THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN HẠ ÁP CHO PHÂN XƯỞNG KHAI THÁC LÒ CHỢ VỈA 5.1 (MỨC 110 ÷ 50) CÔNG TY THAN QUANG HANH

MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 1 Phần chung GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT VỀ CÔNG TY THAN QUANG HANH – TKV VÀ TÌNH HÌNH CUNG CẤP ĐIỆN CỦA CÔNG TY 2 Chương 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG TY THAN QUANG HANH VINACOMIN 3 1.1. Vị trí địa lý – Địa Chất và khí hậu 3 1.1.1. Vị trí địa lý 3 1.1.2. Địa hình 3 1.1.3. Khí hậu 3 1.1.4. Tình hình địa chất 4 1.1.5. Khí mỏ 5 1.2. Tình hình khai thác và cơ giới hóa trong mỏ 6 1.2.1. Tình hình khai thác 6 1.2.2. Các thiết bị cơ giới chính của mỏ 8 1.3. Tổ chức quản lý xí nghiệp 8 Chương 2. TÌNH HÌNH CUNG CẤP ĐIỆN CAO ÁP CỦA 12 CÔNG TY THAN QUANG HANH 12 2.1. Giới thiệu về nguồn cung cấp điện 35 kV 12 2.2. Trạm biến áp chính 356 kV 12 2.2.1. Vị trí trạm biến áp chính 12 2.2.2. Sơ đồ nguyên lý trạm 356 kV 12 2.3. Các hình thức bảo vệ rơle trong trạm biến áp 13 2.4. Thiết bị đo lường trạm biến áp chính 356 kV 14 2.4.1. Đo lường phía 6kV 14 2.4.2. Đo lường phía 35kV 15 2.5. Hiện trạng mạng hạ áp mỏ hầm lò 16 2.6. Đánh giá khả năng mang tải của máy biến áp 17 Chương 3 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN VÀ LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP CỦA KHUKHAI THÁC SẼ THIẾT KẾ 23 3.1. Đối tượng thiết kế, mục tiêu, yêu cầu và nhiệm vụ thiết kế 23 3.1.1. Đối tượng thiết kế 23 3.1.2. Mục tiêu thiết kế 24 3.1.3. Yêu cầu và nhiệm vụ thiết kế 24 3.2. Xác định phụ tải tính toán, chọn công suất định mức MBA khu vực khai thác 26 3.2.1. Xác định phụ tải tính toán khu vực khai thác 26 3.2.2. Chọn công suất định mức MBA khu vực khai thác 27 Chương 4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN HẠ ÁP CHO KHU VỰC KHAI THÁC 35 4.1. Tính toán thiết kế mạng điện hạ áp cho khu vực khai thác 35 4.2. Lựa chọn cáp điện hạ áp cho khu vực khai thác 35 4.3. Kiểm tra mạng cáp hạ áp theo các điều kiện kỹ thuật chính 40 4.3.1. Kiểm tra mạng hạ áp theo điều kiện tổn hao điện áp cho phép lúc làm việc bình thường 40 4.4. Kiểm tra cáp điện mạng hạ áp đã chọn theo điều kiện khởi động động cơ 44 4.5. Kiểm tra điều kiện làm việc ổn định của các động cơ khác khi có động cơ mở máy 53 4.6. Kiểm tra điều kiện làm việc ổn định của công tắc tơ khi động cơ mở máy 56 Chương 5 TÍNH NGẮN MẠCH, LỰA CHỌN VÀ CHỈNH ĐỊNH CÁC THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN VÀ BẢO VỆ 60 5.1. Tính toán ngắn mạch 60 5.3. Chỉnh định thiết bị điều khiển và bảo vệ 69 Chương 6 TÍNH TOÁN TIẾP ĐẤT BẢO VỆ ĐẢM BẢO AN TOÀN ĐIỆN GIẬT ĐỐI VỚI CON NGƯỜI 73 6.1. Bảo vệ khỏi điện giật bằng thiết bị bảo vệ rò 73 6.2. Bảo vệ khỏi điện giật bằng tiếp đất bảo vệ 75 6.2.1. Giá trị cho phép điện trở tiếp đất bảo vệ 75 6.2.2. Tiếp đất đảm bảo an toàn