Đồ án ĐH Mỏ: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN HẠ ÁP CHO PHÂN XƯỞNG SỦA CHỮA CƠ ĐIỆN CÔNG TY THAN QUANG HANH TKV

MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 4 CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG TY THAN QUANG HANH 5 1.1. Quá trình hình thành và phát triển của Công Ty than Quang Hanh 5 1.2.Vị trí địa lý, khí hậu, địa chất, thủy văn 7 1.2.1. Vị trí, địa lý 7 1.2.2. Khí hậu 8 1.2.3. Địa chất 8 1.2.4. Thủy văn 8 1.3. Tình hình khai thác và cơ cấu tổ chức của Công ty than Quang Hanh 8 1.3.1. Lịch sử phát triển của Công ty than Quang Hanh 8 1.3.2. Công nghệ khai thác 9 2.3.3. Công tác cơ giới hóa 9 1.4. Cơ cấu tổ chức của Công ty than Quang Hanh 10 1.5. Những khó khăn của Công ty Than Quang Hanh 11 CHƯƠNG 2. TÌNH HÌNH CUNG CẤP ĐIỆN CỦA CÔNG TY THAN QUANG HANH 13 2.1. Giới thiệu khái quát về hệ thống cung cấp điện Công ty than Quang Hanh 13 2.2 Trạm biến áp chính 356,3 kV 13 2.3. Thiết bị đo lường 16 2.4. Hiện trạng mạng hạ áp mỏ hầm lò 17 2.5. Đánh giá khả năng mang tải của máy biến áp 20 Chương 3 26 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ ĐIỆN 26 3.1. Mục đích và yêu cầu thiết kế 26 3.2. Số liệu thiết kế 26 3.2.1. Nhiệm vụ thiết kế 26 3.3 Xác định phụ tải tính toán 30 3.3.1 Cơ sở lý thuyết 30 3.2.2 Tínhtoánchitiếtcácphụtảicủaphânxưởngsửachữacơ khí 35 3.2.3. Chọncôngsuấtcủamáybiến áp 42 Chương 4. THIẾT KẾ CHI TIẾT MẠNG HẠ ÁP PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ ĐIỆN 44 4.1. Thành lập sơ đồ nguyên lý cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ điện 44 4.2. Lựa chọn các phần tử của hệ thống cấp điện 44 4.2.1. Chọn TPP tổng 44 4.2.2. Chọn TĐL cho các nhóm phụ tải 47 4.2.3. Lựa chọn áp tô mát nhánh 48 4.2.4. Lựa chọn áptômát tổng 52 4.2.5. Lựa chọn dây dẫn mạng hạ áp 60 4.3. Kiểm tra mạng điện theo các điều kiện kỹ thuật 65 4.3.1. Kiểm tra mạng theo điều kiện tổn hao điện áp cho phép 65 4.3.2. Kiểm tra mạng theo điều kiện mở máy 70 Chương 5. TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH VÀ KIỂM TRA THIẾT BỊ 74 5.1. Cơ sở lý thuyết 74 5.1.1. Các dạng ngắn mạch 74 5.1.2. Phương pháp tính 74 5.2. Tính toán ngắn mạch và kiểm tra thiết bị 75 5.2.1. Tính toán dòng ngắn mạch 3 pha 75 5.2.2. Tính dòng ngắn mạch 1 pha ở cuối đường dây. 80 Chương 6 91 TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ 91 6.1. Cơ sở lý thuyết 91 6.1.1. Đặt vấn đề 91 6.1.2. Yêu cầu chiếu sáng 91 6.1.3. Các phương pháp tính toán chiếu sáng 92 6.2. Thiết kế chiếu sang cho phân xưởng sửa chữa cơ điện 95 6.2.1. Xác định số lượng và công suất đèn 95 6.2.2. Lựa chọn các phần tử trong mạng điện chiếu sáng 97 6.2.3. Tính toán ngắn mạch và kiểm tra thiết bị 101 Ch­¬ng 7. TÍNH TOÁN TIẾP ĐẤT BẢO VỆ 105 7.1. Cơ sở lý thuyết 105 7.1.1. Đặt vấn đề 105 7.2. Tính toán nối đất cho phân xưởng 107 7.3. Lựa chọn phương án chôn cọc 108 7.3.1. Khi xếp cọc theo chu vi mạch vòng hình chữ nhật 108 KẾT LUẬN 111 TÀI LIỆU THAM KHẢO 112

tRờng đại học mỏ - Địa chất

Bộ môn điện khí hóa xí nghiệp

Đề tài tốt nghiệp

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Văn Tuõn

Ngành: Cơ điện Khóa: 56A Cẩm Phả Hệ đào tạo: Tại chứcThời gian nhận đề tài: Ngày tháng 2 năm 2016

Thời gian hoàn thành: Ngày tháng 6 năm 2016

Giỏo viờn hướng dẫn: ThS Nguyễn Duy Tuấn

Trưởng Bộ mụn: TS Đỗ Như í

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 4

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG TY THAN QUANG HANH 5

1.1 Quá trình hình thành và phát triển của Công Ty than Quang Hanh 5

1.2.Vị trí - địa lý, khí hậu, địa chất, thủy văn 7

1.2.1 Vị trí, địa lý 7

1.2.2 Khí hậu 8

1.2.3 Địa chất 8

1.2.4 Thủy văn 8

1.3 Tình hình khai thác và cơ cấu tổ chức của Công ty than Quang Hanh 8

1.3.1 Lịch sử phát triển của Công ty than Quang Hanh 8

1.3.2 Công nghệ khai thác 9

2.3.3 Công tác cơ giới hóa 9

1.4 Cơ cấu tổ chức của Công ty than Quang Hanh 10

1.5 Những khó khăn của Công ty Than Quang Hanh 11

CHƯƠNG 2 TÌNH HÌNH CUNG CẤP ĐIỆN CỦA CÔNG TY THAN QUANG HANH 13

2.1 Giới thiệu khái quát về hệ thống cung cấp điện Công ty than Quang Hanh 13

XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ ĐIỆN 26

3.1 Mục đích và yêu cầu thiết kế 26

3.2 Số liệu thiết kế 26

3.2.1 Nhiệm vụ thiết kế 26

3.3 Xác định phụ tải tính toán 30

3.3.1 Cơ sở lý thuyết 30

3.2.2 Tính toán chi tiết các phụ tải của phân xưởng sửa chữa cơ khí 35

3.2.3 Chọn công suất của máy biến áp 42

Chương 4 THIẾT KẾ CHI TIẾT MẠNG HẠ ÁP PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ ĐIỆN 44

4.1 Thành lập sơ đồ nguyên lý cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ điện 44

4.2 Lựa chọn các phần tử của hệ thống cấp điện 44

4.3 Kiểm tra mạng điện theo các điều kiện kỹ thuật 65

4.3.1 Kiểm tra mạng theo điều kiện tổn hao điện áp cho phép 65

4.3.2 Kiểm tra mạng theo điều kiện mở máy 70

Chương 5 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH VÀ KIỂM TRA THIẾT BỊ 74

6.1.2 Yêu cầu chiếu sáng 91

6.1.3 Các phương pháp tính toán chiếu sáng 92

6.2 Thiết kế chiếu sang cho phân xưởng sửa chữa cơ điện 95

6.2.1 Xác định số lượng và công suất đèn 95

6.2.2 Lựa chọn các phần tử trong mạng điện chiếu sáng 97

6.2.3 Tính toán ngắn mạch và kiểm tra thiết bị 101

Ch¬ng 7 TÍNH TOÁN TIẾP ĐẤT BẢO VỆ 105

7.1 Cơ sở lý thuyết 105

7.1.1 Đặt vấn đề 105

7.2 Tính toán nối đất cho phân xưởng 107

7.3 Lựa chọn phương án chôn cọc 108

7.3.1 Khi xếp cọc theo chu vi mạch vòng hình chữ nhật 108

KẾT LUẬN 111

TÀI LIỆU THAM KHẢO 112

LỜI NÓI ĐẦU

Để thực hiện sự nghiệp công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước ngành khaithác mỏ đã đóng góp một phần đáng kể vào công cuộc đổi mới đất nước.

