Thiết kế cung cấp điện hạ áp cho phân xưởng sữa chữa cơ điện xí nghiệp than Đồng Vông

Mục lục LỜI NÓI ĐẦU 1 Chương 1 2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XÍ NGHIỆP THAN ĐỒNG VÔNG 2 1.1 Vị trí địa lý, địa chất khí hậu 2 1.2 Tình hình giao thông 6 1.3 Tình hình khai thác 7 1.4 Công nghệ khai thác 7 1.5 Tổ chức quản lý hành chính 9 1.6 Tổ chức quản lý hệ thống cơ điện 11 Chương 2 13 TÌNH HÌNH CUNG CẤP ĐIỆN CỦA XÍ NGHIỆP THAN ĐỒNG VÔNG 13 2.1 Nguồn cung cấp điện 13 2.2 Trạm biến áp trung gian 356 kV Bắc Đồng Vông 13 2.3 Các thiết bị đo lường của trạm biến áp 16 2.4 Hệ thống bảo vệ rũ và tiếp đất 17 2.5 Định giá tình trạng sử dụng công suất máy biến áp 356KV của Xí nghiệp Than Đồng Vông 18 Chương 3 22 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN 22 3.1 Cơ sở lý thuyết 22 3.2 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán 22 3.3 Tính toán chi tiết các phụ tải của phân xưởng Cơ Điện. 27 3.4 Phụ tải chiếu sáng cho toàn phân xưởng. 36 3.5 Phụ tải tính toán toàn phân xưởng. 36 3.6 Phụ tải tính toán toàn phân xưởng khi kể đến phụ tải dự phòng 36 3.7 Chọn máy biến áp hạ áp cấp điện cho phân xưởng 37 Chương 4 38 THIẾTKẾ CHITIẾTMẠNG ĐIỆNHẠ ÁPPHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ 38 4.1 Thành lập sơ đồ mạng điện 38 4.2. Lựa chọn thiết bị bảo vệ 38 4.3. Lựa chọn dây cáp 47 4.4. Lựa chọn tủ động lực và tủ phân phối 53 4.5. Tính toán ngắn mạch và kiểm tra thiết bị 55 4.6. Kiểm tra mạng điện theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép và điều kiện khởi động của động cơ 65 Chương 5 74 AN TOÀN ĐIỆN GIẬT VÀ TÍNH TOÁN TIẾP ĐẤT BẢO VỆ PHÂN XƯỞNG 74 5.1. An toàn điện giật 74 5.2. Phương pháp bảo vệ khỏi điện giật bằng cách tiếp đất dây trung tính 76 5.3. Tính toán tiếp đất bảo vệ cho phân xưởng sữa chữa cơ điện 79 Chương 6 84 THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ ĐIỆN 84 6.1. Khái quát chung về chiếu sáng 84 6.2. Các hình thức chiếu sáng 84 6.3. Phương pháp tính toán chiếu sáng 85 6.4. Kiểm tra thiết kế chiếu sáng cho khu vực trạm thêm chất phụ gia 90 6.5. Thiết kế mạng điện chiếu sáng 93

Mục lục

LỜI NÓI ĐẦU 1

Chương 1 2

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XÍ NGHIỆP THAN ĐỒNG VÔNG 2

1.1 Vị trí địa lý, địa chất khí hậu 2

1.2 Tình hình giao thông 6

1.3 Tình hình khai thác 7

1.4 Công nghệ khai thác 7

1.5 Tổ chức quản lý hành chính 9

1.6 Tổ chức quản lý hệ thống cơ điện 11

Chương 2 13

TÌNH HÌNH CUNG CẤP ĐIỆN CỦA XÍ NGHIỆP THAN ĐỒNG VÔNG 13

2.1 Nguồn cung cấp điện 13

2.2 Trạm biến áp trung gian 35/6 kV Bắc Đồng Vông 13

2.3 Các thiết bị đo lường của trạm biến áp 16

2.4 Hệ thống bảo vệ rũ và tiếp đất 17

2.5 Định giá tình trạng sử dụng công suất máy biến áp 35/6KV của Xí nghiệp Than Đồng Vông 18

Chương 3 22

XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN 22

3.1 Cơ sở lý thuyết 22

3.2 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán 22

3.3 Tính toán chi tiết các phụ tải của phân xưởng Cơ Điện 27

3.4 Phụ tải chiếu sáng cho toàn phân xưởng 36

3.5 Phụ tải tính toán toàn phân xưởng 36

3.6 Phụ tải tính toán toàn phân xưởng khi kể đến phụ tải dự phòng 36

3.7 Chọn máy biến áp hạ áp cấp điện cho phân xưởng 37

Chương 4 38

THIẾT KẾ CHI TIẾT MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ 38

4.1 Thành lập sơ đồ mạng điện 38

4.2 Lựa chọn thiết bị bảo vệ 38

4.3 Lựa chọn dây cáp 47

4.4 Lựa chọn tủ động lực và tủ phân phối 53

4.5 Tính toán ngắn mạch và kiểm tra thiết bị 55

4.6 Kiểm tra mạng điện theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép và điều kiện khởi động của động cơ 65

Chương 5 74

AN TOÀN ĐIỆN GIẬT VÀ TÍNH TOÁN TIẾP ĐẤT BẢO VỆ PHÂN XƯỞNG 74

5.1 An toàn điện giật 74

5.2 Phương pháp bảo vệ khỏi điện giật bằng cách tiếp đất dây trung tính 76

5.3 Tính toán tiếp đất bảo vệ cho phân xưởng sữa chữa cơ điện 79

Chương 6 84

THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ ĐIỆN 84

6.1 Khái quát chung về chiếu sáng 84

6.2 Các hình thức chiếu sáng 84

6.3 Phương pháp tính toán chiếu sáng 85

6.4 Kiểm tra thiết kế chiếu sáng cho khu vực trạm thêm chất phụ gia 90

6.5 Thiết kế mạng điện chiếu sáng 93

LỜI NÓI ĐẦU

Đất nước ta đang thực hiện quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa trên tất cả mọi

lĩnh vực, để góp phần vào sự phát triển đó thì ngành năng lượng nói chung và ngành nănglượng điện nói riêng đóng một vai trò đặc biệt quan trọng Nó đòi hỏi các hộ tiêu thụ điệnphải sử dụng một cách hợp lý và kinh tế nhất

