ cấp máy biến áp hoặc thiết bị đóng cắt điện khu vực sản xuất Thiết bị có đặc điểm cắt không chọn lọc,

do đó mất nhiều thời gian để xác định và khắc phục sự cố Khi xảy ra rò điện, thường được xử lý bằng phương pháp loại trừ bằng thủ công

Từ kết quả tổng hợp các mạng cung cấp điện hạ áp ở trên cho thấy:

- Phương pháp cung cấp điện cho các phụ tải của các mỏ gần như giống nhau: Cung cấp điện cho các gương lò chợ và lò chuẩn bị sử dụng trạm biến áp 6/0,69kV di chuyển theo tiến độ của gương lò cung cấp điện cho các phụ tải Điện áp 660V được dẫn tới Atomat tổng, từ đó phân phối cho các thiết bị trong khu vực bằng các đường

cáp mềm theo hình tia

Để có cơ sở đánh giá hiện trạng cách điện mạng điện hạ áp của Công ty CP than

Hà Lầm tác giả luận văn sẽ giới thiệu và phân tích ở phần tiếp theo

Chương 2 NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG CÁCH ĐIỆN CỦA MẠNG ĐIỆN

HẠ ÁP TRONG MỎ HẦM LÒ TẠI CÔNG TY THAN HÀ LẦM

2.1 Cấu trúc các mạng điện hạ áp trong mỏ hầm lò tại Công ty Than Hà Lầm (mỏ Hà Lầm)

Các thông số cấu hình mạng điện hạ áp hầm lò 660V của Công ty Cổ phần Than Hà Lầm được thống kê trong bảng 2.1:

Bảng 2 1: Thông số cấu hình mạng điện hạ áp hầm lò 660V của Công ty Cổ phần

Than Hà Lầm

Tổng số thiết bị đấu vào mạng

N (cái)

Chiều dài mạng đến phụ tải

xa nhất Lxn (km)

Tổng chiều dài mạng L (km)

Số nhánh

n (nhánh)

5 Lò đào mức - 230 -:- -290 khu I vỉa 7 5 0,70 0,75 1

6 Lò nối TG mức -150 -:- 170 khu II vỉa

7 Lò đào mức -150 -:- -200 khu II vỉa 14 4 0,23 0,35 3

8 Tuyến băng tải B1000 ngầm phụ 3 0,15 0,20 1

9 Lò TG-VT mức -300 -:- -150 khu III vỉa

10 Tuyến băng lò xuyên vỉa mức -290

K2V14 sang khu VII vỉa 11 5 0,25 0,55 3

11 Tuyến băng tải B1000 mức -175 -:- 300

TT Tên mạng điện

Tổng số thiết bị đấu vào mạng

N (cái)

Chiều dài mạng đến phụ tải

xa nhất Lxn (km)

Tổng chiều dài mạng L (km)

Số nhánh

n (nhánh)

Tổng chiều dài mạng trung bình

L tổngtb, km

Tổng số thiết

bị đấu vào mạng trung bình

N tb , Cái

Số nhánh trung bình

n tb , nhánh

Từ số liệu trong bảng 2.1 cho thấy:

- Số thiết bị đấu vào mạng N = 3÷23 (Cái)

- Số nhánh trong mạng n = 1÷4 (nhánh)

- Chiều dài đến phụ tải xa nhất: Lmax = 1,62 (km)

- Tổng chiều dài mạng hạ áp nối điện trực tiếp với nhau L = 0,2÷1,98 (km)

Các thông số cấu hình của mạng điện hạ áp 660V điển hình mỏ hầm lò của Công

ty Cổ phần Than Hà Lầm được cho trong bảng 2.2 như sau:

L = 0,9 (km); Lxn = 0,6 (km); Ntb = 10 (cái); n = 3 (nhánh)

2.3 Thông số cách điện của mạng hạ áp 660V so với đất ở mỏ hầm lò của Công ty

Cổ phần Than Hà Lầm

- Các phương pháp đo thông số cách điện của mạng hạ áp xoay chiều

Với mỗi một mạng điện trung tính cách ly, đều có tổng trở cách điện của mạng

so với đất Zcđ Tổng trở này bao gồm điện trở cách điện Rcđ và điện dung cách điện