Đi đối với việc tăng năng suất lao động và sản lượng khai thác, hiện nay việccơ giới hóa và tự động hóa các quy trịnh công nghiệp ngày càng phát triển Việc sửdụng rộng rãi năng lượng điện trong khai thác mỏ đặc biệt là mỏ hầm lò có khí bụinổ làm tăng hiểm họa gây tai nan cho người và thiết bị Để đảm bảo cung cấp điệncho các phụ tải hầm lò Công ty Than Quang Hanh, yêu cầu phải tổ chức hợp lý hệthống cung cấp điện, đảm bảo kinh tế, giảm tổn hao điên áp, tổn thất điện năng, vận

hành và sử dụng tốt các thiết bị Trước tình hình đó em được giao đề tài: “Tínhtoán, thiết kế cung cấp điện hạ áp cho phân xưởng sửa chữa cơ điện Công tythan Quang Hanh – TKV.” Sau thời gian thực hiện bản đồ án được hoàn thành với

các nội dung chính sau:

Phần chung: Giới thiệu khái quát về Công ty than Quang Hanh – TKV vàtình hình cung cáp điện của Công ty than Quang Hanh - TKV;

Phần chuyên đề: Tính toán thiết kế cung cấp điện hạ áp cho phân xưởngsửa chữa cơ điện Công ty than Quang Hanh - TKV

Do năng lực còn hạn chế, kiến thức hạn hẹp và thời gian có hạn, dù bản thânđã có nhiều cố gắng nhưng bản đồ án tốt nghiệp này vẫn còn nhiều thiếu sót Em rấtmong được sự đóng góp, bổ sung của các thầy cô giáo trong hội đồng chấm thi vàcác bạn đồng nghiệp để bản đồ án được tốt hơn.

Cuối cùng, em xin chân thành cám ơn sự hướng dẫn tận tình, chu đáo của

thầy giáo Nguyễn Duy Tuấn cùng bạn bè đồng nghiệp đã giúp đỡ em hoàn thành

bản đồ án này

Hà Nội, Ngày 10 tháng 06 năm 2016

Sinh viên thực hiện

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG TY THAN QUANGHANH

1.1 Quá trình hình thành và phát triển của Công Ty than Quang Hanh

Ngày mới thành lập (01/5/2003) trong quá trình tổ chức hoạt động sản xuất,kinh doanh Công Ty Than Quang Hanh đã gặp phải không ít khó khăn, tiếp nhậnkhu mỏ Ngã Hai, một mỏ có điều kiện địa chất phức tạp, chất lượng than xấu, bị ảnhhưởng rất lớn do tình trạng khai thác trái phép không theo quy hoạch trước đây Lúcbấy giờ đội ngũ công nhân có trình độ tay nghề, chuyên môn, nghiệp vụ, kỹ thuậtkhai thác còn rất hạn chế nên đã ảnh hưởng không nhỏ đến chiến lược xây dựng vàphát triển Công ty.

Nhằm tạo động lực thúc đẩy cho Công ty phát triển bền vững lâu dài, được sựquan tâm và chỉ đạo sát xao của các cấp, các ngành và Tập Đoàn công nghiệp Than -Khoáng Sản Việt Nam, ban lãnh đạo Công ty đã quyết định đưa ra bước đột phá đầutiên là đầu tư đổi mới toàn diện về công nghệ sản xuất và lực lượng lao động, rà soátlại các diện sản xuất, quy hoạch lại hệ thống khai thác, đầu tư mới hàng loạt thiết bịhiện đại, xây dựng hạ tầng cơ sở phục vụ sản xuất cũng như đời sống sinh hoạt choCBCN; Đầu tư mua mới xe vận tải, các thiết bị phục vụ đào lò và khai thác thannhư: Máy đào lò COMBAI, máy khoan TAMROK, máy xúc lật đổ bên… Đầu tưmới công nghệ chống giữ lò chợ bằng cột thủy lực đơn, giá thủy lực di động XDY,ZH và ZHT Nâng cao công suất các tời trục vận tải Đầu tư xây dựng hệ thống vậntải than liên tục từ mức -110 lên mặt bằng công nghiệp; Lắp đặt 2 hệ thống sàngtuyển than công suất trên 1.500.000 tấn/năm Triển khai dự án khai thác xuống dướimức -50 mỏ than Ngã Hai; xây dựng và đưa vào sử dụng khu nhà ở tập thể cao tầngtại km 9 phường Quang Hanh dành cho công nhân mỏ; Thực hiện đầy đủ các chế độđối với người lao động; Tổ chức tốt các hoạt động: Văn hoá, thể thao, giải trí, dulịch… Hàng năm tổ chức khám sức khoẻ định kỳ 2 lần cho 100% CBCN, tổ chứccho CBCN có sức khoẻ yếu đi điều dưỡng, điều trị bệnh nghề nghiệp…

Trong những năm 2008 - 2013 mặc dù chịu tác động của khủng hoảng tàichính và suy giảm kinh tế thế giới, nhưng do chủ động trong công tác SXKD, quảntrị và tiết giảm chi phí nên Công ty luôn đảm bảo được các cân đối lớn, vượt quakhủng hoảng và duy trì sản xuất ổn định, tăng trưởng Công ty đã áp dụng cơ chếchính sách trả lương và thu nhập cho người lao động theo năng suất, chất lượng sảnphẩm và hiệu quả công tác của từng người, từng bộ phận Xây dựng hệ số giãn cáchgiữa các chức danh, ngành nghề, coi việc trả lương, thưởng đúng cho người lao

động là thực hiện đầu tư cho phát triển và góp phần quan trọng vào việc thúc đẩyphong trào thi đua lao động sản xuất.

Trong 12 năm xây dựng và phát triển (01/5/2003 - 01/5/2015), vượt qua baokhó khăn thách thức, Công ty than Quang Hanh đã đạt được nhiều kết quả đáng ghinhận:

Năm 2003 chỉ có trên 1.800 cán bộ công nhân, sản lượng khai thác thannguyên khai 242.391 tấn/năm, tổng doanh thu năm 97 tỷ 384 triệu đồng.

Thu nhập bình quân 1.500.000 đồng/người/tháng - nhưng đến năm 2014 sốCBCNV đã trên 3.500 người.

