Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí công ty than Hồng Thái (có file cad)

CHƯƠNG 1 KHÁI QUÁT VỀ CÔNG TY THAN HỒNG THÁI 1.1. Lịch sử hình thành – vị trí địa lý – khí hậu Mỏ 1.1.1. Lịch sử hình thành Công ty than Hồng Thái Công ty than Hồng Thái là một đơn vị trực thuộc Công ty than Uông bí thuộc Tổng Công ty than Việt Nam. Tiền thân từ một Công ty Vật tư Vận tải được thành lập từ năm 1969. Năm 1996 bắt đầu thăm dò và khai thác than hầm lò. Đến năm 1997 được đổi tên thành Công ty than Hồng Thái. Năm 2006 đổi thành Công ty TNHH một thành viên than Hồng Thái thuộc tổng Công ty than Uông Bí. 1.1.2 .Vị trí địa lý Điều kiện khí hậu 1.Vị trí địa lý Công ty than Hồng Thái nằm tập trung ở 2 khu vực khu Tràng Khê II, III và khu Hồng Thái. Với địa hình núi cao, đỉnh cao nhất +525, thấp nhất +20 địa hình thấp về phía Nam. Hệ thống sông suối chảy trong mỏ tập trung về hai phía. Hệ thống suối phía Bắc bắt nguồn từ đỉnh dãy núi Mạo Khê Tràng Bạch chảy về phía Bắc tập trung nước vào sông Trung Lương. Hệ thống suối phía Nam chảy về phía Nam tập trung nước vào sông Đá Bạc. Do địa hình có độ dốc cao cho nên các suối trong mỏ thường rất ít nước. Giáp danh mỏ về phía Tây có mỏ than Mạo Khê. Phía Nam mỏ có đường quốc lộ 18A và đường sắt Quốc gia khổ rộng 1435 mm, các đường điện 110kV và 35kV chạy qua mỏ. Gần mỏ có cảng Bạch Thái Bưởi, Bến Cân, Bến Dừa, Cảng Điền Công và hai đường sắt Mạo Khê Yên Dưỡng. Nói chung điều kiện kinh tế, giao thông khu vực là thuận lợi cho công cuộc khai thác than tại mỏ. 2.Điều kiện khí hậu Công ty than Hồng Thái có chế độ khí hậu nhiệt đới ven biển. Một năm được chia làm hai mùa rõ rệt. Mùa khô kéo dài từ tháng 10 năm trước đến tháng 4 năm sau, khí hậu khô ráo, hướng gió chủ đạo là Đông Bắc. Mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 9 lượng mưa trung bình 1619mm. Mưa nhiều nhất vào tháng 6, 7, 8. Nhiệt độ trung bình 230C. 1.2. Tình hình khai thác hiện tại của công ty 1.2.1. Hệ thống khai thác Các vỉa có chiều dày từ mỏng đến trung bình nên quy mô khai thác vừa và nhỏ. Việc áp dụng công nghệ khai thác đối với khu vực này chủ yếu là chống bằng gỗ. Một số lò chợ dốc thoải được đưa cột chống thủy lực đơn vào áp dụng để giảm chi phí gỗ chống lò. Hệ thống khai thác cột dài theo phương, chống lò chợ bằng gỗ cho khu vực vỉa có chiều dày 3,5m, góc dốc vỉa lớn hơn 350. Gỗ chống được dùng là gỗ tròn 180. Hệ thống khai thác cột dài theo phương, chống lò chợ bằng cột thuỷ lực đơn ở những khu vực vỉa có chiều dày 3,5m, góc dốc vỉa đến 35 0. Đối với công tác đào lò chuẩn bị: Phá than bằng khoan bán nổ mìn, vật liệu chống giữ bằng thép lòng mo kiểu vòm sử dụng loại thép CPП 17, 22, 27. Kết cấu của một vì chống bao gồm: Hai cột xà lên kết giữa cột và xà bằng gông và bắt buloong M30 liên kết giữa cột và cột băng 3 thanh giằng bắt giữ bằng Ê cu chuyên dụng và Buloong M24 bắt từ vì này sang vì kia để tránh xê dịch khi có áp lực lớn, ngoài ra còn ding vì chống thép I vì chống bê tông đổ sẵn. 1.2.2. Tổ chức khai thác trong lò chợ Hiện tại công ty than Hồng Thái đang khai thác than tại nhiều vỉa khác nhau và được chia làm 5 phân xưởng khai thác. Phân xưởng khai thác 1, 2 khai thác tại vỉa II, III khu Tràng Khê. Phân xưởng khai thác 3, 4, 5 khai thác vỉa 46, 47 khu Tràng Bạch, Hồng Thái. 1.2.3. Về tổ chức khấu than lò chợ Khấu than được thực hiện bằng khoan nổ mìn. Việc khoan nổ mìn sử dụng máy khoan điện cầm tay ZM –12, CP1, thuốc nổ dùng loại thuốc an toàn AH1. Lò chợ chống bằng gỗ tròn đường kính 60 180 dưới thìu gỗ 140 dài 4 m. Lò chợ chống cột thuỷ lực đơn 11 CYM, 12 CYM và cột thuỷ lực bơm ngoài DZ18, DZ22 kết hợp với xà sắt có khớp nối HDJB – 1200. Than sau khi nổ mìn được xúc thủ công lên máng cào hoặc máng trượt rót xuống lò song song chân qua hệ thống máng tháo rót vào goòng 1 tấn và được tầu điện ắc quy kéo ra ngoài cửa lò tới hệ thống quang lật goòng, đến phễu cấp liệu, từ phễu cấp liệu than được tháo rót xuống ôtô chở về xưởng sàng để sàng phân loại và tiêu thụ trong nước hoặc xuất khẩu.