Đối với một dự án, thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng của công ty hay nhà máy yêu

cầu phải có một bản thiết kế cung cấp hoàn chỉnh về kĩ thuật, đảm bảo về chất lượng cungcấp điện mà còn thỏa mãn về kinh tế, cũng như đảm bảo an toàn cho người vận hành, đơngiản, dễ dàng thi công, lắp đặt và sửa chữa…

Là một sinh viên theo học ngành Điện khí hóa trải qua quá trình học tập, nghiên cứu,được sự dạy bảo tận tình của các thầy cô trong bộ môn Điện khí hóa, khoa Cơ Điệntrường Đại Học Mỏ - Địa Chất đã giúp em trang bị vốn kiến thức cơ bản về chuyên môn.Khi thực tập sản suất và tốt nghiệp, được sự nhất trí của thầy giáo hướng dẫn: ThS

Nguyễn Duy Tuấn, và Bộ môn Điện Khí Hóa em đã chọn đề tài “Thiết kế cung cấp điện

hạ áp cho phân xưởng sữa chữa cơ điện xí nghiệp than Đồng Vông ” làm đề tài tốt

nghiệp

Trong thời gian làm đồ án, bản thân em đã cố gắng tìm hiểu các tài liệu tham khảophuc vụ cho đề tài và được sự hướng dẫn, chỉ bảo nhiệt tình của các thầy cô trong bộ mônĐiện Khí Hóa đặc biệt là thầy ThS Nguyễn Duy Tuấn cùng các bạn đồng nghiệp đến nay

em đã hoàn thành đồ án của mình Do kiến thức và thời gian có hạn, kinh nghiệm còn hạnchế nên trong bản đồ án này không tránh khỏi những thiếu sót, kính mong được các Thầy

Cô và các bạn cho ý kiến đóng góp để đồ án của em được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn

Hà Nội, ngày tháng năm 2017

Sinh viên thực hiện

Phạm Đăng Linh

CHƯƠNG 1

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XÍ NGHIỆP THAN ĐỒNG VÔNG

1.1 Vị trí địa lý, địa chất khí hậu

1.1.1 Vị trí địa lý

Mỏ than Đồng Vông ở đầu mút phía Đông của dải than Bảo Đài thuộc xã Tân Dân,huyện Hoành Bồ - Tỉnh Quảng Ninh Có ranh giới địa lý như sau:

- Phía Bắc giáp với mỏ than Tân Dân - Công ty than Hạ Long

- Phía Nam giáp mỏ Lộ thiên Việt Nam Inđô

- Phía Tây giáp mỏ than Vàng Danh

- Phía Tây Bắc giáp mỏ Đồng Rì - Bắc Giang

Theo hệ toạ độ Nhà nước năm 1972, khoáng sàng Đồng Vông được giới hạn bởi ôtoạ độ: X: 37.000  41.500 và Y: 377.000  382.000

1.1.2 Địa chất

1 Cấu tạo địa chất

- Nếp lõm Uông Thượng: là nếp lõm không khép kín có dạng hình vòng cung, trụcchạy theo hướng Bắc Nam, hai cánh không đối xứng, góc dốc tương đối thoải 10-150

- Nếp lồi Giáp Ranh: Nằm ở khối Tây khu Đồng Vông, cánh Bắc của nếp lồi GiápRanh tiếp giáp với đứt gãy F.21 khá dốc 500  600 Phía Nam của nếp lồi kéo dài khoảng2000m có hướng gần như khu bắc Nam đến LK.529 Hai cánh của nếp lồi gần như đốixứng với góc dốc 300  400 Nếp lồi Giáp Ranh được nâng lên khá cao nên ở phần trụccủa nó có mặt các vỉa than 1, 2, 3, 4, 5, 6

- Nếp lõm Bàng Anh-Khe Mực: là nếp lõm bậc 2 cánh đối xứng dốc khoảng 300 

400 Cánh Đông nếp uốn dốc hơn từ 400  600 nhưng xuống sâu thì độ dốc giảm dần cònkhoảng 200  300

Song song với cấu tạo uốn nếp, qua kết quả thăm dò, nghiên cứu địa chất kết hợptài liệu khai thác đã xác định khoáng sàng Đồng Vông tồn tại nhiều hệ thống đứt gãy vớiquy mô khác nhau

Các đứt gãy có phương phát triển theo kinh tuyến gần song song với các trục nếpuốn, các đứt gãy có phương vĩ tuyến hoặc á vĩ tuyến thường bị các đứt gãy kinh tuyến cắt

và dịch chuyển theo mặt trục của đứt gãy

Các đứt gãy chạy theo hướng kinh tuyến và á kinh tuyến gồm: F.22, F Đ, F.1, F.2,F.T, F.T1, F.N1

Các đứt gãy chạy theo hướng vĩ tuyến và á vĩ tuyến gồm: F.N, F.N1

- Đứt gãy nghịch F.22 : `

Đứt gãy nghịch F.22 chạy qua trung tâm khoáng sàng Đồng Vông, chiều dài

cánh đứt gãy: ở cánh nâng (cánh Tây) từ vỉa 4 trở lên, ở cánh tụt (cánh Đông) từ vỉa 6 trởlên Dọc theo đứt gãy các vỉa than cắm về Tây, Tây Nam với góc dốc 30 500 Cự lydịch chuyển hai cánh từ 40 100 m, trung bình 50  60 m Đới huỷ hoại 20 m