Năm 2014 với kết quả sản xuất thắng lợi, các chỉ tiêu đều vượt mức kế hoạchnăm: Than nguyên khai đạt: 1.280.000 tấn vượt kế hoạch là 80.000 tấn đạt trên107%.

Mét lò đào mới: 15.420m/kế hoạch 14.700m đạt 107%.Doanh thu cả năm đạt: 1.868 tỷ đồng đạt 120%.

Lợi nhuận trước thuế đạt: 26 tỷ đồng bằng 100 %

Thu nhập bình quân người lao động là 9.600.000đ/người/tháng bằng 105%kế hoạch năm Cùng với thắng lợi trong sản xuất kinh doanh công tác An toàn - Bảohộ lao động được thực hiện tốt, trong năm không để xảy ra sự cố lớn và tai nạn laođộng nghiêm trọng.

Những con số trên là dấu mốc quan trọng ghi nhận quá trình phát triển củaCông ty Than Quang Hanh kể từ khi thành lập cho đến nay Một sự phát triển bềnvững trong thời kỳ hội nhập.

Cùng với kết quả trong phát triển sản xuất và chăm lo đời sống CBCN, côngtác thi đua, khen thưởng đạt được nhiều kết quả đáng khích lệ, các tổ chức đoàn thểquần chúng tăng cường phối hợp cùng chuyên môn vận động người lao động thựchiện có hiệu quả các phong trào thi đua Từ đó nhiều cá nhân, tập thể đã được nhậnnhững phần thưởng cao quý của Đảng và Nhà Nước như: Đã có 05 tập thể và 06 cánhân được Chủ Tịch Nước trao tặng Huân Chương Lao Động; 01 cá nhân đạt danhhiệu Chiến Sĩ Thi Đua toàn quốc; 23 tập thể và cá nhân được Thủ Tướng Chính Phủ

Tiếp tục duy trì sự phát triển bền vững, Công ty đã xây dựng chiến lược pháttriển giai đoạn 2011 - 2015 và tầm nhìn đến năm 2020 Năm 2015 Công ty quyếttâm thực hiện thắng lợi kế hoạch sản xuất: 1.500.000 tấn than nguyên khai, đào mới:16.900 mét lò, doanh thu đạt 1.823 tỷ đồng, lợi nhuận trên 20 tỷ đồng, mức lươngbình quân phấn đấu vượt theo lao động định mức là: 10.063.000 đồng/người/tháng,trong đó thợ lò là 11.976.000 đồng/người/tháng, theo đó Công ty tiếp tục xây dựngcác biện pháp, giải pháp kỹ thuật cơ bản, kỹ thuật an toàn nhằm hoàn thành toàndiện các mục tiêu đã xác định, đặc biệt lưu ý đến công tác thăm dò tài nguyên vàcông nghệ đào lò, khai thác than, đảm bảo sản xuất kinh doanh có hiệu quả, thânthiện với môi trường; đặc biệt quan tâm đến công tác chăm lo đời sống cho cán bộ,công nhân cả về vật chất, tinh thần Than Quang Hanh sẽ vững bước trên con đườnghội nhập.

1.2.Vị trí - địa lý, khí hậu, địa chất, thủy văn

1.2.1 Vị trí, địa lý

Mỏ than Quang Hanh trong những năm trước đây tố chức khia thác tại nhiềuđiểm khia thác hầm lò là chủ yếu, các điểm khai thác này nằm rải rác không tậptrung Hiện nay mỏ than Quanh Hanh chủ yếu khai thác chính ở khu trung tâm mỏNgã Hai.

 Khu trung tâm Ngã Hai có tọa độ như sau:- 200 00' 46" đến 210 03'46" vĩ độ bắc.

- 107 0 10' 37" đến 1070 14' 58" kinh độ đông.Với tổng diện tích 12 km2

Phía bắc giáp với thôn Thác Cát, Xã Dương Huy,Phía đông giáp với Mỏ Khe Tam,

Phía nam giáp với Mỏ Khe Sím – Thống Nhất,Phía tây giáp với mỏ Hà Ráng.

Giao thông đi lại và vận chuyển thiết bị vật tư than trong khu mỏ cũng thuậntiện, trong khu mỏ vào những năm 1990 việc khac thác than và phá rừng bừa bãi đãgây ra nhiều khó khăn cho việc khai thác của Công ty.

1.2.2 Khí hậu

Khí hậu chia làm 2 mùa rõ rệt: Mùa mưa từ tháng 4 tới tháng 9, thường haygây mưa lũ khó khăn cho việc thoát nước trong lò nhất là cá đường lò và giếng sâu.Mùa khô bắt đầu từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau thuận tiện cho cung cấp nước sinhhoạt cũng như môi trường Khí hậu khu mỏ không ổn định, do vậy ảnh hưởng đếnviệc sinh hoạt sản xuất, vào mùa mưa khó khăn cho việc khai thác thăm dò.

1.2.3 Địa chất

Khu mỏ Ngã Hai Công ty than Quang Hanh có cấu trúc địa chất phức tạp,trong khu mỏ tồn tại nhiều nếp uốn, đứt gãy với thứ bậc khác nhau, địa tầng khu mỏchứa tới 35 vỉa than lớn nhỏ, các vỉa có cấu tạo phức tạp đến rất phức tạp, chiều dàycủa vỉa than thay đổi từ trung bình đến dày.

Hệ thống vỉa than khu mỏ Ngã Hai của Công ty than Quang Hanh được xếpvào loại trung bình, dốc thoải và hơi nghiêng Độ tro trung bình là 39,6 % hàmlượng phốt pho và lưu huỳnh cao không đáng kể, chất lượng than không đồng đều,hệ thống của các vỉa phân tán.

1.2.4 Thủy văn

Trong khu mỏ Ngã Hai không có sông, hồ lớn và không có nguồn nước dựtrữ mặt Phía Nam thường có suối lớn Ngã Hai chạy theo hướng Đông Nam – TâyBắc ra sông Diễn Vọng lượng nước mặt phụ thuốc vào mùa và lượng mưa.

Nước dưới đất tầng chưa nước trong trầm tích đệ tứ phân bố đểu khắp khumỏ, nước cấp cho tầng này chủ yếu là nước mưa, diện thoát nước dọc theo các suối,không ảnh hưởng đến các khu khai thác Tầng chưa nước trong địa tầng chứa than lànước co áp, nước chứa trong các lỗ hổng, kẽ nứt của nham thạch, hệ số thẩm thấucủa đất đá từ 0,001 đến 0.09m3/ngày đêm Nhìn chung khu mỏ thuộc loại nghèonước, hệ số thẩm thấu yếu nên việc tháo khô cho lò bằng khá đơn giản.

1.3 Tình hình khai thác và cơ cấu tổ chức của Công ty than Quang Hanh

1.3.1 Lịch sử phát triển của Công ty than Quang Hanh

Công ty than Quang Hanh – TKV là một đơn vị thành viên của Tập ĐoànCông Nghiệp Than và Khoáng Sản Việt Nam –VINACOMIN, trụ sở chính đặt tại số302 đường Trần Phú, Phường Cẩm Thành, Thành Phố Cẩm Phả, Tỉnh Quảng Ninh.Công Ty được thành lập theo quyết định số 2021/QĐ/HĐQT ngày 8/11/2004 của

1.3.2 Công nghệ khai thác

Chủ yếu khai thác than bằng khoan nổ mìn sử dụng khoan hơi cầm tay 2.0 Của Trung Quốc, đường kính lỗ khoan 43mm Máy nổ mìm sử dụng các loạimáy của Trung Quốc, Balan Công nghệ đào chống giữ lò bằng gỗ, vì chống kimloại hình vòm kiểu parabol, hình thang Trong lò sử dụng cột chống thủy lực đơn,cột giá thủy lực di động của Trung Quốc, của Chế tạo máy Vinacomin chế tạo.