LỜI NÓI ĐẦU

Trong sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước điện năng đóng vai tròquan trọng trong Công ty công nghiệp nói chung, công ty mỏ nói riêng Việc kiểm trađánh giá các mạng điện hiện tại để đưa ra các phương án cụ thể nhằm nâng cao hiệuquả về sử dụng điện tránh lãng phí góp phần làm tăng chất lượng điện và tăng giáthành sản phẩm của Mỏ

Sau 5 năm học nghành cơ điện trường đại học Mỏ Địa Chất đến nay được bộ

môn Điện Khí Hoá giao cho đề tài tốt nghiệp: “Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí công ty than Hồng Thái”.

Để hoàn thành bản đồ án này em đã nhận được sự giúp đỡ của các thầy giáotrong bộ môn Điện Khí Hoá và đặc biệt là thầy giáo Th.S Nguyễn Duy Tuấn đã tậntình chỉ bảo, giúp đỡ em trong suốt quá trình làm đồ án tốt nghiệp để em có thể hoànthành bản đồ án này đúng thời hạn mà bộ môn giao cho

Tuy nhiên vì kiến thức của bản thân còn nhiều hạn chế nên không thể tránh khỏinhững thiếu sót, em rất mong được sự giúp đỡ và chỉ bảo của các thầy giáo, bạn bètrong bộ môn Điện Khí Hoá để bản đồ án được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, Ngày 11 tháng 06 năm 2017

SINH VIÊN THỰC HIỆN

Nguyễn Tiến Dũng

PHẦN CHUNG GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT CHUNG VÀ TÌNH HÌNH CUNG CẤP ĐIỆN

CỦA CÔNG TY THAN HỒNG THÁI

CHƯƠNG 1 KHÁI QUÁT VỀ CÔNG TY THAN HỒNG THÁI

1.1 Lịch sử hình thành – vị trí địa lý – khí hậu Mỏ

1.1.1 Lịch sử hình thành Công ty than Hồng Thái

Công ty than Hồng Thái là một đơn vị trực thuộc Công ty than Uông bí thuộcTổng Công ty than Việt Nam Tiền thân từ một Công ty Vật tư Vận tải được thành lập

từ năm 1969 Năm 1996 bắt đầu thăm dò và khai thác than hầm lò Đến năm 1997được đổi tên thành Công ty than Hồng Thái Năm 2006 đổi thành Công ty TNHH mộtthành viên than Hồng Thái thuộc tổng Công ty than Uông Bí

1.1.2 Vị trí địa lý - Điều kiện khí hậu

1.Vị trí địa lý

Công ty than Hồng Thái nằm tập trung ở 2 khu vực khu Tràng Khê II, III và khuHồng Thái Với địa hình núi cao, đỉnh cao nhất +525, thấp nhất +20 địa hình thấp vềphía Nam Hệ thống sông suối chảy trong mỏ tập trung về hai phía

- Hệ thống suối phía Bắc bắt nguồn từ đỉnh dãy núi Mạo Khê - Tràng Bạch chảy

về phía Bắc tập trung nước vào sông Trung Lương

- Hệ thống suối phía Nam chảy về phía Nam tập trung nước vào sông Đá Bạc

Do địa hình có độ dốc cao cho nên các suối trong mỏ thường rất ít nước

Giáp danh mỏ về phía Tây có mỏ than Mạo Khê Phía Nam mỏ có đường quốc lộ18A và đường sắt Quốc gia khổ rộng 1435 mm, các đường điện 110kV và 35kV chạyqua mỏ Gần mỏ có cảng Bạch Thái Bưởi, Bến Cân, Bến Dừa, Cảng Điền Công và haiđường sắt Mạo Khê - Yên Dưỡng

Nói chung điều kiện kinh tế, giao thông khu vực là thuận lợi cho công cuộc khaithác than tại mỏ

2.Điều kiện khí hậu

Công ty than Hồng Thái có chế độ khí hậu nhiệt đới ven biển Một năm đượcchia làm hai mùa rõ rệt Mùa khô kéo dài từ tháng 10 năm trước đến tháng 4 năm sau,khí hậu khô ráo, hướng gió chủ đạo là Đông Bắc Mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 9 lượng mưa trung bình 1619mm Mưa nhiều nhất vào tháng 6, 7, 8 Nhiệt độtrung bình 230C

1.2 Tình hình khai thác hiện tại của công ty

Hệ thống khai thác cột dài theo phương, chống lò chợ bằng gỗ cho khu vực vỉa

có chiều dày 3,5m, góc dốc vỉa lớn hơn 350 Gỗ chống được dùng là gỗ tròn Φ180

Hệ thống khai thác cột dài theo phương, chống lò chợ bằng cột thuỷ lực đơn ởnhững khu vực vỉa có chiều dày 3,5m, góc dốc vỉa đến 35 0

Đối với công tác đào lò chuẩn bị: Phá than bằng khoan bán nổ mìn, vật liệuchống giữ bằng thép lòng mo kiểu vòm sử dụng loại thép CPП - 17, 22, 27

Kết cấu của một vì chống bao gồm: Hai cột xà lên kết giữa cột và xà bằng gông và bắtbuloong M30 liên kết giữa cột và cột băng 3 thanh giằng bắt giữ bằng Ê cu chuyêndụng và Buloong M24 bắt từ vì này sang vì kia để tránh xê dịch khi có áp lực lớn,ngoài ra còn ding vì chống thép I vì chống bê tông đổ sẵn

1.2.2 Tổ chức khai thác trong lò chợ

Hiện tại công ty than Hồng Thái đang khai thác than tại nhiều vỉa khác nhau vàđược chia làm 5 phân xưởng khai thác