Đứt gãy F.22 chia khu Đồng Vông thành hai khối cấu tạo: Khối Đông và khối Tây

- Đứt gãy thuận F.D

Là ranh giới phân chia giữa khu Đồng Vông và khu Uông Thượng

Trên cơ sở các tài liệu thăm dò trên kết hợp với các báo cáo của các giai đoạn ước có thể xác định đứt gãy F.Đ là đứt gãy thuận cắm về Tây với góc dốc từ 55700, cự

tr-ly dịch chuyển hai cánh từ 70 100m Phương của đứt gãy theo hướng Bắc Nam đới pháhuỷ được xác định khoảng 50m

- Đứt gãy nghịch F.1

Trên mặt được xác định khá rõ ở dọc suối Uông Thượng từ đoạn tuyến AA cắt quađến tận LK 448 ( T.IE ) tại đây đất đá bị phá vỡ vụn, nhiều chỗ quan sát thấy thế nằm đảo Đới sâu F.1 được các LK: 437, 700, 448, 403 bắt gặp Đứt gãy F.1 chạy theo hướng ĐôngBắc Tây Nam, bị đứt gãy F.N chặn lại ở đầu phía Đông Bắc Mặt trượt đứt gãy cắm ĐôngNam với góc dốc 55  600 Cự ly dịch chuyển theo hai cánh từ 10  25m, trung bình20m

- Đứt gãy thuận F.2

Cũng giống như đứt gãy nghịch F.1, đây là đứt gãy có phương chạy Đông Bắc Tây Nam và bị chặn lại bởi đứt gãy F.N ở phía Đông Bắc Dưới sâu được các LK 435,LK.703, LK.61 bắt gặp Đứt gãy cắm về phía Đông Nam góc dốc thay đổi 55 700, cự lydịch chuyển theo hai cánh từ 25 30m

- Đứt gãy thuận F.T

Là đứt gãy mới được phát hiện trong quá trình đào lò vỉa 6 mức +300 và vỉa 7mức +350 Đứt gãy chỉ xuất hiện cục bộ trong phạm vi hẹp ở phía Đông Nam khu ĐồngVông Phương chạy theo hướng Tây Bắc Đông Nam, mặt trượt cắm Tây Nam với gócdốc 60-700, cự ly dịch chuyển 20  25 m

Đứt gãy F.T1 tuy phân bố hẹp nhưng ảnh hưởng nhiều đến khai thác vì cự ly dịchchuyển các vỉa giữa hai cánh 20  25m

- Đứt gãy thuận F.T1

Cũng như đứt gãy F.T đứt gãy F.T1 được phát hiện trong quá trình khai thác khigạt mặt bằng cửa lò +250, vị trí đứt gãy cách cửa lò +250 vỉa 6 khoảng 5 10 m về phía Đông.Đứt gãy xuất hiện ở phía Đông Nam khu Đồng Vông, chạy theo hướng Tây Nam - Đông Bắc,phía Tây Nam bị chặn bởi đứt gãy F.22 và mất dần ở phía Đông Bắc, chiều dài đứt gãy khoảng500m Đứt gãy cắm Tây Bắc với góc dốc 70  800, đới huỷ loại khoảng 5 10 m

- Đứt gãy nghịch F.N

Được phát hiện ở phía Tây khu mỏ, chạy theo hướng Đông Tây Cơ sở xác định đứtgãy còn ít, có vài dấu hiệu ở gần LK.443 - T.MM Dưới sâu được các LK.444 (chiều sâu gặp160m), LK.400 (chiều sâu gặp 500m), LK.436 (chiều sâu gặp 250m), LK.406 (chiều sâu gặp60m) Tại các lỗ khoan trên đất đá có độ dốc biến đổi mạnh, bị vò nhàu, không xác định Đứtgãy F.N cắm Nam với góc dốc 45  600 Cự ly dịch chuyển hai cánh từ 25  30m.

2 Cấu tạo đất đá vây quanh

- Vách trực tiếp của vỉa là: aczilớt, chiều dày thay đổi từ (0,5  20)m, trung bình (4  6,5) m Tiếp theo là Alờvrulit chiều dày thay đổi từ (2  19,5)m, trung bình là6,5m

- Vách cơ bản là thành phần Sa thạch, cuội kết, sét kết chiều dày thay đổi từ 14  40m Trục trực tiếp của các vỉa thường là aczilit hoặc aczilit than Tiếp theo là Alờvrulit

- Tính chất cơ lý đất đá như trong bảng 1.2

-Đặc tính công nghệ của than

Đặc tính công nghệ của than được thể hiện trong bảng 1.3:

Bảng 1.3.

Đặc tính

than W-H, (%) Độ ẩm

Độ tro A K (%)

Chất bốc V K ,

% nung chảy Nhiệt lượng o C Tỷ trọng (T/m 3 )

Kết luận: Các vỉa than trong khu vực khai thác của Công ty Than Đồng

vông-TKV có độ biến chất cao, độ tro thấp, nhiệt lượng cao, bao gồm than cục rắn chắc và thancám thuộc loại Antraxit và bon Antraxit

4 Địa chất thuỷ văn

Nước mặt: Các cửa lò đều cao hơn vị trí thoát nước tự nhiên nên nước mặt không ảnh hưởng nhiều đến công tác kiểm tra, quan hệ thuỷ lực nước trên mặt và nước dưới đất yếu Một số tính chất và thành phần nước mặt như sau:

Điều kiện giao thông từ khu khai trường của xí nghiệp Than Đồng Vông đến khu

Cơ quan Công ty còn nhiều khó khăn, vận chuyển than và vật tư thiết bị đều bằng ô tô

Từ trung tâm thị xã Uông Bí đi Đồng Vông theo tuyến:

Tuyến Uông Bí - Lan Tháp – Vàng Danh – Đồng Vông:

Từ tháng 1/2010, Xí nghiệp Than Đồng Vông đã đầu tư hàng tỷ đồng, đưa đónhầu hết công nhân đi làm và về bằng xe ca theo tuyến trên, đó từng bước cải thiện đờisống CBCNV, hạn chế được tai nạn giao thông trên tuyến đường này