Ccđ Khi mạng điện đang làm việc sẽ có dòng chạy qua tổng trở này xuống đất được

gọi là dòng điện rò Dưới góc độ sử dụng dòng xoay chiều, các mạng điện hạ áp mỏ hầm lò có thể được biểu diễn bởi sơ đồ thay thế như hình 2.1

Hình 2 1: Sơ đồ thay thế của mạng điện

Theo sơ đồ trên hình 2.1 thì giá trị tổng dẫn toàn phần của mạng so với đất được xác định theo biểu thức: (2.1) Trong đó: Gcđ – điện dẫn cách điện của mạng so với đất (Gcđ= g1+g2+g3)

Bcđ – dung dẫn cách điện của mạng so với đất (Bcđ = b1+b2+b3)

Mặt khác: ; ; (2.2) Trong đó: Zcđ, Rcđ, Xcđ – tổng trở cách điện, dung kháng cách điện của mạng so với đất

Đối với mạng 3 pha đối xứng, ta có: g1 = g2 = g3 và b1 = b2 = b3 Khi đó các thông số số cách điện của từng pha so với đất được xác định theo công thức:

g1pha= b1pha= (2.3)

+ Phương pháp sử dụng vôn kế và ampe kế (phương pháp MGI)

Các công trình nghiên cứu thực nghiệm [4], [14] đã sử dụng phương pháp đo vôn kế và ampe kế do giáo sư L.V.Glađilin đề xuất (còn gọi là phương pháp MGI) được giới thiệu dưới đây

Hình 2 2: Sơ đồ đo thông số cách điện của mạng sử dụng vôn kế và ampe kế (Phương

pháp MGI)

Khi ngắn mạch một pha xuống đất, ví dụ pha A thì dòng điện ngắn mạch của pha này được xác định theo công thức:

)]

1 ( ) 1 (

C B

f f

Y Y Y

a Y

a Y

C j G Y Y Y Y U

U

I B

G

Y (2.7)

Như vậy, khi dùng Vôn kế đo điện áp pha A so với đất và miliAmpe kế đo dòng ngắn mạch của pha này xuống đất, sau đó đem kết quả đo của miliAmpe kế chia cho kết quả đo của Vôn kế ta sẽ nhận được giá trị tổng dẫn cách điện của mạng so với đất

Để xác định Gcđ, Bcđ, khi đo cần đưa thêm vào sơ đồ điện dẫn tác dụng phụ gphụ

(nếu dung dẫn trong mạng nổi trội) hoặc dung dẫn phản kháng phụ bphụ (nếu điện dẫn tác dụng cách điện trong mạng nổi trội) và đo điện áp phụ Uph của pha so với đất

Khi đưa điện dẫn tác dụng phụ vào mạch đo, tổng dẫn cách điện của mạng điện xác định theo công thức:

2 2 2

2

cd cd

cd

phu

phu cd

phu cd

G Y B

g

g Y Y

2 2 2

2

cd cd cd

phu

phu cd

phu cd

G Y B

b

b Y Y

G

(2.11)

Để giảm sai số khi đo cần dùng miliampe kế có điện trở trong nhỏ, vôn kế có điện trở trong lớn và đưa vào sơ đồ đo điện dẫn tác dụng phụ (hoặc dung dẫn phản kháng phụ) có giá trị thoả mãn điều kiện:

cd phu

cd phu

Y b

Y g

)22

1(

)22

1(

+ Phương pháp điểm trung tính nhân tạo

Sơ đồ nguyên lý của phương pháp đo được thể hiện trên hình 2.3

Hình 2 3 Sơ đồ nguyên tắc của phương pháp điểm trung tính nhân tạo

Trên sơ đồ hình 2.3, điểm trung tính nhân tạo O’ được tạo ra là nhờ các điện

trở R1, R2, R3 đấu sao, một nguồn điện áp UT với tần số công nghiệp được mắc vào điểm O’ này và đất

Quá trình đo được thực hiện bằng cách lần lượt nối 2 đầu A và B tới hai pha khác nhau của mạng điện, nhờ vậy cuộn dây sơ cấp của máy biến áp được cung cấp các điện áp Uab, Ubc, Uca lệch pha với nhau một góc 1200, tạo ra các dòng điện I1, I2, I3

tương ứng phía thứ cấp Thực hiện đo các giá trị dòng điện I1, I2, I3 và điện áp UBA cho phép xác định giá trị tổng dẫn cách điện toàn phần của mạng điện:

Ycd = I1 + I2 + I3

UBA

+ Phương pháp sử dụng máy đo điện trở cách điện

Thiết bị đo điện trở cách điện của các thiết bị như cáp điện, cọc sứ, các cuộn dây đồng trong động cơ (hoặc máy biến áp) nhằm đánh giá sự biến đổi giá trị theo thời gian, môi trường, chế độ làm việc, Thiết bị được đo phải được tách khỏi hệ thống Các nút chức năng của thiết bị như hình 2.4 và được mô tả trong bảng 2.3

Hình 2 4: Máy đo điện trở cách điện Kyoritsu Bảng 2 3: Mô tả chức năng máy đo điện trở cách điện

TT Bảng điều khiển Mô tả chức năng

2 GUARD Lỗ cắm dây bảo vệ

3 EARTH Lỗ cắm dây đo Earth

4 Đèn Led chỉ thị dải đo cao hoặc thấp

Các bước thao tác như sau:

Bước 1: Thiết bị điện cần đo phải cách ly ra khỏi nguồn điện của hệ thống

Bước 2: Đấu dây như hình 2.4

Bước 3: Chuyển núm xoay sang vị trí “MΩ”

Bước 4: Nhấn nút “Press to test” và xoay theo chiều kim đồng hồ đến vị trí

“Lock”

Bước 5: Đọc giá trị đo sau 15 giây và ghi nhận (R15)

Bước 6: Đọc giá trị đo sau 60 giây và ghi nhận (R60)

Bước 7: Nhấn nút “Press to test” và xoay ngược chiều kim đồng hồ đến vị trí

“Press to test”

Bước 8: Chuyển núm xoay sang vị trí “OFF”

Bước 9: Dùng sào cách điện để xả điện tích ở thiết bị đo

Bước 10: Tháo gỡ dây đấu nối để kết thúc quá trình đo

Hình 2 5: Sơ đồ đấu nối dây

Kiểm tra hệ số hấp thụ Kht = R60/R15

+ Nếu Kht >1,3 – Cách điện khô (điện trở giữa các lớp cách điện lớn) giá trị R60

và R15 khác nhau nhiều

+ Nếu Kht <1,3 – Cách điện ướt (điện trở giữa các lớp cách điện nhỏ) giá trị R60

và R15 không khác nhau nhiều do đạt giá trị ổn định

Ngoài các phương pháp trên còn một số phương pháp đo thông số cách điện như: Phương pháp sử dụng dụng cụ nhạy pha, phương pháp xác định độc lập các thành phần của tổng dẫn cách điện, phương pháp sử dụng ampe kế - vôn kế - oát kế

2.3 Sự ảnh hưởng của số lượng thiết bị đấu vào mạng (N) và chiều dài mạng (L) tới trạng thái cách điện

- Quan hệ phụ thuộc Gcd = f(N): dựa trên các kết quả nhận được về trạng thái cách điện của các mạng điện mỏ, có thể rút ra kết luận rằng, điện dẫn cách điện (Gcd) phụ thuộc chủ yếu vào số lượng thiết bị đấu vào mạng và điện dẫn cách điện tập trung

ở các đầu nối cáp Các mối quan hệ này được biểu thị dưới dạng:

Gcd = a1+ b1.N (2.15)

Trong đó: a1 - Hệ số thực nghiệm kể tới chiều dài trung bình của mạng và điện dẫn cách điện rải đều của cáp trong từng điều kiện cụ thể

b1 - Hệ số, kể tới điện dẫn cách điện trung bình của động cơ điện, thiết bị điện và điện dẫn cách điện tập trung của cáp trong từng điều kiện cụ thể:

Xác định các mối quan hệ phụ thuộc này dựa trên phương pháp bình phương tối thiểu và kiểm tra theo hệ số tương quan

- Quan hệ phụ thuộc Ccd = f(L): dựa trên các kết quả nghiên cứu về trạng thái cách điện các mạng điện mỏ của các tác giả, có thể rút ra được kết luận rằng, điện dung của mạng điện mỏ so với đất (Ccd) phụ thuộc chủ yếu vào chiều dài của mạng cáp Ảnh hưởng của số lượng thiết bị điện đối với điện dung của mạng không đáng kể Các mối quan hệ này được biểu diễn dưới dạng sau:

Ccd = a2 + b2 L (2.16)

Trong đó: a2 - Hệ số kể tới điện dung trung bình của các thiết bị điện đấu vào mạng và số lượng thiết bị trong từng điều kiện cụ thể

b2 - Hệ số kể tới điện dung trung bình rải đều của cáp

Tương tự như trên, các mối quan hệ nhận được cũng dựa trên phương pháp bình phương tối thiểu và kiểm tra theo hệ số tương quan

- Các mối quan hệ Gôm = f(N): Qua các kết quả nghiên cứu nhận được cũng chứng tỏ rằng, các điện dẫn ôm khi cực tính dương (G'ôm) và điện dẫn âm khi cực tính

âm (G''ôm) cũng phụ thuộc chủ yếu vào số lượng thiết bị đấu vào mạng:

Điều đó chứng tỏ điện dẫn cách điện không những phụ thuộc chủ yếu vào số lượng thiết bị đấu vào mạng mà còn phụ thuộc đáng kể cả vào chiều dài mạng Qua đó cũng chứng tỏ rằng, mạng cáp đang vận hành ở các mỏ hầm lò Việt Nam có trạng thái cách điện quá kém, phần thì đã quá thời gian sử dụng cần phải thanh lý, phần vì kéo dài tuỳ tiện không đảm bảo các qui trình qui phạm Các mối quan hệ này được biểu diễn dưới dạng sau:

Gcd = d + a3.N + b3 L (2.19)

trong đó:

a3 - Hệ số kể tới điện dẫn trung bình tập trung và thiết bị

b3 - Hệ số kể tới điện dẫn trung bình rải đều của cáp

d - Hệ số kể tới trình độ vận hành và điều kiện môi trường

Các mối quan hệ này nhận được cũng dựa trên phương pháp bình phương tối thiểu và kiểm tra theo hệ số tương quan

Như đã biết, đối với các mỏ vùng Quảng Ninh của nước ta, điều kiện khí hậu rất khắc nghiệt đã ảnh hưởng đáng kể tới trạng thái cách điện của mạng Vấn đề nghiên cứu thực nghiệm để xác định được trạng thái cách điện cụ thể của mạng là một việc cần thiết Dựa trên các quan hệ nhận được làm cơ sở để xác định trạng thái cách điện của mạng, chỉnh định thiết bị bảo vệ rò điện cho phù hợp và có thể xác định được sơ

đồ cung cấp điện tối ưu về phương diện an toàn điện giật

Để nghiên cứu các thông số cách điện của mạng điện mỏ Việt Nam có thể sử dụng phương pháp đo Vôn-Ampe, đây là một phương pháp đơn giản và thuận tiện nhất, đảm bảo độ chính xác cần thiết Tuy nhiên phương pháp này có một nhược điểm

là không đảm bảo được điều kiện an toàn trong khi đo Sơ đồ nguyên lý của phương pháp đo Vôn-Ampe đã được giới thiệu cụ thể trong các tài liệu về kỹ thuật an toàn điện mỏ

Các công thức tính toán được áp dụng như sau:

Ycd, gcd, bcd - Tổng dẫn cách điện và các thành phần tác dụng và phản kháng của tổng dẫn

Inm - Dòng đo ngắn mạch giữa các pha so với đất

U01 - Điện áp đo giữa các pha so với đất

Y = (gcd + gf)2 + b2

cd = Inm

U02 (2.21) trong đó:

- Điện dẫn ôm (khi dương cực) 0,045 - 0,09 mS

- Điện dẫn ôm (khi âm cực) 0,045 - 0,15 mS

- Cách điện của mạng đối với dòng xoay chiều phụ thuộc chủ yếu vào số lượng thiết

bị đấu vào mạng (N) và tổng chiều dài mạng (L)

- Cách điện của mạng đối với dòng một chiều phụ thuộc chủ yếu vào số lượng thiết

a2 - Hệ số kể tới điện dung trung bình rải đều của cáp

b2 - Hệ số kể tới điện dung trung bình của các thiết bị điện đấu vào mạng và số lượng thiết bị trong từng điều kiện cụ thể

a3 - Hệ số kể tới giá trị trung bình của điện dẫn tập trung và thiết bị điện

b3 - Hệ số kể tới điện dẫn trung bình rải đều của cáp

c3 - Hệ số kể tới trình độ vận hành và điều kiện môi trường

Các công trình nghiên cứu thực nghiệm [4], [14] đã sử dụng phương pháp đo vôn kế và ampe kế do giáo sư L.V.Glađilin đề xuất (còn gọi là phương pháp MGI) được giới thiệu dưới đây