Phân xưởng khai thác 1, 2 khai thác tại vỉa II, III khu Tràng Khê

Phân xưởng khai thác 3, 4, 5 khai thác vỉa 46, 47 khu Tràng Bạch, Hồng Thái

1.2.3 Về tổ chức khấu than lò chợ

Khấu than được thực hiện bằng khoan nổ mìn Việc khoan nổ mìn sử dụng máykhoan điện cầm tay ZM –12, CP-1, thuốc nổ dùng loại thuốc an toàn AH1

Lò chợ chống bằng gỗ tròn đường kính 60 ÷180 dưới thìu gỗ 140 dài 4 m

Lò chợ chống cột thuỷ lực đơn 11 CYM, 12 CYM và cột thuỷ lực bơm ngoàiDZ18, DZ22 kết hợp với xà sắt có khớp nối HDJB – 1200

Than sau khi nổ mìn được xúc thủ công lên máng cào hoặc máng trượt rót xuống

lò song song chân qua hệ thống máng tháo rót vào goòng 1 tấn và được tầu điện

ắc quy kéo ra ngoài cửa lò tới hệ thống quang lật goòng, đến phễu cấp liệu, từ phễucấp liệu than được tháo rót xuống ôtô chở về xưởng sàng để sàng phân loại và tiêu thụ

trong nước hoặc xuất khẩu.

1.2.4 Công tác đào lò chuẩn bị

Các đường lò đi trong đá dùng tổ hợp thiết bị gồm máy nén khí di động3UФШB-5M, YVKB 6/7, búa khoan YT-27, MZ7665, SIG và ΠP- 50 Xúc bốc đất đádùng máy xúc LBS –500W Và 1ΠΠH –5 Lò được chống bằng thép hình và sử dụngcông nghệ phun bê tông

Trạm quạt hút trung tâm thường được lắp 2 quạt làm việc và 1 dự phòng Đối vớicác lò chuẩn bị việc thông gió được thực hiện bằng các quạt gió cục bộ YBT52-2 vàCBM-6 Thông số kỹ thuật các loại quạt gió được cho trong bảng 1.1

1.2.7 Công tác tổ chức quản lý của công ty

Để đáp ứng kịp thời công tác quản lý, chỉ đạo sản xuất Hiện nay Công ty thanHồng Thái đã duy trì hệ thống quản lý chung, chịu trách nhiệm trước Giám đốc Công

ty và Tổng Giám đốc Tập đoàn Than Việt Nam về toàn bộ các hoạt động của Công ty.Dưới Giám đốc là 4 Phó Giám đốc, trực tiếp giúp Giám đốc phụ trách về các mặt trongcông tác quản lý của Công ty, tiếp đó là thủ trưởng các đơn vị phòng ban cùng cácphân xưởng sản xuất, được Giám đốc uỷ quyền quản lý mọi hoạt động trong đơn vị

Chế độ làm việc của công ty là 300 ngày, số ca làm ciệc của ngày là 3 ca/ngày, sốgiờ là 8 giờ/ca.

Tổ chức cơ điện của công ty được bố trí sắp xếp theo sơ đồ hình 1.1

Hình 1.1 Sơ đồ tổ chức quản lý của công ty.

1.2.8 Định hướng phát triển của công ty trong tương lai

Trong tương lai Công ty than Hồng Thái sẽ khai thác xuống độ sâu –30 ÷ 50, và

đi tiếp các đường lò phát triển về hướng Đông - Bắc, Tràng Lương Sản lượng sẽ tăngdần lên khoảng 1.2 triệu tấn/năm vào năm 2011 ÷ 2014

GIÁM ĐỐC

Phó GiámĐốc Sản Xuất Phó GiámĐốc Kỹ Phó GiámĐốc Đời Phó GiámĐốc Cơ

Cùng với sự phát triển của tập đoàn công nghiệp Than – Khoáng sản Việt Nam,công ty than Hồng Thái đã vào đang chuẩn bị mọi điều kiện để thích nghi và phù hợpvới nền hội nhập thế giới Chắc chắn rằng công ty than Hồng Thái sẽ phát triển và pháttriển mạnh mẽ, trở thành một trong những công ty lớn của tập đoàn Công nghiệp Than– Khoáng sản Việt Nam.

CHƯƠNG 2 TÌNH HÌNH CUNG CẤP ĐIỆN CỦA CÔNG TY THAN HỒNG THÁI 2.1 Nguồn điện cung cấp.

Nguồn cung cấp điện 35 KV là 2 tuyến ĐDK - 35 KV có 2 tuyến T1, T2 dây dẫn

AC 70 (do điện lực Quảng Ninh quản lý)

-Tuyến T1 điểm đấu tại cột số 134 - 376 của tuyến ĐDK 35kV – 376(T1)

-Tuyến T2 điểm đấu tại cột số 121 - 374 của tuyến ĐDK 35kV – 374(T2)

Đấu điện từ 2 tuyến ĐDK – 35kV 374 và 376 thuộc khu vực trạm biến áp35/6KV công ty than Mạo Khê Trong giai đoạn đầu chưa có lưới điện của than ViệtNam Khi có lưới điện 35kV thì được đấu vào lưới 35kV của tổng công ty than ViệtNam làm nguồn cung cấp chính, còn nguồn 35kV quốc gia chuyển thành nguồn dựphòng

2.2 Trạm biến áp chính 35/6,3KV

2.2.1 Giới thiệu trạm biến áp 35/6,3KV

Trạm được lựa chọn xây dựng ở vị trí trung tâm khai thác của 2 mỏ Tràng Khê II,III và Hồng Thái, trạm nằm ở mặt bằng +24 phía đông nhà sàng Tràng Khê II, III