ZQS-2.3.3 Công tác cơ giới hóa

- Bốc xúc vận tải:

Đối với lò chợ có góc dốc vỉa bằng >25º hình thức vận tải chủ yếu bằng mángtrượt, lò chợ có góc dốc <25º than và đất đá được vận chuyển ra máng cào SKAT-80hoặc SGB -240/30 của Trung Quốc rooig qua băng tải xuống các xe gòng Từ đótầu điện kéo các đoàn gòng chạy ra quang lật tròn đổ xuống xuống boongke, từboongke đổ xuống băng tải dốc ra sàng tuyển Toàn bộ than sau đào lò hoặc khaithác đều được vận chuyển liên tục ra nhà sàng và được chế biến, phân loại theo nhucầu thị trường được Tập đoàn giao cho chỉ tiêu tiêu thụ.

- Công tác thoát nước:

Vì phân xưởng cơ điện được thiết kế lắp đặt tại trung tâm mỏ nên việc thoátnước dễ dàng bằng việc cho thoát ra suối lớn Ngã Hai nên chủ động được công việccủa mình.

Để bơm dịch cho các cột thủy lực đơn và giá thủy lực di động trong lò chợmỏ dung loại bơm XRB3B-34kW.

Công ty có 4 hệ thống hầm bơm nước trung tâm tại 3 mức+ Mức -50 cụm vỉa 4,5,6, khu nam.

+ Mức – 50 cụm vỉa 11,12,13,14 + Mức – 175 khu nam

+ Mức – 175 khu trung tâm

Toàn bộ các hầm bơm được giao cho phân xưởng cơ điện lắp đặt và quản lývận hành 24/24h nên việc thoát nước được chủ động

Để bơm dịch cho các cột thủy lực đơn và giá thủy lực di động trong lò chợmỏ dung loại bơm XRB3B-37KW Đến 125 KW

- Công tác thông gió:

Theo báo cáo thăm dò địa chất khu mỏ Quang Hanh lò bằng của các vỉa khumỏ có cấp khí loại III, các vỉa hầu hết nằm trong đới phong hóa một phần lượng khíMetan thoát ra ngoài nên quạt của trạm của khu khai thác dung phương pháp thônggió đẩy, lò chuẩn bị dung quạt cục bộ Một số vỉa có hàm lượng xuất khí CH 4 lớnCông ty sử dụng công nghệ khoan tháo khí để giảm thiểu nghuy cơ nổ khí mê tan.

Hiện tại Công ty sử dụng 5 trạm quạt gió hút chính trên cửa lò + Tại cửa lò + 17 Trạm quạt gió chính FBDCZ 2x 260 KW + Tại cửa lò + 22 trạm quạt gió chính FBDCZ 2 x 160 KW.+ Tại cửa lò + 72 tramj quạt gió chính FBDCZ 2 x 37 KW.+ Tại cửa lò + 30 tramj quạt gió chính FBDCZ 2 x 37 KW.+ Tại cửa lò + 35 tramj quạt gió chính FBDCZ 2 x 37 KW.

Trong lò công ty sử dụng các quạt gió hút cục bộ để phục vụ thông gió

1.4 Cơ cấu tổ chức của Công ty than Quang Hanh

Công ty than Quang Hanh có bộ máy quản lý sản xuất theo mô hình trựctuyến chức năng phân cấp rõ ràng.

Sơ đồ cơ cấu tổ chức của Công ty than Quang Hanh được thể hiện trên hình1.1

PGĐ Cơ ĐiệnVận Tải

TP Cơ KhíVận Tải

TPCơ Điện

QĐPXCK SC

Tổ SCCơ Khí

Tổ SCCơ Điện

Tổ G/CChế Tạo

QĐPXVận tải

Tổ Vận hành

Tổ Sửa chữa

Tổ Sửa chữa

QĐPXCơ giới

Tổ Lái xe

Tổ Vận hành

Tổ SCĐ.Cơ

Tổ SCCơ điện

Tổ SCĐèn

TổVận hành

Tổ SCĐ.dây

Hình 1.1 Sơ đồ tổ chức sản xuất Công ty than Quang Hanh

1.5 Những khó khăn của Công ty Than Quang Hanh

Hiện tại, để khai thác các khu vực vỉa mỏng, dốc thoải đến nghiêng, ThanQuang Hanh đang áp dụng sơ đồ hệ thống khai thác cột dài theo phương, khấu thanbằng khoan nổ mìn, chống giữ lò chợ bằng vì chống cột thủy lực đơn, xà khớp, giáthủy lực XDY,ZH,ZHT Sản lượng than khai thác và năng suất lao động của các lòchợ này còn thấp, bình quân đạt từ 80.000 - 120.000 tấn/năm và từ 3,0 - 3,5tấn/công.

Công nghệ khai thác này còn một số hạn chế khác như: quá trình khai thácđược thực hiện hoàn toàn bằng thủ công ở hầu hết các khâu công nghệ; cần nhiềungười làm việc trong gương khai thác; khó khăn trong việc nâng cao công suất khaithác lò chợ; điều kiện lao động công nhân còn hạn chế, không gian làm việc chật

trong quy trình công nghệ sẽ rất khó khăn làm giảm năng suất lao động và chấtlượng than khai thác.

Theo kế hoạch phát triển của Công ty, sản lượng than khai thác hầm lò sẽtăng từ 1,3 lên 2 triệu tấn vào năm 2015, với mức tăng bình quân khoảng 200.000 -250.000 tấn/năm Để đạt sản lượng than khai thác theo kế hoạch, ngoài phần trữlượng các khu vực vỉa dày trung bình đến dày, Công ty sẽ phải huy động phần trữlượng tại khu vực vỉa mỏng vào khai thác (chủ yếu là các khu vực vỉa mỏng, dốcthoải đến nghiêng).

Với công nghệ khai thác vỉa mỏng, dốc thoải đến nghiêng, hiện đang ápdụng, việc tăng sản lượng khai thác chỉ có thể thực hiện được bằng cách mở thêmdiện khai thác mới và tăng số công nhân lao động Đây là vấn đề hết sức khó khăntrong thời điểm hiện nay với các mỏ hầm lò thuộc Vinacomin nói chung và Công tyThan Quang Hanh nói riêng.