1.4.1 Công nghệ khai thác than lò chợ

Hệ thống khai thác của xí nghiệp Than Đồng Vông chủ yếu là chia lớp nghiêngcột dài theo phương, khấu giật từ biên giới về trung tâm mỏ, cụ thể cùng các điều kiện ápdụng như sau:

- Hệ thống khai thác cột dài theo phương lò chợ khấu theo chiều dốc bằng phươngpháp khoan nổ mìn, chống giữ lò bằng cột thuỷ lực bơm ngoài, xà khớp hoặc xà hộp kimloại, áp dụng cho các vỉa có góc dốc  < 40o

Ở các vỉa có chiều dày nhỏ hơn 3,5 m thì khai thác 1 lớp

Các vỉa có chiều dày > 3,5 m thì chia lớp nghiêng

- Hệ thống khai thác chia cột dài theo phương lò chợ khấu theo chiều dốc bằngphương pháp khoan nổ mìn, chống giữ lò bằng giá khung thuỷ lực di động hoặc cột thuỷlực đơn xà sắt áp dụng cho các vỉa cú độ dốc  < 25o

Chiều dài các lò chợ theo hướng dốc của vỉa trung bình từ 80 đến 100 m

1.4.2 Công tác cơ giới hoá

1 Thuỷ lực hóa khai thác than lò chợ

Các vỉa than khu vực khai thác có độ dốc ổn định từ (15  35)o, chiều dày ổn định

từ (2,2  2,5) m đều áp dụng công nghệ khai thác chống giữ bằng cột thuỷ lực đơn bơmngoài, liên kết với xà sắt hoặc xà hộp kim loại, khấu than bằng khoan nổ mìn

- Để khoan nổ mìn trong lò chợ dựng khoan điện loại CЭP - 19 của Liên Xô, hoặckhoan điện ZM - 15; MZ - 12 của Trung Quốc

- Nổ mìn bằng thuốc nổ an toàn AH - I, kớp điện thường sử dụng loại kíp vi sai,máy bắn mìn thường là máy MFB - 200 của Trung Quốc

- Vỡ chống trong khai thác than lò chợ thường sử dụng cột thuỷ lực đơn DZ-16,DZ-18, DZ-22, DZ-25

2 Cơ giới hóa trong công tác đào lò

- Khoan nổ m×n tại c¸c đường lß chuẩn bị trong than dïng m¸y khoan điện cầmtay CЭP - 19, MZ - 12, để khoan c¸c đường lß xuyªn vỉa trong đã dïng bóa khoan khÝ ÐpSIG của Thụy Sĩ; ПP - 30 ПY của Nga; YT - 27 của Trung Quốc

- M¸y nÐn khÝ phục vụ cho bóa khoan khÝ Ðp dùng loại ЗИФШВ-5 của Nga; VFY

- 6/7 vµ 2V-6/8 của Trung Quèc

3 Cơ giới ho¸ công t¸c bốc xóc

- Đối với c¸c gương lß chuẩn bị đi trong than dïng m¸y bốc xóc 1ППH –5 vµ

XD -0.32 hoặc m¸y vơ 1ПНБ-2 của Nga

- Đối với c¸c lß XV đi trong đ¸ dïng m¸y xóc 1ППH -5 của Nga, XD-0,32 cña C¬khÝ UB s¶n suÊt

1.5 Tổ chức quản lý hành chớnh

1.5.1 Sơ đồ bộ mỏy quản lớ hành chớnh xớ nghiệp than Đồng Vụng

Giám đốc

PGĐ kỹ thuật PGĐ an toàn PGĐ sản xuất PGĐ Cơ điện

P kế hoạch P.TC lao động

K3, K4,

PX MôI truờng

Hỡnh 1.1 Tổ chức hành chớnh của xớ nghiệp Than Đồng Vụng-TKV

1.5.2 Cơ cấu tổ chức và quản lý

Cơ cấu tổ chức và quản lý của Cụng ty Than Đồng Vụng-TKV được bố trớ theo sơ

đồ trực tuyến, đứng đầu là đồng chớ Giỏm đốc Cụng ty chịu trỏch nhiệm điều hành gồmcỏc bộ phận giỳp việc sau:

- Quản lý kỹ thuật do đồng chớ Phú Giỏm đốc kỹ thuật trực tiếp chỉ đạo cỏc phũng

Kỹ thuật cụng nghệ - MT; Phũng Trắc địa - Địa chất

- Quản lý an toàn do đồng chớ Phú Giỏm đốc an toàn trực tiếp chỉ đạo phúng Kỹthuật Thụng giú; Phũng Kỹ thuật an toàn và hệ thống Giỏm sỏt viờn an toàn

- Quản lý sản xuất do đồng chí Phó Giám đốc sản xuất trực tiếp chỉ đạo phòng Chỉđạo sản xuất; Các phân xưởng khai thác, đào lò.

- Quản lý cơ điện, vận tải do đồng chí Phó Giám đốc cơ điện trực tiếp chỉ đạophòng Kỹ thuật cơ điện– Vận tải; PX Cơ giới, PX Vận tải lò; PX Cơ khí sửa chữa, PX CơĐiện

- Quản lý đời sống do đồng chí Phó Giám đốc đời sống trực triếp chỉ đạo phòngBảo vệ-Quân sự; Phòng Tổ chức lao động; Phòng Ytế; PX Phục vụ; PX Phục vụ đờisống

Quản lý tài chính do đồng chí Kế toán trưởng tực tiếp chỉ đạo phòng Tài chính Thống kê - Kế toán

Hiện nay xí nghiệp Than Đồng Vông TKV có 19 phân xưởng gồm:

+ 05 PX khai thác gồm: KT1; KT2; KT3; KT4; KT5;