Sơ đồ nguyên lý tram biến áp 35/6,3kv mỏ than Hồng Thái cho hình 2.1

2.2.2 Kết cấu trạm

Trạm được kết cấu nửa ngoài trời với 2 phân đoạn thanh cái, phía 35kV bao gồm:

- 02 máy biến áp 35/6,3kV – 2 x 7500 kVA

- Các thiết bị đóng cắt dao cách ly (6 cầu dao cách ly 35kV)

- 02 bộ chống sét van HE – 42S

- 06 máy biến dòng CT 35- 2C50D2A

- 06 máy biến điện áp PT -35

- 02 máy cắt 630T

- 02 máy biến áp 7500 kVA – 35/6,3kV

Máy biến áp điện lực được sản xuất theo tiêu chuẩn của nhà nước Việt Nam.TCVN 1984 – 94IEC -76, làm nguội bằng dầu và làm mát tự nhiên, chế độ làm việccho phép vận hành liên tục trong nhà và ngoài trời

Các hình thức bảo vệ máy biến áp điện lực 7500kVA

*Bảo vệ so lệch dọc

Sơ đồ nguyên lý bảo vệ so lệch dọc được thể hiện trên hình 2.2

Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý bảo vệ so lệch dọc.

Nguyên lý làm viêc: Khi làm việc bình thường thì dòng điện phía thứ cấp cửamáy biến dòng ở phía sơ cấp và thứ cấp cửa máy biến áp dều bằng nhau về trị số tácnhưng ngược nhau về pha nên không có dòng điện đi qua rơle PHT565, rơ le khôngđộng Khi xảy ra ngắn mạch giữa các vòng dây của máy biến áp thì dòng điện ở phíathứ cấp của các máy biến dòng phía sơ cấp và thứ cấp của máy biến áp khác nhau vềtrị số nên có dòng điện chạy qua rơ le PHT565 làm rơ le này tác động gửi tín hiệu đến

rơ le RY qua rơ le trung gian RTG đưa tín hiệu dên máy cắt 6kV và 35kV máy cắt tácđộng cắt điện loại máy biến áp khỏi lưới điên

*Bảo vệ quá tải máy biến áp

Sơ đồ nguyên lý bảo vệ quá tải được biểu diễn trên hình 2.3

B¶o vÖ cùc ® ¹i BA-35/6kV

35kV

Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý bảo vệ quá tải máy biến áp.

Nguyên lý làm việc: Khi máy biến áp làm việc quá tải thì dòng điện đi qua máybiên áp tăng lên Nếu máy làm việc ở chế độ quá tải trong thời gian dài có thể dẫn tớihỏng máy biến áp và các thiết bị Để bảo vệ quá tải cho cho máy biến áp, người ta sửdụng rơ le dòng điện 2RI, rơ le thời gian RT, rơ le tín hiệu Rth và hệ thống đèn báo tínhiệu Khi dòng điện trong máy biến áp tăng quá giá trị định mức thì dòng điện qua rơ

le thời gian RT Sau một thời gian chỉnh định rơ le 2RT tác động đóng tiếp cho rơ le tínhiệu Rth rơ le Rth tác động báo tín hiệu cho người trực trạm biết máy đang trong tìnhtrạng quá tải để cắt bớt phụ tải

* Bảo vệ ngắn mạch

Sơ đồ nguyên lý của bảo vệ cực đại được giới thiệu như hình 2.4

Hình 2.4 Sơ đồ nguyên lý bảo vệ ngắn mạch (Cực đại).

Nguyên lý làm việc: Bảo vệ cực đại máy biến áp là bảo vệ khi có sự cố ngắnmạch hai pha, ba pha Đây là loại bảo vệ tức thời, được chỉnh theo dòng ngắn mạchsau máy biến áp Hệ thống bảo vệ đặt ở phía sơ cấp máy biến áp Vùng bảo vệ của hệthống là sau biến dòng BD1 (TI-50/5) và trước máy cắt MC1-6 Khi làm việc bìnhthường, dòng qua các rơle nhỏ hơn dòng chỉnh định nên rơle không tác động Khi ngắnmạch ở đầu ra của máy biến áp thì dòng điện qua máy biến áp tăng lên đưa tín hiệuđến rơle dòng điện 1RI, 2RI Rơle dòng điện tác động đóng tiếp điểm của nó trênmạch rơle thời gian RT Sau thời gian chỉnh định rơle thời gian RT tác động đưa tínhiệu đến rơle tín hiệu RTh báo sự cố ngắn mạch, đồng thời rơle trung gian RG cắt máycắt loại biến áp ra khỏi lưới điện

* Bảo vệ bằng rơ le khí

Sơ đồ nguyên lý bảo vệ MBA được biểu diễn trên hình 2.5

Hình 2.5 Sơ đồ nguyên lý bảo vệ MBA bằng rơ le khí.

Nguyên lý làm việc: Trong máy biến áp có đặt rơ le khí Rk để bảo đảm sự cốtrong máy biến áp như: Chạm chập dòng dây máy quá tải dầu sinh khí, mức dầu hạthấp hơn mức quy định những nguyên nhân đó làm cho nhiệt độ trong máy biến áptăng lên Khi xảy ra sự cố nhẹ sẽ làm cho rơ le khí Rk tác động đóng tiếp điểm của nólại báo cáo tín hiệu cho người trực trạm biết Nếu nhiệt độ trong máy bíên áp tiếp tụctăng thì Rk và Rth sẽ tác động đóng tiếp điểm cho RG tác động đóng điện cho máy cắtphía 35kV và 6kV, ngắt mạch loại máy biến áp ra khỏi lưới điện

* Bảo vệ chạm đất 1 pha không chọn lọc

Sơ đồ nguyên lý bảo vệ chạm đất 1 pha không chọn lọc được biểu diễn trên hình2.6

Hình 2.6 Sơ đồ nguyên lý bảo vệ chạm đất 1 pha không chọn lọc.