Khoáng sàng than Ngã Hai do Công ty Than Quang Hanh quản lý và khaithác bao gồm 35 vỉa than, trong đó 15 vỉa than có giá trị công nghiệp được huy độngvào khai thác là vỉa 17, 16, 15, 14, 13, 12, 11, 10, 7, 6, 6A, 5, 4, 4B và vỉa 3

Đánh giá sơ bộ cho thấy, trữ lượng các khu vực vỉa mỏng (0,8 ¸ 2,0 m) chiếmkhoảng 43% trong tổng số 106,4 triệu tấn trữ lượng địa chất huy động vào khai tháctheo thiết kế Trong đó, phần trữ lượng các khu vực vỉa mỏng, dốc thoải đếnnghiêng chiếm tỷ lệ tương đối lớn (khoảng 68%) trong tổng trữ lượng các khu vựcvỉa mỏng huy động vào khai thác.

Để đảm bảo hoàn thành các chỉ tiêu sản xuất kinh doanh, Công ty đã tổ chứcnhiều cuộc họp, tổng hợp ý kiến, đề xuất, giải pháp của các phòng, ban để nâng caonăng suất, đẩy mạnh tiến độ khai thác và phấn đấu đạt được những chỉ tiêu do Tậpđoàn đề ra Bên cạnh những giải pháp như quản trị chi phí, nâng cao chất lượngnguồn nhân lực… Một trong những giải pháp quan trọng đang được Công ty tậptrung thực hiện đó là việc đẩy mạnh đổi mới công nghệ khai thác, Theo đó, Công tytăng cường việc sử dụng những công nghệ như giá thuỷ lực di động, giảm dần côngnghệ thuỷ lực đơn, khai thác bằng đào lò lấy than, buồng cột và loại bỏ công nghệkhấu lò chợ chống gỗ Đồng thời tổ chức tham quan lò chợ áp dụng giá khung xíchtại các đơn vị trong Tập đoàn để đề xuất đầu tư triển khai, áp dụng tại các diện cóđiều kiện địa chất phù hợp với trữ lượng lớn như lò chợ TT7.8 Tiếp tục phối hợp

khai thác có giá thành cao, năng suất thấp đang áp dụng như khai thác lò dọc vỉaphân tầng ngang nghiêng, đào lò lấy than Theo tính toán, so với các công nghệ hiệnđang áp dụng tại Công ty, công nghệ cơ giới hoá khai thác đồng bộ bằng máy khấuvà dàn chống tự hành sẽ cho phép nâng cao sản lượng khai thác từ 2 - 2,5 lần, năngsuất lao động tăng 3-5 lần.

CHƯƠNG 2 TÌNH HÌNH CUNG CẤP ĐIỆN CỦA CÔNG TY THANQUANG HANH

2.1 Giới thiệu khái quát về hệ thống cung cấp điện Công ty than Quang Hanh

+ Trạm biến áp chính 35/6 kV gồm 2 máy biến áp BAD 7500 – 35/6,3 kVđược cung cấp bởi hai tuyến dây trần trên không.

+ Từ trạm biến áp vùng 110/ 35/6 kV Quang Hanh qua một đường dây tảiđiện AC - 70 dài 1,2 km.

+ Từ trạm biến áp khu vực Cẩm Phả qua đường dây tải điện AC - 70 dài 3,1km qua Tây Khe Sim.

2.2 Trạm biến áp chính 35/6,3 kV

a Vị trí trạm biến áp chính

Trạm biến áp 35/6,3kV của Công ty có kết cấu kiểu ngoài trời Các thiết bịphía 35 kV và máy biến áp 35/6,3 kV đặt ngoài trời Các tủ phân phối, tủ bù, tủ điềukhiển, máy biến áp tự dùng …được đặt trong nhà mái bằng bê tông cốt thép Tất cảcác thiết bị trong trạm đảm bảo tính đồng bộ Trạm có dung lượng lớn được thiết kếđảm bảo thoả mãn những nhu cầu cung cấp điện năng cho các phụ tải của Công tythan Quang Hanh -TKV Trạm 35/6,3 kV được đặt ở phía Tây Bắc của cụm vỉa13.1, 13.2 mặt bằng +87, xung quanh trạm có tường bao Diện tích trạm là 800m2.

b Sơ đồ nguyên lý Trạm biến áp chính 35/6,3 kV

Sơ đồ trạm biến áp 35/6,3kV thể hiện Hình 2.1.

c Trang thiết bị của trạm biến áp 35/6,3 kV

Trạm gồm 2 máy biến áp mã hiệu BAD – 7500kVA đặt ngoài trời, 01 máylàm việc, 01 máy dự phòng nguội Hai máy biến áp này được Công ty chế tạo thiếtbị điện Cẩm Phả sản xuất tháng 10 năm 2006.

Mã hiệu và thông số kỹ thuật của máy biến áp được thống kê trong bảng 2.1.

Bảng 2.1

Tổn thất côngsuất, (kW)

Tổ đấu dâySơ

thông số kỹ thuậtChức năng của thiết bị

cách ly PH(3)-1-33-1250-TI

Đóng, cắt điện phục vụ các chế độvận hành của máy biến áp

biến áp điện lực 1600kVA

3 Van chống sét PVC -35 Bảo vệ quá điện áp tự nhiên phía 35 kV

d Các hình thức bảo vệ rơ le trong trạm biến áp

Nằm trong dự án cải tạo, nâng cấp hệ thống cung cấp điện của Công ty năm2012 - 2013 Công ty đã thay thế các rơle cơ bằng các rơle kỹ thuật số nhằm đảmbảo sự an toàn, tin cậy, thuận tiện cho vận hành hệ thống điện Công ty.

Để bảo vệ trạm biến áp 35/6 kV Công ty đã sử dụng rơle kỹ thuật số sepam20của hãng schneider có các tính năng chính như bảo vệ quá dòng cắt nhanh, bảo vệcắt nhanh chạm đất, bảo vệ quá dòng có thời gian, bảo vệ quá dòng chạm đất có thờigian duy trì.

Chức năng đặc trưng của rơle sepam S20

 Rơle số đa chức năng Bảo vệ quá dòng cắt nhanh

 Bảo vệ quá dòng có thời gian duy trì 50/51 Bảo vệ quá dòng cắt nhanh chạm đất

 Bảo vệ quá dòng chạm đất có thời gian duy trì 50N/51N Bảo vệ so lệch máy biếnáp 87T

 Bảo vệ công suất ngược 59N

 Bảo vệ chạm đất stator, rotor 64,64R Bảo vệ so lệch thanh cái 87BB Bảo vệ cao áp, thấpáp 27/59 Bảo vệ tần số 81 /81R

 Bảo vệ chống hư hỏng máy cắt 50BF Kiểm tra đồng bộ tự đóng lặp lại 25/79 Giám sát mạch cắt 74, khóa và chốt 86 Ghi sự cố FR, định vị điểm sự cố FL

e Bảo vệ chống quá dòng điện pha

Khi dòng điện ở bất kỳ pha nào cao hơn giá trị dòng cài đặt ở mức thấp I >.Phần tử quá dòngở mức thấp bắt đầu ghi nhận và gửi tín hiệu lên màn hình và mộtnhóm rơle ở đầu ra đã được lập trình trước Sau thời gian trễ nhất định được xácđịnh bởi hệ số trên đặc tuyến IDMT hay thời gian xác định t>, phần tử quá dòng ởmức thấp sẽ cắt và gửi tín hiệu cắt lên trên màn hình và 1 nhóm các rơle đầu ra đãđược chỉnh định để hoàn thiện tín hiệu cắt quá dòng pha ở mức thấp.