+ 04 PX đào lò gồm:K1; K2; K3; K4

+ 02 PX Vận tải lò vận tải than từ các lò chợ ra ngoài mặt bằngcửa lò

+ 01 PX Cơ giới vận tải than từ các cửa lò về nhà sàng

+ 02 PX Sàng tuyển làm nhiệm vụ gia công chế biến than

+ Các phân xưởng phục vụ khác gồm: PX Thông gió-Đo khí, PX Cơ điện , PX Cơkhí sửa chữa, PX Xây dựng, PX Phục vụ đời sống

1.6 Tổ chức quản lý hệ thống cơ điện

1.6.1 Sơ đồ tổ chức quản lý hệ thống cơ điện

1.6.2 Cơ cấu tổ chức và quản lý

- Đồng chí Phó Giám đốc cơ điện trực tiếp chỉ đạo Phòng Kỹ thuật cơ điện - Vậntải quản lý, điều hành hệ thống cơ điện tại các phân xưởng sản xuất

- Phòng Kỹ thuật cơ điện - Vận tải xây dựng các phương án cung cấp điện theo

xưởng thực hiện Kiểm tra, đôn đốc các đơn vị thực hiện đảm bảo an toàn cho người vàthiết bị.

- Phó Quản đốc cơ điện trực tiếp chỉ đạo hệ thống cơ điện trong phân xưởng hoạtđộng đảm bảo không ách tắc Chỉ đạo sửa chữa, thay thế những hư hỏng nhỏ, kịp thờiphục vụ sản xuất, đồng thời đề xuất các phương án cung cấp điện tối ưu, đảm bảo thiết bịlàm việc trong điều kiện tốt nhất Giao ca cắt việc cho các tổ, nhóm thực hiện nhiệm vụquản lý, vận hành các thiết bị cơ điện

- Tổ trưởng cơ điện trực tiếp hoặc phân công người kiểm tra tình trạng hoạt độngcủa các thiết bị trong tổ, tổ chức lắp đặt thiết bị và sửa chữa nhỏ theo biện pháp củaPhòng KTCĐ-VT Cùng với PQĐ cơ điện tổ chức tốt công tác quản lý, vận hành thiết bị

cơ điện trong toàn phân xưởng

- Nhóm trưởng cơ điện chịu trách nhiệm quản lý thiết bị cơ điện trong ca, phâncông người vận hành thiết bị và xử lý những tình huống nảy sinh trong ca để đảm bảo sảnxuất không ách tắc

Trạm biến áp chính 35/6 kV đặt tại mức +210 Bắc Đồng Vông, gồm 2 máy biến

áp BAD 3200 - 35/6,3 kV Các hộ tiêu thụ 6 kV cũn lại phớa sau trạm biến ỏp 35/6 kVđược cấp theo sơ đồ hỡnh tia đến các tủ máy cắt 6 kV cú mó hiệu BM-10T Hệ thốngcung cấp điện này được giao cho phân xưởng Cơ điện là của Công ty quản lý và vận hành

từ trạm biến ỏp 35/6 kV đến các trạm phân phối 6 kV

2.2 Trạm biến áp trung gian 35/6 kV Bắc Đồng Vông

2.2.1 Giới thiệu chung

Trạm biến áp 35/6kV đặt ở Bắc Đồng Vông cung cấp điện cho xớ nghiệp ThanĐồng Vông gồm 2 máy biến áp mó hiệu BAD - 3200 - 35/6,3 cú cụng suất mỗi mỏyS=3200 kVA, một mỏy làm việc và một mỏy dự phũng nguội Đầu vào 35 kV gồm cáccầu dao cách ly C1; C2 mó hiệu PHO - 35T, mỏy cắt dầu M C - 35 M; phớa 35 kV cũn

cớ mỏy biến ỏp đo lường 3HOM - 35 và hệ thống van chống sét loại PBC-35, đầu ra haimáy biến áp cấp điện 6,3 kV gồm các cầu dao cách ly PB-600 và hệ thống tủ phân phốivới các máy cắt loại ZKHO-10 đi các khởi hành tới các biến áp 6/0,4-0,69 kV cung cấpđiện cho các khu vực của Công ty

2.2.2 Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp 35/6 kV

Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp 35/6kV được biểu diễn trên hình 2.1:

P 0 kW

I cắt (kA)

U (kV)

I (A)

S c (MVA)

Biê

n độ

Hiệu dụng Cắt Đóng

Quán tính

I min (kA)

I ma x (kA)

I ụđn (kA)

Cơ cấu cắt truyền động

- Để nâng cao hệ số công suất sử dụng tủ bù cos có công suất :

Q1 = 540 kVAr và Q2 = 600 kVAr

2.3 Các thiết bị đo lường của trạm biến áp

- Các thiết bị đo lường của trạm biến áp được thống kê trong bảng 2.5:

Bảng 2.5.

hiệu chạm đất

Tủ điều khiển hệthống 35kV

HTMИ-6 + Vôn kế Э-30/20 04 Đo điện áp và báo tínhiệu chạm đất Thanh cái 6kV

- Thông số kỹ thuật của thiết bị đo lường 3HOM-35 được ghi trong bảng 2.6:

Bảng 2.6

Mã hiệu U đm , (kV) S đm , (VA) khi cấp chính xác

S max (VA)

2.4 Hệ thống bảo vệ rũ và tiếp đất

2.4.1 Bảo vệ rơ điện

Để bảo vệ rò điện, đảm bảo an toàn tia lửa và an toàn điện giật, sử dụng rơ le rò có

mã hiệu và thông số kỹ thuật được ghi trong bảng 2.8

Điện trở cách điện

ổn định cực tiểu cho phép, (k )

YAKИ-660 660 7,2-7,8 10,5-12 11,5 Không phân nhánh 26

2.4.2 Tiếp đất bảo vệ

- Ở tất cả các trạm biến áp khu vực cung cấp điện cho các phụ tải hạ áp đều sửdụng tấm tiếp đất có S = 200cm2, dầy 0,5mm, dài 250cm, rộng 80cm và chôn sâu cáchmặt đất từ (0,5-0,7) m