Nguyên lý làm việc: Khi không có sự cố chạm đất 1 pha thì trong cuộn dây tamgiác hở của máy biến áp đo lường, không xuất hiện điện áp thứ tự không (3U0) Khi cóchạm đất 1 pha thì ở hai đầu cuộn đây tam giác hở, xuất hiện điện áp thứ tự khôngcung cấp cho rơ le biến áp RU rơ le điện áp cung cấp tín hiệu cho đèn và còi tín hiệucho biết lưới điện 6kV có chạm 1 pha Khi đó người vận hành sẽ cắt lần lượt các khởihành để tìm khởi hành bị sự cố

* Bảo vệ quá áp thiên nhiên

Phóng sét van HE – 42S(PBC–35) Chống sét đánh thẳng vào trạm sử dụng cộtthu lôi kết cấu bằng cột bê tông ly tâm và kim thu sét (chiều cao cột 18m)

*Nối đất bảo vệ trạm biến áp 35/6,3kV

Xây dựng hệ thống nối đất trung tâm tại trạm hệ thống này được kết cấu bằng các cột thép hình L kết hợp với các tia bằng thép dẹt bao gồm 2 hệ thống nối đất:

- Hệ thống nối đát là mạch vòng khép kín có điện trở nối đất của toàn bộ hệthống là Rnđ ≤ 10Ω Dùng để nối đất cho các cột thu sét đánh thẳng, van chống sét35kV, 6kV

- Hệ thống nối đất làm việc là hệ thống các mạch vòng khép kín có điện trở nốiđất của toàn hệ thống là Rnđ = 3Ω Dùng để nối đất các vỏ thiết bị điện trung tính cách

ly của các máy biến áp hạ áp ca các máy biến áp điện áp

2.2.3 Mạng lưới điện áp 6,3kV

Phía 6,3kV gồm 18 tủ phân phối theo kiểu trọn bộ: 2 tủ đầu vào 1.250 AKM -630

-10–20 sử dụng TI 60/5A 2 tủ phân đoạn, 2 tủ tự dùng, 2 tủ đo lường, 2 tủ bù công suấtcosϕ, 2 tủ dự phòng (khởi hành), 6 tủ khởi hành.

* Bảo vệ của các tủ 6,3kV đầu vào trạm phân phối 6,3kVgồm:

- Bảo vệ dòng điện, bảo vệ quá điện áp, bảo vệ kém điện áp

- Bảo vệ cho các tủ đầu ra cảu trạm phân phối 6,3kV bao gồm: Bảo vệ quá dòngđiện 2 cấp quá tải và ngắn mạch Đối với tủ cầu dao phân đoạn là loại tủ hộp bộ loại ψ

* Tủ đo lường 6,3kV và chống sét 6,3kV:

- Là tủ cung cấp điện áp đo lường 6,3kV điện áp 3U0 cho các bảo vệ chạm đất lấy

từ đầu ra của các cuộn tam giác hở máy biến áp đo lường loại 3 pha 5 trụ kiểu HTMИ

- 6,3/100 – 100/ 3

- Rơ le kiểm tra điện áp PH 54/200

- Cột chống sét : Dùng 4 cột chống sét đặt tại 4 góc trạm 35/6,3

- Phóng sét van GZ500

* Đặc tính kỹ thuật một số thiết bị chính trong mạng:

Đặc tính máy biến áp điện lực BAD – 35/6,3;3 pha tần số 50Hz ghi trong bảng 2.1

Bảng 2.1

Mã hiệu

Tổ nối dây

Xung áp chọc thủng (kV)

Điện áp dư (V) Khi dòng

điện có giá trị 300A

Khi dòng điện có giá trị 500A

Dòng điện định mức(A)

Điện áp danh

định tủ (kV)

Điện áp danh định tụ (kV)

Dòng điện định mức (A)

Tần số định

10 AT3 Aptomat 50A Cái 1

Dung lượng: 2 x 600kVA

Biến áp đo lường phía 6,3kV dùng loại HTMИ – 6 có thông số kỹ thuật như bảng2.8 sau:

2.3.1 Biểu đồ phụ tải ngày điển hình

Biểu đồ phụ tải biểu diễn sự thay đổi công suất tác dụng và công suất phản khángtheo thời gian quan hệ này được biểu diễn dưới dạng P(t), Q(t) có thể xây dựng đượcbiểu đồ phụ tải thời gian là 1 ngày đêm, 1 tháng, 1 năm Biểu đồ phụ tải 1 ngày đêmcủa trạm biến áp 35/6,3 kV của công ty than Hồng Thái nhận được bằng cách ghi lạichỉ số của đồng hồ đo các giá trị của các đại lượng P, Q mỗi giờ 1 lần

Qua số liệu thống kê được trong 7 ngày theo dõi từ 13/03/2017 đến ngày19/03/2017 tại trạm biến áp 35/6,3 kV của mỏ ta có được năng lượng thống kê trong 7ngày được cho trong bảng 2.9

Tình hình tiêu thụ điện năng trong từng giờ một của ngày điển hình của Công ty

than Hồng Thái được cho trong bảng 2.10.