Khi dòng điện ở bất kỳ pha nào cao hơn giá trị cài đặt ở mức cao I>>, phần tửquá dòng mức cao bắt đầu ghi nhận và gửi tín hiệu ban đầu lên màn hình và mộtnhóm các role đầu ra đã được lập trình trước Sau thời gian trễ được xác định hệ sốtrên đắc tuyến IDMT hay thời gian xácđịnht0> Khi đó phần tử chạm đất ở mức thấpsẽ cắt và gửi 1 tín hiệu lên màn hình và một nhóm các rơle đầu ra đã được chỉnhđịnh trước để hoàn thiện tín hiệu cắt quá dòng pha ở mức cao.

f Bảo vệ dòng chạm đất

Khi dòng chạm đất cao hơn giá trị dòng chạm đất ở mức thấp đặt trước I0>.Phần tử chạm đất mức thấp bắt đầu ghi nhận và gửi một tín hiệu ban đầu lên mànhình và một nhóm các rơle đầu ra đã được lập trình trước Sau thời gian trễ đã đượcxác định bởi hệ số trên đắc tuyến IDMT hay thời gian xácđịnht0> Khi đó phần tửchạm đất ở mức thấp sẽ cắt và gửi 1 tín hiệu lên màn hình và một nhóm rơle đầu rađã được chỉnh định trước để hoàn thiện tín hiệu cắt dòng chạm đất ở mức thấp Khi dòng chạm đất cao hơn gái trị dòng chạm đất ở mức cao đặt trướcI0>> Phầntử chạm đất mức cao bắt đầu ghi nhận và gửi một tín hiệu ban đầu lên màn hình vàmột nhóm các rơle đầu ra đã được lập trình trước Sau thời gian trễ đã được xác địnhbởi hệ số trên đắc tuyến IDMT hay thời gian xác địnht0>> Khi đó phần tử chạm đấtở mức cao sẽ cắt và gửi 1 tín hiệu lên màn hình và một nhóm các rơle ngõ ra đã

g Bảo vệ quá điện áp tự nhiên

Để bảo vệ sét đánh trực tiếp vào trạm, tại sân trạm bố trí 3 cột thu sét bằngthép, các cột có chiều cao 15m bố trí theo hình tam giác đều, điện trở nối đất của cộtthu thép là 10.

Để bảo vệ sét đánh gián tiếp vào trạm trên đường dây truyền vào trạm người tadùng một đoạn dây chống sét dài 2 km kết hợp với van phóng sét loại PBC - 35.Phía 6kV đặt các van chống sét loại PBO - 6 có các thông số kỹ thuật được thống kêtrong bảng 2.3.

Bảng 2.3Mã hiệu

Điện áp đánhthủng,(kV)

Điện áp chophép kV

Điện áp địnhmức, (kV)

Điện áp xungđánh thủng, (kV)

2.3 Thiết bị đo lường

a Đo lường phía 35 kV

Phía 35kV sử dụng máy biến áp đo lường JDJJ - 35 cung cấp điện cho mạch đo lường.Thông số kỹ thuật của máy biến áp đo lường phía 35kV được ghi trong bảng 2.4.

Bảng 2.4Mã hiệu

Sđm, (VA) khi cấp chínhxác

Smax,(VA)Sơ cấp,

Phia 6kV trạm sử dụng máy biến áp đo lường 3 pha 5 trụ JDJJ - 6 có các thông số kỹ thuật như bảng 2.5.

Sơ đồ đo lường phía 6kV được giới thiệu trên hình 2.3.

Đo lường điện: Để đo lường điện phía 6kV các khởi hành sử dụng máy biến dòngloại TU5015 và các đồng hồ ampe kế.

2.4 Hiện trạng mạng hạ áp mỏ hầm lò

Mạng điện hạ áp trên mặt bằng công nghiệp mỏ, sử dụng mạng trung tính nốiđất, các phụ tải chủ yếu sử dụng điện áp xoay chiều 380 V gồm các băng tải, sàngrung, tời trục, bơm nước sinh hoạt, chiếu sáng mặt bằng điện sinh hoạt và chiếusáng dùng điện áp 220V.

Để cung cấp phụ tải cho mặt bằng công nghiệp, sử dụng các máy biến áp dầuloại TM - 100/6/0,4 kVA Thông số kỹ thuật như trong bảng 2.6.

Bảng 2.6Mã

Uđm, (kV)Pnm, (kW)

(%)Inm (%) Tổ đấu dâySơ

Ngắnmạch

Mạng điện hạ áp sử dụng trong hầm lò là mạng trung tính cách ly Các phụ tảichủ yếu là các động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc kiểu phòng nổ, điện áp xoaychiều 3 pha 660 V.

+ Thông số kỹ thuật cáp hạ áp thể hiện ở bảng 2.7.

Bảng 2.7Mã hiệu dây cápUđm, (V)Ro, (Ω/km)Xo, (Ω/km)Icp,(A) ở 25o C

bảo vệDòng chỉnh định, (A) Inh, (A)

QC 83 - 60 60 380/660 25/35 Cầu chì 100, 200, 300, 400 4600QC 83 - 80 80 380/660 35/66 Cầu chì 200, 300, 400, 500 4600

QC 83 - 225 225 380/660 110/180 cực đại 500, 600, 1500 4600

QBZ - 200 200 380/660 100/170 cực đại 500, 700, 1200, 1500 7000QBZ - 250 250 380/660 120/160 cực đại 500, 600, 1300, 1500 8000QBZ - 315 250 380/660 180/300 cực đại 500, 600, 1300, 1500 8000Bảo vệ rò điện mạng hạ áp, mỏ sử dụng các rơ le rò có mã hiệu và thông số kỹ thuật cho ở bảng 2.10.

Bảng 2.10Mã hiệuUđm

( V )R'

C,(k) R''

C,(k)Loại mạng sửdụng

ĐT cách điện ổnđịnh cực tiểu cho

phép, (k)

R''th,, (k)

YAKИ- 380 380 6,2 - 7,5 9,7 - 11 Không phân

Bảng 2.11Mã hiệuSđm,,

Uđm, (V)

Unm, (%)I0(%)

TTên thiết bị

tới hàng thanh cái

6 Tủ máy cắt phân đoạn 01

Cắt phân đoạn khi hai máy biến áp vận hànhđộc lập, tự đóng khi 1 trong hai máy biến áp

ngừng làm việc

7 Tủ cầu dao phân đoạn 01 Đóng cắt phân đoạn phục vụ cho cácchế độ vận hành của biến áp8 Máy biến áp đo luờng 02

Cung cấp điện áp cho các thiết bị đolường và bảo vệ chạm đất một phakhông chọn lọc có duy trì thời gian

2.5 Đánh giá khả năng mang tải của máy biến áp

Tình hình cung cấp điện của công ty trong 7 ngày đêm, từ ngày 17/3/2016đến ngày 23/3/2016 Kết quả được tổng hợp trong bảng 2.13.

Bảng 2.13SttNgày theo dõiWtd (kWh)Wpk (kVArh)Cos φ

Từ số liệu trong bảng 3.13 ta xác định được:

Năng lượng tác dụng trung bình trong một ngày đêm:Wp = 7428487 = 106121,15 kWhWq = 2630967 = 37585,15 KVArh

- Từ số liệu bảng 2.13, cho thấy rằng năng lượng tiêu thụ ngày 20/3/2016 làcó giá trị gần nhất với giá trị trung bình vừa tính Do đó ta chọn ngày 20/3/2016 làngày điển hình để xây dựng biểu đồ phụ tải.