- Các thiết bị bảo vệ, các loại khởi động từ và các động cơ sử dụng cọc tiếp đất cục

bộ có đường kính 50 mm, dài 1,5m hoặc thanh hộp hình chữ nhật hay hộp góc có chiềudài từ (2-3) m và cũng được chôn sâu cách mặt đất từ (0,5-0,7) m

- Mạng hạ áp được sử dụng các loại cáp có lõi tiếp đất kết nối với các tiếp địa cục

bộ của các thiết bị tạo thành mạng tiếp đất Các tiếp địa đều có điện trở Rtđ < 2Ω đối vớihầm lò và Rtđ < 4Ω đối với ngoài mặt bằng

2.5 Định giá tình trạng sử dụng công suất máy biến áp 35/6KV của Xí nghiệp Than Đồng Vông

2.5.1 Biểu đồ phụ tải ngày điển hình

Biểu đồ phụ tải là quan hệ giữa năng lượng tác dụng và năng lượng phản khángtheo thời gian P(t), Q(t) Có thể xây dựng biểu đồ theo thời gian là một ngày đêm, mộttháng hay một năm

Biểu đồ phụ tải được xây dựng theo chỉ số của đồng hồ đo năng lượng tác dụngnăng lượng phản kháng theo thời gian một giờ trong suốt ngày đêm

Căn cứ vào số lượng theo dõi tại trạm biến áp chính ta thống kê được năng lượngtác dụng và năng lượng phản kháng trong 7 ngày: từ 10 tháng 02 đến 16 tháng 02 năm

2017 được thể hiện trong bảng 2.9

Các số liệu thống kê năng lượng tác dụng và năng lượng phản kháng của ngày09/02/2017 được thể hiện trong bảng 2.10

Căn cứ vào số liệu trong bảng 2.10 ta vẽ được biểu đồ phụ tải ngày điển hình thểhiện trên hình 2.2:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 t 0

Hình 2.2 Biểu đồ phụ tải ngày điển hình (Ngày 14/2/2017)

Từ biểu đồ và các số liệu thống kê ở bảng 2.12 ta thu được các thông số đặc trưngcủa biểu đồ cụ thể tính ở mục 2.6.2 dưới đây

2.5.2 Các thông số đặc trưng của biểu đồ phụ tải

- Công suất tác dụng trung bình:

24 1 1

- Công suất trung bình bình phương:

tbbp hdp

tb

P K

P

909,53

1,11816,63

tbbp hdq

tb

Q K

tb dk

P K P

- Hệ số cực đại:

max max

2651

1, 421860,8

tb

P K

tb sd

P K

Qtt = Qtbbp = 909,53 kVAr+ Công suất tính toán toàn phần:

hệ số sử dụng máy biến áp còn thấp, tức là máy biến áp còn non tải, tuy nhiên phụ tảitrong tương lai còn phát triển theo sự mở rộng khai thác của xớ nghiệp Than Đông vông.

CHƯƠNG 3

XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN 3.1 Cơ sở lý thuyết

Phụ tải điện là đại lượng đặc trưng cho công suất tiêu thụ của các thiết bị dùng

điện hoặc các hộ tiêu thụ

Hiện nay có nhiều phương pháp để tính phụ tải tính toán dựa trên cơ sở khoa học

để tính toán phụ tải điện và được hoàn thiện về phương diện lý thuyết trên cơ sở quan sát

các phụ tải điện ở xí nghiệp đang vận hành Từ trước tới nay đã có rất nhiều công trình

nghiên cứu và có nhiều phương pháp tính toán phụ tải điện Tuy nhiên vì phụ tải điện phụ

thuộc vào nhiều yếu tố như: công suất và số lượng các máy, chế độ vận hành của chúng,

quy trình công nghệ sản xuất, trình độ vận hành của công nhân v.v…, nên đến nay vẫn

chưa có phương pháp nào hoàn toàn chính xác và tiện lợi Những phương pháp tính toán

đơn giản, thuận tiện lại cho kết quả không thật chính xác còn muốn chính xác cao thì

phương pháp tính toán lại phức tạp Do vậy tùy theo quy mô và đặc điểm công trình, tùy

theo giai đoạn thiết kế là sơ bộ hay kỹ thuật thi công mà chọn phương pháp tính toán phụ

tải điện thích hợp

Nguyên tắc chung để tính toán phụ tải của hệ thống điện là tính ngược trở về

nguồn, tức là được tiến hành từ bậc thấp đến bậc cao của hệ thống cung cấp điện Sau đây

sẽ trình bày một số phương pháp tính phụ tải tính toán thường dùng:

- Phương pháp tính theo suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẩm

- Phương pháp tính theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất

- Phương pháp tính theo công suất đặt và hệ số nhu cầu

- Phương pháp tính theo hệ số cực đại kmax và công suất trung bình Ptb (còn gọi là

phương pháp số thiết bị hiệu quả)

3.2 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán

3.2.1 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 thực tế không thay đổi, phụ tải tính toán

bằng phụ tải trung bình và được xác định theo suất tiêu thụ điện năng để sản xuất ra một

đơn vị sản phẩm khi cho trước tổng sản phẩm sản xuất được trong một khoảng thời gian

Phụ tải tác dụng tính toán trong trường hợp này được xác định:

0 max

tt

M w P

T



(3.1)

trong đó:

M - số đơn vị sản phẩm được sản xuất ra trong một năm, đvsp/năm;

W0 - suất tiêu thụ điện năng cho một đơn vị sản phẩm, kWh/đvsp;

Tmax - thời gian sử dụng công suất cực đại, h.