Căn cứ vào số liệu cho trong bảng ta vẽ được đồ thị phụ tải ngày điển hình được thểhiện trên hình 2.7

Hình 2.7: Biểu đồ phụ tải ngày điển hình Công ty than Hồng Thái

2.5.3 Các tham số đặc trưng của đồ thị phụ tải điện

- Phụ tải trung bình:

( )dt

T

t P P

T

tb =∫

0

4 , 2787

; 33 , 1056 1 25352 24

1 ) (

24

1

; 5 , 2579 1

61908 24

1 ) (

24

1

2 2

24 1

1

24 2

1

kVA Q

P S

kVAr Q

t t Q

kW P

t t P

tb tb tb

i

i i i tb

i

i i i tb

= +

- Hệ số công suất trung bình:

92,04,2787

5,2579

tb

tb tb

5,2579

tb dm

tb sd

S

P P

P K

ϕ

- Hệ số điền kín:

82 , 0 3121

5 , 2579

T

24

1 24

1

1

2 0

Q

i i

T

24

1 24

1

1 2 0

=

kVA Q

P

S tbbp = tbbp2 + tbbp2 = 2600,192 +1102,852 =2824,3

- Hệ số hình dáng:

01,15,2579

91,

P K

04,133,1056

85,

Q

Q K

- Công suất tính toán:

+ Công suất tác dụng tính toán: Ptt = KhdP.Ptb = 2600,19 kW.

+ Công suất phản kháng tính toán: Qtt = KhdQ.Qtb = 1102,85kVAr

+Công suất tính toán toàn phần:

kVA Q

P

- Hệ số mang tải của máy biến áp:

377 , 0 7500

3 ,

S

S K

- Hệ số mang tải kinh tế của máy biến áp:

n kt n

o kt o kt

Q K P

Q K P

∆

⋅+

∆

∆

⋅+

∆

=βtrong đó:

kkt – Hệ số đương lượng kinh tế công suất phản kháng Kkt= 0,05÷0,15 kW/kVAr;

∆P0 – Tổn hao công suất tác dụng không tải của máy biến áp, ∆P0 = 8 kW;

∆Pn - Tổn hao công suất tác dụng ngắn mạch của máy biến áp, ∆Pn = 42 kW;

o

Q

∆ - Tổn hao công suất phản kháng không tải của máy biến áp

;5,52100

75007,0100

%

kVAr S

75005,7100

%

kVAr S

U

n = ⋅ = ⋅ =

∆Thay vào công thúc trên ta có:

n kt n

o kt o kt

Q K P

Q K P

∆

⋅+

∆

∆

⋅+

∆

=

562 05 , 0 42

5 , 52 05 , 0 8

=

⋅ +

⋅ +

Qua kết quả tính toán ở trên ta nhận thấy hệ số mang tải, hệ số sử dụng của máybiến áp vẫn còn thấp, máy biến áp làm việc non tải Tuy nhiên, phụ tải điện trongtương lai còn phát triển theo sự mở rộng khai thác của Công ty than Hồng Thái nêntrạm biến áp 35/6 kVcủa Công ty sẽ vẫn đảm bảo đủ công suất sau này

PHẦN CHUYÊN ĐỀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG

SỬA CHỮA CƠ KHÍ CÔNG TY THAN HỒNG THÁI

CHƯƠNG 3 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN PHÂN XƯỞNG 3.1 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán

Hiện nay có rất nhiều phương pháp để xác định phụ tải tính toán Nhưng phươngpháp đơn giản tính toán thuận tiện thường cho kết quả không thật chính xác Ngược lạinếu độ chính xác được nâng cao thì phương pháp tính toán lại phức tạp Vì vậy theogiai đoạn thiết kế, tuỳ theo yêu cầu cụ thể mà chọn phương pháp tính cho phù hợp.Thiết kế cung cấp điện cho các phân xưởng, xí nghiệp gồm 2 giai đoạn:

- Giai đoạn làm nhiệm vụ thiết kế

- Giai đoạn bản vẽ thi công

Trong giai đoạn làm nhiệm vụ thiết kế, ta tính sơ bộ gần đúng phụ tải điện dựatrên cơ sơ tổng công suất đã biết của các hộ tiêu thụ (phân xưởng, xí nghiệp, khu nhà)

Ở giai đoạn thiết kế thi công, ta tiến hành xác định chính xác phụ tải điện dựa vào các

số liệu cụ thể về các hộ tiêu thụ của các phân xưởng, vị trí và sơ đồ bố trí các thiết bị.Khi có một hệ thống điện cụ thể thì yêu cầu xác định một cách chính xác phụ tải điện

ở các cấp hệ thống Do vậy ngoài việc xác định phụ tải tính toán chúng ta còn phải tínhđến tổn thất công suất ở các cấp trong hệ thống điện Trong hệ thống điện tổn thấtcông suất xảy ra chủ yếu là trên dây dẫn và trong máy biến áp

Ngyên tắc chung để tính phụ tải của hệ thống điện là tính từ thiết bị dùng điện ngượctrở về nguồn Tức là được tiến hành từ 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 điện và phân phối điện áp từ dưới1000V trở lên

- Chọn số lượng và công suất máy biến áp của trạm biến áp

- Chọn tiết diện thanh dẫn của thiêt bị phân phối

- Chọn các thiết bị đóng cắt và bảo vệ

Sau đây là một số phương pháp xác định phụ tải tính toán thường dùng nhất:

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

Theo phương pháp này, số liệu ban đầu để xác định phụ tải điện là công suất địnhmức của thiết bị điện

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

Trong tính toán thiết kế cung cấp điện ta không thể lấy giá trị công suất định mứccủa nhóm làm giá trị tính toán bởi:

- Công suất định mức của mỗi động cơ thường lớn hơn công suất yêu cầu củamáy công tác, vì cần phải đảm bảo dự trữ và khó có thể chọn được động cơ có côngsuất định mức bằng công suất tính toán