- Các số liệu thống kê năng lượng tác dụng và năng lượng phản kháng trong24h ngày 20/3/2016 được cho trong bảng 2.14

Bảng 2.14Giờ

11 4745 1556 0,95 23 4439 1456 0,95

Biểu đồ phụ tải ngàyđiển hình biểu thị trong hình 2.5:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 240

Ptb, KW P, KW

Qtb,Kvar Q,Kvar

Hình 2.5 Biểu đồ phụ tải ngày điển hình

Từ biểu đồ phụ tải ngày điển hình ta có:- Công suất cực đại Pmax = 4745 (kW)- Công suất trung bình:

P(t )dt

124 ∑

(ti−ti−1)P1= 124 .∑

P1= 1

24 106140=4422 5 (kW)

Q1= 1

24 .37572=1565 , 5( KVAr )

Stb= √Ptb2+Qtb2= √4422,52+1565,52

= 4691,4(kVA)tgtb =

QtbPtb =

1565 ,5

4422 ,5≈0,354⇔ cosϕ≈0,94

- Phụ tải trung bình bình phương

Ptbbp=√ 124∫

P (t )2dt=√ 124.∑

(kVAr)Stbbp= √Ptbbp2 +Qtbbp2 =√4427,62+1567,52=4696 ,9 (kVA)- Các hệ số đặc trưng của biểu đồ phụ tải:

+ Hệ số điều kín: kđk = PPtb

max=4422,54745 = 0,932+Hệ sốcực đại kcđ = k1

tb =4422,54745 = 1,07+ Hệ số sử dụng ksd = Ptb

Pđm = Ptb

Sđm cosφφφφ = 7500.0.944422,5 = 0.63+ Hệ số hình dạng khd: khdP = PPtbbp

tb = 4427,64422,5=1.001 khdQ = Qtbbp

Qtb = 1567,51565,5= 1,001+ Phụ tải tính toán Ptt, Qtt :

Ptt = khdP.Ptb = Ptbbp = 4427,6 (kW)Qtt = khdq.Qtb = Qtbbp = 1567,5 (kVAr)Stt = √Ptt2

+Qtt2 = √4427,62+1567,52 = 4696,9 ( kVA)+ Hệ số mang tải kmt : kmt = SStt

đm=4696,97500 = 0.626

+ Hệ số mang tải máy biến áp khi kể đến khả năng quá tải của máy biến áptheo quy tắc 3%

Ta có: Kđk = 0,932 <1+ Vậy công suất quá tải là:

Sqt = Sđm{1+0,3(1-0,932)} = 7653 (kVA)

+ Do vậy hệ số mang tải của máy biến áp theo quy tắc 3% là:Kmttt= SStt

qt = 4696,97653 = 0,613+ Hệ số mang tải kinh tế:

Kmt.kt = Nktnmkt

0

= 7500.5

100 = 375 kVAr

I0% - Dòng điện không tải máy biến áp tính bằng %, I0% = 5 ;Un% - Điện áp ngắn mạch máy biến áp tính bằng %, Un% = 6,07 ;Sd - Công suất định mức của máy biến áp, Sd = 7500 kVA

Nhận xét: Máy biến áp làm việc non tải đảm bảo duy trì tuổi thọ cao, có dự trữ về

mặt công suất, đáp ứng nhu cầu phát triển của phụ tải trong tương lai khi công ty khai thác xuống mức sâu hơn.

Chương 3

XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠĐIỆN

3.1 Mục đích và yêu cầu thiết kế

Việc xác định phụ tải tính toán một cách chính xác có ý nghĩa vô cùng quan trọng Vìkhi đã có công suất phụ tải tính toán chính xác thì ta mới chọn công suất của máy biến ápcũng như các thiết bị điện khác một cách chính xác được Với bản đồ án là tính toán thiết kếcung cấp điện cho một phân xưởng cơ điện thì phải thoả mãn các yêu cầu cung cấp điện tincậy, tiện lợi, an toàn trong sử dụng và chú ý đến sự phát triển của các phụ tải trong tương lai.

3.2 Số liệu thiết kế

3.2.1 Nhiệm vụ thiết kế

Nhiệm vụ thiết kế là tính toán thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ điện của Công ty than Nam Mẫu Nguồn điện cấp cho phân xưởng sửa chữa cơ điện là từ tủ hạ áp 0,4kV.

mặt bằngTên thiết bịLoại

(kw)Cosđm đmGhi chú

Pđ,kWNhóm 1

15 Quạt công nghiệp 1D63A 2,2 0,86 0,80 3 pha

17 Máy tháo vòng bi YE12-00 2,2 0,8 0,82

25 Máy mài PA274 3,0 0,85 0,81 3,7

Cộng nhóm 3 69,65Nhóm 4

Cộng nhóm 4 38,34

3231

3.3 Xác định phụ tải tính toán

3.3.1 Cơ sở lý thuyết

Hiện nay có nhiều phương pháp để xác định phụ tải Thông thường các phương phápđơn giản tính toán thuận tiện lại cho kết quả không được chính xác, còn muốn có độ chính xáccao thì phương pháp tính toán lại phức tạp Do vậy tùy theo giai đoạn thiết kế yêu cầu cụ thểmà chọn phương pháp tính cho thích hợp.

Nguyên tắc chung để tính toán phụ tải của hệ thống điện là tính ngược trở về nguồn,tức là tiến hành từ bậc thấp đến bậc cao của hệ thống cung cấp điện.

Mục đích của việc tính toán phụ tải điện nhằm:

+ Chọn tiết diện dây dẫn của lưới cung cấp và phân phối điện áp từ dưới 1000V trởlên;

+ Chọn số lượng và công suất máy biến áp của trạm biến áp;+ Chọn tiết diện thanh dẫn của thiết bị phân phối;

+ Chọn các thiết bị chuyển mạch và bảo vệ.

Dưới đây là một số phương pháp xác định phụ tải tính toán thường dùng.

1 Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẩm

Đối với các hộ tiêu thụ có đồ thị phụ tải không thay đổi, phụ tải tính toán bằng phụ tảitrung bình và được xác định theo công suất tiêu thụ điện năng trên một đơn vị sản phẩm khicho trước tổng sản phẩm trong một khoảng thời gian.

Tca (3.1)Mca: Số lượng sản phẩm sản xuất trong ca;

Tca: thời gian của ca phụ tải lớn nhất, (h);

P0: Suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm, kWh/đơn vị sản phẩm.

Khi biết P0 và tổng sản phẩm sản xuất trong cả năm của phân xưởng phụ tải tính toánsẽ là: Ptt=

Tmax: Thời gian sử dụng công suất lớn nhất, h;

Suất tiêu hao điện năng của từng dạng sản phẩm cho trong các loại tài liệu cẩmnang tra cứu.

2 Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị sản xuất

Công thức tính :

Ptt = P0.S (3.3)Trong đó:

S: Diện tích bố trí nhóm hộ tiêu thụ (m2);

Po: Suất phụ tải trên một m2 diện tích sản xuất (kW/m2).