Khi ngắn mạch một pha xuống đất, ví dụ pha A thì dòng điện ngắn mạch của pha này được xác định theo công thức:

)]

1 ( ) 1 (

C B

f f

Y Y Y

a Y

a Y

C j G Y Y Y Y U

U

I B

G

Y (2.29)

Như vậy, khi dùng Vôn kế đo điện áp pha A so với đất và miliAmpe kế đo dòng ngắn mạch của pha này xuống đất, sau đó đem kết quả đo của miliAmpe kế chia cho kết quả đo của Vôn kế ta sẽ nhận được giá trị tổng dẫn cách điện của mạng so với đất

Để xác định Gcđ, Bcđ, khi đo cần đưa thêm vào sơ đồ điện dẫn tác dụng phụ gphụ

(nếu dung dẫn trong mạng nổi trội) hoặc dung dẫn phản kháng phụ bphụ (nếu điện dẫn tác dụng cách điện trong mạng nổi trội) và đo điện áp phụ Uph của pha so với đất

Khi đưa điện dẫn tác dụng phụ vào mạch đo, tổng dẫn cách điện của mạng điện xác định theo công thức:

2 2 2

2

cd cd

cd

phu

phu cd

phu cd

G Y B

g

g Y Y

2 2 2

2

cd cd cd

phu

phu cd

phu cd

G Y B

b

b Y Y

G

(2.33)

Để giảm sai số khi đo cần dùng miliampe kế có điện trở trong nhỏ, vôn kế có điện trở trong lớn và đưa vào sơ đồ đo điện dẫn tác dụng phụ (hoặc dung dẫn phản kháng phụ) có giá trị thoả mãn điều kiện:

cd phu

cd phu

Y b

Y g

)22

1(

)22

1(

Kết quả nghiên cứu thực nghiệm đối với mạng hạ áp 660V mỏ hầm lò của Công

ty Cổ phần Than Hà Lầm trong những năm gần đây như sau [14]:

Bảng 2 4: Kết quả tính toán thông số cách điện các mạng điện hạ áp 660V mỏ hầm lò

của Công ty Cổ phần Than Hà Lầm

(cái)

L (km)

Gcđ (mS)

Rcđ (kΩ)

r (kΩ/pha)

Ccđ (µF)

C (µF/pha)

TT Tên mạng điện N

(cái)

L (km)

Gcđ (mS)

Rcđ (kΩ)

r (kΩ/pha)

Ccđ (µF)

C (µF/pha)

TT Tên mạng điện N

(cái)

L (km)

Gcđ (mS)

Rcđ (kΩ)

r (kΩ/pha)

Ccđ (µF)

C (µF/pha)

Kết quả tính toán thông số cách điện mạng hạ áp 660V mỏ hầm lò của Công ty

Cổ phần Than Hà Lầm được tổng hợp trong bảng 2.5

Bảng 2 5 Thông số cách điện mạng hạ áp 660V mỏ hầm lò của Công ty Cổ phần Than

Hà Lầm

Thông số

Tên mỏ

rmin (kΩ/pha)

rmax (kΩ/pha)

rtb(kΩ/pha)

Cmin(μF/pha)

Cmax (μF/pha)

Ctb(μF/pha)

* Giá trị điện dung của các mạng điện khảo sát thay đổi từ 0,102 -:- 0,329

F/pha tức là (100%) mạng được khảo sát đều có giá trị điện dung lớn hơn điện dung

tới hạn Cth 0,07F/pha Với giá trị điện dung của mạng như vậy, khi xảy ra sự cố người chạm vào một pha của mạng điện, giá trị dòng điện qua người sẽ lớn hơn giá trị dòng an toàn lâu dài cho phép bất kể điện trở cách điện của mạng lớn hay nhỏ Do vậy đối với mạng hạ áp 660V mỏ hầm lò của Công ty Cổ phần Than Hà Lầm cần phải chỉnh định dòng tác động của rơ le rò theo trị số dòng an toàn khoảnh khắc cho phép