3.2.2 Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất

Công thức tính:

trong đó:

p0 - suất phụ tải trên một 1m2 diện tích sản xuất, kW/m 2;

F - diện tích sản xuất, m 2 (diện tích bố trí nhóm hộ tiêu thụ)

Suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất phụ thuộc vào dạng sản xuất vàđược phân tích theo số liệu thống kê vì giá trị p0 của từng loại hộ tiêu thụ do kinh nghiệmvận hành thống kê lại mà có Tuy nhiên phương pháp này chỉ cho kết quả gần đúng, vìvậy nó thường được dùng trong giai đoạn thiết kế sơ bộ và dùng để tính phụ tải các phânxưởng có mật độ máy móc sản xuất phân bố tương đối đều

3.2.3 Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu

Để xác định công suất tính toán của các phụ tải đấu vào một trạm biến áp, mộtđường dây tải điện hoặc của các xí nghiệp nói chung, các phụ tải điện cần được phânthành nhóm Việc phân nhóm có thể tiến hành phân theo:

- Nhóm các phụ tải cùng loại

- Nhóm các phụ tải cùng tham gia vào một công nghệ

- Nhóm các phụ tải cùng hoạt động trong một khu vực (theo vị trí địa lý) của xínghiệp

Khi đó phụ tải tính toán của nhóm thiết bị có cùng chế độ làm việc được tính theocông thức:

Ở đây ta lấy gần đúng: Pd = Pdm thì ta được:

Pdi, Pdmi - công suất đặt và công suất định mức của thiết bị thứ i;

Ptt, Qtt, Stt - công suất tác dụng, phản kháng và toàn phần tính toán của nhóm thiết

và được xác định theo công thức:

Ptt - tổng phụ tải tác dụng tính toán của các nhóm;

Qtt - tổng phụ tải phản kháng tính toán của các nhóm

Phương pháp tính phụ tải theo công suất đặt và hệ số nhu cầu có ưu điểm là đơngiản, tính toán thuận tiện Tuy nhiên phương pháp này cũng có nhược điểm là kém chínhxác vì hệ số nhu cầu knc tra được trong sổ tay là một số liệu cố định cho trước không phụ

thuộc vào chế độ vận hành và số thiết bị trong nhóm máy, nhưng hệ số nhu cầu knc =

ksd.kmax lại phụ thuộc vào những yếu tố kể trên Vì vậy, nếu chế độ vận hành và số thiết bịtrong nhóm máy thay đổi nhiều thì kết quả tính phụ tải tính toán theo hệ số nhu cầu sẽkhông chí nh xác

3.2.4 Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại kmax và công suất trung bình Ptb

(còn gọi là phương pháp số thiết bị làm việc hiệu quả nhq hay phương pháp sắp xếp biểu

đồ).

Khi cần nâng cao độ chính xác của phụ tải tính toán hoặc khi không có số liệu cầnthiết để áp dụng các phương pháp khác thì có thể dùng phương pháp tính theo hệ số cựcđại kmax hay phương pháp số thiết bị làm việc hiệu quả nhq

Số thiết bị hiệu quả được xác định một cách tương đối chính xác bởi công thức:

- Xác định n1 là số thiết bị có công suất lớn hơn hay bằng một nửa công suất củathiết bị có công suất lớn nhất

- Xác định P1 là tổng công suất của n1 thiết bị trên

Từ n* và P* tra được nhq* trong cẩm nang tra cứu.

kpti - hệ số phụ tải của thiết bị thứ i, nếu không biết chính xác, có thể lấy gần đúngnhư sau:

kpt = 0,9 với thiết bị làm việc dài hạn;

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

- Trường hợp n  4 phụ tải tính toán của nhóm động cơ xác định theo công thứcsau:

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 nhq và ksd

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

-Thiết bị 1 pha đấu vào điện áp pha:

3.3 Tính toán chi tiết các phụ tải của phân xưởng Cơ Điện

Do xí nghiệp cung cấp điện đã biết sơ đồ mặt bằng bố trí chi tiêt thiết bị phânxưởng cơ khí, các phân xưởng khác đã biết công suất đặt cũng như diện tích mặt bằng, do

đó phụ tải tính toán được xác định theo:

- Công suất đặt và hệ số yêu cầu

- Số thiết bị hiệu quả nhq

3.3.1 Sơ đồ bố trí các thiết bị trên mặt bằng phân xưởng cơ điện

Kích thước của phân xưởng là (72x18) = 1296 m2

Trên cơ sở danh sách các thiết bị của phân xưởng, theo nguyên tắc phân nhóm phụ tải nêu ở trên và căn cư vào vị trí, công suất đặt của các thiết bị bố trí trên mặt bằng phân xưởng Thông số phụ tải trong phân xưởng được thể hiện cụ thể và chi tiết trong bảng 3.1

3.3.2 Phân nhóm phụ tải điện cho phân xưởng

Việc phân nhóm phụ tải điện sẽ định hướng cho việc thành lập sơ đồ cấp điện, xácđịnh phụ tải điện chính xác hơn, chọn thiết bị chính xác hơn Mỗi phụ tải điện sẽ nhậnđiện từ một tủ động lực tưong ứng

- Phân nhóm phụ tải điện theo nguyên tắc sau:

+ Các thiết bị trong cung một nhóm nên ở gần nhau để giảm dây dẫn, giảm giá thành, giảm tổn thất trên đường dây hạ áp trong phân xưởng

+ Các thiết bị trong một nhóm nên có chế độ làm việc gần giống nhau đểxác định phụ tải tính toán thuận tiện và chính xác hơn

+ Tổng công suất của từng nhóm nên xấp xỉ nhau để hạn chế tối đa các loại

tủ động lực cần phải dùng trong phân xưởng, số thiết bị trong cùng một nhómkhông nên quá nhiều bởi số đầu ra trong tủ thường bị hạn chế Các thiết bị trong

nhóm được thể hiện trong bảng 3.2

Bảng 3.2 Stt

5 4 Máy khoan K.2A55 86 0.75 7.5

3.3.3 Tính toán chi tiết cho từng nhóm phụ tải

1 Phụ tải tính toán của nhóm 1

Số liệu tính toán của nhóm phụ tải 1 được thống kê trong bảng 3.3

Bảng 3.3

Ký hiệu

mặt bằng Tên thiết bị Loại

P đm (kw) đm Cos đm P đ , kW Nhóm 1

- Tổng số thiết bị trong nhóm phụ tải 1 là: n = 9, Pmax=15 kW

- Tổng số thiết bị có công lớn hơn hoặc bằng một nửa công suất của thiết có côngsuất lớn nhất là: n1 = 4, P1=41 kW