Suất tiêu thụ tính toán trên một đơn vị sản xuất phụ thuộc vào dạng sản xuất và đượcphân tích theo số liệu thống kê.

Phương pháp này chỉ cho kết quả gần đúng được dùng để tính toán phụ tải các phânxưởng có mật độ máy móc sản xuất phân bố tương đối đều.

3 Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số yêu cầu

Phụ tải tính toán của nhóm thiết bị có cùng chế độ làm việc được tính theo công thức:

(3.4)

Qtti=Ptt tg ϕ (3.5)Stti=√Ptti2 +Q2tti= Ptt

Cos ϕ (3.6)

Nếu coi Pđ = Pđm sẽ được:

(3.7)Trong đó:

knc: Hệ số nhu cầu của nhóm tiêu thụ thiết bị;

tg: ứng với cos đặc trưng của nhóm thiết bị, tra ở sổ tay.

Nếu hệ số cos của nhóm thiết bị trong nhóm không giống nhau thì phải tính đến hệsố công suất trung bình theo công thức:

Cos ϕtb=∑

(3.9)Kđt: Hệ số đồng thời các nhóm thiết bị làm việc;

: Tổng phụ tải tác dụng tính toán các nhóm, kW;∑

: Tổng phụ tải phản kháng tính toán các nhóm, kVAr;

Phương pháp này có ưu điểm đơn giản, tính toán thuận tiện nên nó là phương phápthường dùng Nhược điểm của phương pháp này là kém chính xác vì knc tra ở sổ tay, thực tế làmột số liệu phụ thuộc vào chế độ vận hành và số thiết bị trong nhóm (mà sổ tay không tínhđến các yêu cầu đó)

knc = kmax.ksd (3.10)Trong đó:

kmax: phụ thuộc vào hàng loạt các yếu tố đặc trưng cho chế độ làm việc của các nhómthiết bị điện trong nhóm Do vậy knc cũng phụ thuộc vào các yếu tố như đối với kmax.

4 Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại kmax và công suất trung bình (Ptb) (Phương phápsố thiết bị làm việc hiệu quả nhq)

Sau khi công ty đã có thiết kế chi tiết cho từng phân xưởng, khi đã có những thông tinchính xác về mặt bằng bố trí thiết bị máy móc, công suất và quá trình công nghệ của từngthiết bị, có thể bắt tay vào thiết kế mạng điện hạ áp phân xưởng Số liệu đầu tiên cần xác địnhlà công suất tính toán của từng động cơ và của từng nhóm động cơ trong phân xưởng.

- Với 1 động cơ: Ptt = Pdm- Với nhóm động cơ n  3

(3.11)- Với nhóm động cơ n  4

Ptt=kmax ksd.∑

(3.12)Trong đó: ksd: hệ số sử dụng của nhóm thiết bị, tra sổ tay;

kmax: hệ số cực đại, tra đồ thị hoặc tra theo 2 đại lượng kds và nhq;nhq: số thiết bị dùng điện hiệu quả

* Chọn tính Ptt,Qtt theo phương pháp số thiết bị hiệu quả

- Thống kê trong phân xưởng có n = 43 thiết bị Quyết định chia làm 4 nhóm phụ tảidưạ vào:

- Vị trí lắp đặt thiết bị

- cùng tham gia một công đoạn sản xuất - Số thiết bị trong các nhóm gần bằng nhau - Công suất các nhóm gần tương đồng nhau

- Xác định n1: Số thiết bị có công suất lớn hơn hay bằng một nửa công suất lớn nhấtcủa thiết bị nhóm

- Xác định P1: Tổng công suất của n1 thiết bị trên:

Từ đó xác định số thiết bị hiệu quả nhq = n.nhq*

Từ nhq và hệ số sử dụng (ksd) tra sổ tay thiết kế cung cấp điên được hệ số kmax

Ptt=kmax ksd.∑

(kt i pdm i)

(3.15)Trong đó:

kti: Hệ số tải, nếu không biết chính xác có thể lấy gần đúng bằng như sau: kt = 0,9 với thiết bị làm việc dài hạn;

kt = 0,75 với thiết bị làm việc ngắn hạn lặp lại.

Nếu trong nhóm có thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại thì phải quy đổi về chế độ làm việc dài hạn trước khi xác định nhq:

Phq=Pdm√kd.% (3.16)

kđ% - Hệ số đóng điện phần trăm

Đối với thiết bị một pha ta cần phải quy đổi công suất về mạng ba pha+ Thiết bị một pha đấu vào điện áp pha

Pqđ = 3Pđm (3.17)+ Thiết bị đấu vào điện áp dây.

Pqd=√3 Pdm (3.18)

Cuối cùng phụ tải tính toán toàn phân xưởng với n nhóm: Pttpx=∑

(3.19)

Qttpx=∑

Ptt tgϕtb

(3.20) Sttpx=kđt√Pttpx2 +Q2ttpx (3.21)

3.2.2 Tính toán chi tiết các phụ tải của phân xưởng sửa chữa cơ khí

30 ,3443 , 61=0,7

- Từ n* và P* tra bảng PL1.5[5] tìm được: nhq* = 0,76⇒ nhq = n.nhq* = 9.0,76 = 6,4 Chọn nhq=6

- Tra trong bảng PL1.1[5] tìm được: ksd = 0,16 và cosφtb = 0,6 => tgφtb = 1,33- Từ nhq = 6 và ksd = 0,16 tra bảng PL1.6[5] tìm được: kmax = 2,48

√3 0 ,38=43,7 (A)

Bảng 3.4.KHTên thiết bịPđm (kW)cosđm đmGhi chúPđ

- Tổng số thiết bị trong nhóm n = 11; với: P = 36,66 (kW);- Có: n1 = 1 thiết bị có công suất lớn hơn hoặc bằng 1/2Pmax

P1 = 10,66 (kW)Vậy: n

- Từ n* và P* tra bảng PL1.5[5] tìm được: nhq* = 0,66⇒ nhq = n.nhq* = 11.0,66 = 7,26 Chọn nhq=7

- Tra trong bảng PL1.1[5] tìm được: ksd = 0,16 và cosφtb = 0,6 => tgφtb = 1,33- Từ nhq = 7 và ksd = 0,16 tra bảng PL1.6[5] tìm được: kmax = 2,1

√3 0 ,38=31, 1 (A)

3 Phụ tải tính toán nhóm 3

Bảng 3.5.KHTên thiết bịPđm (kW)cosđm đmGhi chúPđ

31 Máy tiện ren 7,5 0,85 0,86 8,72

=n1n =

33 ,64

81, 84=0 , 41

- Từ n* và P* tra bảng PL1.5[5] tìm được: nhq* = 0,76⇒ nhq = n.nhq* = 11.0,76 = 8,36 Chọn nhq=8

- Tra trong bảng PL1.1[5] tìm được: ksd = 0,0,16 và cosφtb = 0,6 => tgφtb = 1,33- Từ nhq = 8 và ksd = 0,0,16 tra bảng PL1.6[5] tìm được: kmax = 1,99

√3 0 ,38 =65,8 (A)

4 Phụ tải tính toán nhóm 4

Bảng 3.6.