- Tải trung bình của máy thường nhỏ hơn tải cực đại, vì công suất động cơthường được chọn để làm việc ở chế độ nặng nề nhất

- Các máy móc trong một nhóm ít khi đồng thời làm việc

Do các nguyên nhân kể trên, phụ tải tính toán của nhóm cần phải kể đến các hệ

số mang tải và hệ số dồng thời

Hệ số mang tải kmt là tỉ số giữa công suất thực tế trên trục động cơ tại thời điểmxem xét với công suất định mức của nó

dm

tt mt

dt yc

k k k

η - hiệu suất của mạng điện

Công thức tính toán của nhóm được xác định như sau:

tb nh

t nh t

di yc

nh t

tg P

Q

P k

.

tb

tgϕ ứng với cosϕtb đặc trưng cho nhóm phụ tải Nếu hệ số công suất của cácthiết bị trong nhóm không giống nhau thì phải tính hệ số công suất trung bình theocông thức sau:

i i

tb

Pi P

1

1

coscos

ϕϕ

Phụ tải tính toán ở điểm nút của hệ thống cung cấp điện dược xác định như sau:Công suất tác dụng:

∑

=

= n

i nhi t

tt P P

1 , KWCông suất phản kháng:

∑

=

i nhi t

Q

1 , KVArCông suất toàn phần:

2 2

tt tt cd

3.1.2 Xác định phụ tải theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm

Đối với các hộ tiêu thụ có đồ thị phụ tải thực tế ít thay đổi, phụ tải tính toán bằngphụ tải trung bình và được xác định theo suất tiêu thụ điện năng để sản xuất ra mộtđơn vị sản phẩm khi cho trước tổng sản phẩm sản xuất được trong một khoảng thờigian

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

max

0

T

M a

Trong đó: a0 - Suất chi phí điện năng cho một dơn vị sản phẩm (KWh/đvsp)

M - Số sản phẩm sản xuất được trong một năm.

Tmax - Thời gian sử dung công suất lớn nhất (h)

* Ưu điểm: Dùng để tính toán cho các thiết bị điện có đồ thị phụ tải ít thay đổinhư quạt, bơm, máy nén khí v.v

3.1.3.Xác định phụ tải theo hệ số cực đại k max và công suất trung bình P tb (hay phương pháp xác định phụ tải tính toán theo số thiết bị hiệu quả n hq )

Đây là phương pháp có các bước tính toán phức tạp nhất, tuy nhiên kết quả thuđược chính xác nhất Phương pháp này chỉ được áp dụng khi đã biết thông số kĩ thuậtchi tiết của tất cả các phụ tải điện hạ áp cũng như sơ đồ bố trí thiết bị điện trên mặtbằng, đây cũng là phương pháp phổ biến áp dụng cho giai đoạn thiết kế cung cấpđiệnchi tiết cho một mạng hạ áp phân xưởng Để xác định phụ tải tính toán theo nhq

cần theo trình tự tính toán sau:

* Trình tự tính toán:

- Phân nhóm phụ tải: Để phân nhóm phụ tải điện cần căn cứ vào

+ Chế độ làm việc của các thiết bị điện.

+ Công nghệ, dây chuyền các thiết bị tham gia

+ vị trí của các thiết bị điện trên mặt bằng

- Xác định phụ tải tính toán của từng nhóm theo các bước:

Bước 1: Đầu tiên tính n1 là số thiết bị có công suất lớn hơn hoặc bằng công suấtđịnh mức lớn nhất trong nhóm

Trong đó: n- Tổng số thiết bị trong nhóm;

P- Tổng công suất của nhóm, KW;

P1- Tổng công suất của n1 thiết bị, KW;

Từ n* và p* tra bảng sổ tay kỹ thuật (bảng PL1.5) sẽ tìm được n*

hq

Bước 3: Tính số thiết bị tiêu thụ điện năng hiệu quả nhq= n*

hq.n

Bước 4: Tìm kmax: từ nhq và ksd tra sổ tay kỹ thuật (bảng PL1.4) sẽ tìm được kmax

Bước 5: Xác định phụ tải tính toán của nhóm phụ tải:

KW P k

k P

n

i i d sd

1

=

=

Khi phân xưởng có nhiều hơn một nhóm phụ tải thì công suất tính toán của toàn

bộ phân xưởng sẽ được xác định theo công thức sau đây:

KVA Q

P P

k

i tti m

i

cs tti

Trong đó: SttPX- công suất tính toán biểu kiến của toàn bộ phân xưởng, KVA;

m- số nhóm phụ tải của phân xưởng

Lưu ý: Khi xác định phụ tải tính toán theo phương pháp số thiêt bị tiêu thụ điện

năng hiệu quả cần chú ý những điểm sau:

n i tt

Q Q

Pi P

1 1

P

1

Trong đó: kpti- hệ số phụ tải của thiết bị thứ i, có thể lấy:

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

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

- Nếu 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

% d

ɷ0 – Suất tiêu thụ điện năng trên một đơn vị diện tích, kVA/km2; kVA/ha

S- Diện tích khu công nghiệp

3.1.5 Xác định phụ tải tính toán theo hệ số hình dáng của biểu đồ phụ tải và công suất trung bình

+ Phụ tải tác dụng:

Ptt = khdP.Ptb, kW+ Phụ tải phản kháng:

Qtt= khdQ Qtb, kVAr

3.2 Lựa chọn phương pháp xác định phụ tải tính toán

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

3.2.1 Tính toán chi tiết

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

Bảng 3.1

Công suất (kW)

dm

ϕcos ηdm

Kí hiệu mặt bằng

Pdm Pqd

14 Máy mài thô 1 3M634 3 0,84 0,88 14

31 Máy khoan hướng

3.2.2 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,xác định phụ tải điện chính xác hơn, chọn thiết bị chính xác hơn Mỗi phụ tải điện sẽnhận điện 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 giáthành, 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 để xác địnhphụ 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 tủđộng lực cần phải dùng trong phân xưởng, số thiết bị trong cùng một nhóm không nênquá nhiều bởi số đầu ra trong tủ thường bị hạn chế (8 ÷ 15) Các thiết bị trong nhóm

được thể hiện trong bảng 3.2

Nhóm 2

19 Máy cắt mép 1 4

6 Máy mài hai đá 1 5,5 10,07 0,83 0,84 6

Tổng số phụ tải trong nhóm 1 là n= 8 , vậy PΣ= 59,3 kW

Tổng số phụ tải n1, số thiết bị có công suất lớn hơn hay bằng một nửa công suất củathiết bị có công suât lớn nhất n1= 3 vậy P1= 41 kW

Xác định n*, P*

30,3758

410,6959,3

dm

n n n P p P

∑

Từ n*, P* ta tra trong bảng PL1.5.giáo trình thiết kế cung cấp điện cho phân

xưởng sửa chữa cơ điện xác định được : nhq* = 0,62

10 max

1

2,87.0,16.59,3 27, 23( ) 27, 23.1,33 36, 22( )

I tt (A)

Pdm Pqd

Tổng số phụ tải trong nhóm 2 là n= 8 , vậy PΣ= 44,1 kW

Tổng số phụ tải n1, số thiết bị có công suất lớn hơn hay bằng một nửa công suấtcủa thiết bị có công suât lớn nhất n1= 2 vậy P1= 22 kW

220,544,1

dm

n n n P p P

10 max

1 2, 64.0,16.44,1 18, 63( ) 18, 63.1,33 24, 78( )

Tổng số phụ tải trong nhóm 3 là n= 8 , vậy PΣ= 36,5 kW

Tổng số phụ tải n1, số thiết bị có công suất lớn hơn hay bằng một nửa công suấtcủa thiết bị có công suât lớn nhất n1= 2 vậy P1= 22,5 kW

22,5

0,6236,5

dm

n n n P p P

Ta lấy ksd= 0,16 và nhq= 5, tra trong bảng PL1.4 giáo trình thiết kế cung cấp điệncho phân xưởng sửa chữa cơ điện xác định được kmax.= 2,87

Đối với phân xưởng sửa chữa sửa chữa cơ khí ta có :

cosϕ = 0.6 →tgϕ=1,33Phụ tải tính toán nhóm 3:

10 max

ϕcos ηdm Kí

31 Máy khoan hướng

Tổng số phụ tải trong nhóm 4 là n= 9 , vậy PΣ= 38,9 kW

Tổng số phụ tải n1, số thiết bị có công suất lớn hơn hay bằng một nửa công suấtcủa thiết bị có công suât lớn nhất n1= 3 vậy P1= 26 kW

Xác định n*, P*

* 1 3

0,339

n n n

* 1 26

0,6738,9

dm

P p P

∑

Từ n*, P* ta tra bảng trong bảng PL1.5.giáo trình thiết kế cung cấp điện cho

phân xưởng sửa chữa cơ điện xác định được: nhq* = 0,6

10 max

1 2,87.0,16.38,9 17, 68( ) 17,86.1,33 23, 76( )

Tổng 8 54,2

Đối với máy hàn ta quy đổi về chế độ làm việc 3 pha dài hạn như sau:

Pqd = 3 Pdm= 3 7,5 =13 kWTổng số phụ tải trong nhóm 5 là n= 8, vậy PΣ= 54,2 kW

Tổng số phụ tải n1, số thiết bị có công suất lớn hơn hay bằng một nửa công suấtcủa thiết bị n1= 3 vậy P1= 35,5 kW

Xác định n*, P*

30,3758

10 max

1

2,87.0,16.54, 2 24,89( ) 24,89.1,33 33,1( )

3.2.3 Xác định phụ tải chiếu sáng cho phân xưởng

Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng được xác định theo suất chiếu sáng trên mộtđơn vị diện tích Để chiếu sáng cho toàn phân xưởng, lấy suất chiếu sáng cho một đơn

vị diện tích phân xưởng P0= 15 W/m2 Với phân xưởng cơ điện có thể chiếu sáng bằngđèn sợi đốt

P = P.S

Trong đo: P0- Suất trang bị điện cho một đơn vị diện tích (lấy theo quy trình trang bịđiện).

S- Diện tích phân xưởng: S= 1500m2.Vậy: PttCS= 15.1500= 22500(W)=22,5(kW)

3.2.4 Phụ tải tính toán của toàn phân xưởng

dm

S I

Khi nghiên cứu các xí nghiệp thuộc các ngành công nghệ khác nhau , dùng lýthuyết về xác xuất và thống kê cho thấy rằng: Hầu hết các trường hợp ,sự phát triểnphụ tải cực đại có thể mô tả tương đối chính xác theo luật tuyến tính sau :

S(t) = S tt0 (1 + α1t ) (*)Trong đó :

0

tt

S - Công suất tính toán của xí nghiệp ở thời điểm gốc ban đầu

S(t) - Công suất tính toán sau tnăm

1

α - Hệ số phát triển hàng năm của phụ tải cực đại (tính toán)

Hệ số phát triển α1 đối với các nước thường dao động trong khoảng từ 0,03÷ 0,1

*Phụ tải tính toán của phân xưởng tính đến phụ tải dự phòng