2 Phụ tải tính toán của nhóm 2

Số liệu tính toán của nhóm phụ tải 2 được thống kê trong bảng 3.4

Bảng 3.4

Ký hiệu

mặt bằng Tên thiết bị Loại

P đm (kw) đm Cos đm P đ , kW Nhóm 2

- Tổng số thiết bị trong nhóm phụ tải 1 là: n = 10, Pmax=11 kW

- Tổng số thiết bị có công lớn hơn hoặc bằng một nửa công suất của thiết có côngsuất lớn nhất là: n1 = 4, P1=31, 5 kW

Từ n*, P* tính ở trên, tra bảng ta có: nhq* = 0,75

⇒ nhq= n×nhq∗¿=10×0 , 75=7,5¿ , chọn nhq=8

Tra bảng với ksd = 0,2 và nhq = 8 được kmax = 1,99

3 Phụ tải tính toán của nhóm 3

Số liệu tính toán của nhóm phụ tải 3 được thống kê trong bảng 3.5

Bảng 3.5.

Ký hiệu

mặt bằng Tên thiết bị Loại

P đm (kw) đm Cos đm P đ , kW Nhóm 3

- Tổng số thiết bị có công lớn hơn hoặc bằng một nửa công suất của thiết có côngsuất lớn nhất là: n1 = 2, P1=18 ,5 kW

4 Phụ tải tính toán của nhóm 4

Số liệu tính toán của nhóm phụ tải 4 được thống kê trong bảng 3.6

Bảng 3.6.

Ký hiệu

mặt bằng Tên thiết bị Loại

P đm (kw) đm Cos đm P đ , kW Nhóm 4

22 Ổ dự phòng 2.2 80 0.85 2.2

- Tổng số thiết bị trong nhóm phụ tải 1 là: n = 10, Pmax=7,5 kW

- Tổng số thiết bị có công lớn hơn hoặc bằng một nửa công suất của thiết có côngsuất lớn nhất là: n1 = 5, P1=29 kW

3.4 Phụ tải chiếu sáng cho toàn phân xưởng

Phụ tải chiếu sáng phân xưởng: Pcs=p0.S

3.5 Phụ tải tính toán toàn phân xưởng

Phụ tải tác dụng tính toán toàn phân xưởng là

3.6 Phụ tải tính toán toàn phân xưởng khi kể đến phụ tải dự phòng

Để đáp ứng nhu cầu phát triển ngày càng cao của nền kinh tế đòi hỏi người lập quyhoạch và thiết kế cung cấp điện phải tính tới sự phát triển của phụ tải điện trong tươnglai Đây là một nhiệm vụ rất quan trọng bởi nếu chúng ta dự báo không chính xác, sailệch quá nhiều về khả năng cung cấp hoặc về nhu cầu năng lượng thì sẽ dẫn đến hậu quảkhông tốt cho nền kinh tế

Khi nghiên cứu các xí nghiệp thuộc các nghành công nghiệp khác nhau,dùng lýthuyết về xác suất và thống kê cho thấy rằng : hầu hết các trường hợp, sự phát triển phụtải cực đại có thể mô tả tương đối chính xác theo luật tuyến tính sau:

Sdppx = Sttpx.(1 + t)Trong đó:

Sdppx - Công suất tính toán sau tnăm

- Hệ số phát triển hàng năm của phụ tải cực đại =5%=0,05

Công suất tính toán phân xưởng khi kể tới dự phũng:

Sdppx = 117.(1 + 0,05.5) = 146kVA

3.7 Chọn máy biến áp hạ áp cấp điện cho phân xưởng

Công suất máy biến áp cấp điện cho phân xưởng chọn cần phải tính đến dự phòngcho tương lai Vỡ vậy: SđmBA Sdppx=146 kVA

Chọn máy biến áp cấp điện cho phân xưởng do ABB Việt Nam chế tạo có thông

số cho ở bảng 3.8





Bảng 3.8 Cụng suất

kVA

Điện áp, kV Tổn hao không

tải, W

Tổn hao ngắn mạch, W

Đặt tại tủ phân phối của trạm biến áp 1 áptômát đầu nguồn, từ đây dẫn điện vềphân xưởng bằng đường cáp ngầm.

Tủ phân phối của xưởng đặt 1 áptômát tổng và 5 áptômát nhánh cấp điện cho 4 tủđộng lực và 1 tủ chiếu sáng

Tủ động lực được cấp điện bằng đường cáp hỡnh tia Đầu vào đặt áptômát tổng vàcác áptômát nhánh cấp điện cho các phụ tải của nhóm

Mỗi động cơ máy công cụ được điều khiển bằng 1 khởi động từ đó gắn sẵn trờn thõnmỏy, trong khởi động từ có rơ le nhiệt để bảo vệ quá tải Các áptômát nhánh trong tủ động lựcchủ yếu bảo vệ ngắn mạch, đồng thời làm dự phũng cho bảo vệ quỏ tải của khởi động từ

4.1.2 Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện của PX Cơ điện

Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện cho phân xưởng Cơ điện cho trong hình 4.1

4.2 Lựa chọn thiết bị bảo vệ

4.2.1 Tính dòng tính toán cho phụ tải của từng nhóm

* Dòng tính toán cho từng phụ tải (động cơ) được xác định theo công thức sau:

dmi dmi

dm

dmi tti

U

P I

Bảng 4.1.

Ký hiệu

P đm (kw) đm Cos đm I tt A Nhóm 1