điện giật 76 6.2.3. Tính toán thiết kế mạng tiếp đất 77 TÍNH TOÁN CHI PHÍ VẬN HÀNH HỆ THỐNG CẤP ĐIỆN 60,69 K LÒ CHỢ 110 , VỈA 5.1 80 7.1. Tổng vốn đầu tư mua sắm thiết bị 80 7.1.1. Vốn đầu tư mua sắm thiết bị 80 7.1.2. Vốn đầu tư xây dựng hầm trạm 80 7.1.3. Chi phí cho vận chuyển và lắp đặt ban đầu 81 7.2. Chi phi tổn thất điện năng 81 7.3. Chi phí bảo hành 83 7.4. Chi phí tiền lương cho công nhân vận hành 83 7.5. Chi phí khác 83 7.6. Chi phí tính toán hàng năm 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO 86

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT BỘ MÔN ĐIỆN KHÍ HOA XÍ NGHIỆP ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Lê Như Vũ Nghành: Điện khí hóa Khóa: 60 Hệ đào tạo: LT quy Mã số nghành: Thời gian nhận đề tài: 15/03/2017 Thời gian hoàn thành: 19/05/2017 TÊN ĐỀ TÀI THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN HẠ ÁP CHO PHÂN XƯỞNG KHAI THÁC LÒ CHỢ VỈA 5.1 (MỨC -110 ÷ -50) CÔNG TY THAN QUANG HANH Phần chung Giới thiệu khái quát công ty than Quang Hanh – TKV tình hình cung cấp điện công ty Phần chuyên đề Thiết kế cung cấp điện hạ áp cho phân xưởng khai thác lò chợ vỉa 5.1 mức (-110 ÷ -50) công ty than Quang Hanh Giáo viên hướng dẫn: Thầy Nguyễn Xuân Nhỉ Trưởng Bộ môn: TS Đỗ Như Ý Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất nghiệp Đồ án tốt MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Phần chung GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT VỀ CÔNG TY THAN QUANG HANH – TKV VÀ TÌNH HÌNH CUNG CẤP ĐIỆN CỦA CÔNG TY Chương GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG TY THAN QUANG HANH- VINACOMIN 1.1 Vị trí địa lý – Địa Chất khí hậu 1.1.1 Vị trí địa lý 1.1.2 Địa hình 1.1.3 Khí hậu .3 1.1.4 Tình hình địa chất .4 1.1.5 Khí mỏ 1.2 Tình hình khai thác giới hóa mỏ 1.2.1 Tình hình khai thác .6 1.2.2 Các thiết bị giới mỏ .8 1.3 Tổ chức quản lý xí nghiệp .8 Chương 12 TÌNH HÌNH CUNG CẤP ĐIỆN CAO ÁP CỦA 12 CÔNG TY THAN QUANG HANH 12 2.1 Giới thiệu nguồn cung cấp điện 35 kV 12 2.2 Trạm biến áp 35/6 kV 12 2.2.1 Vị trí trạm biến áp 12 2.2.2 Sơ đồ nguyên lý trạm 35/6 kV 12 2.3 Các hình thức bảo vệ rơle trạm biến áp .13 2.4 Thiết bị đo lường trạm biến áp 35/6 kV 14 2.4.1 Đo lường phía 6kV 14 SV: Lê Như Vũ Lớp: LT Cơ Điện K60 Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất nghiệp Đồ án tốt 2.4.2 Đo lường phía 35kV 15 2.5 Hiện trạng mạng hạ áp mỏ hầm lò 16 2.6 Đánh giá khả mang tải máy biến áp .17 2.6.1 Các thông số đặc trưng biểu đồ phụ tải ngày điển hình 19 Phần chuyên đề 22 THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN HẠ ÁP CHO PHÂN XƯỞNG KHAI THÁC LÒ CHỢ VỈA 5.1 ( MỨC -110 CỦA CÔNG TY THAN QUANG HANH 22 Chương 23 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN VÀ LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP CỦA KHU 23 KHAI THÁC SẼ THIẾT KẾ 23 3.1 Đối tượng thiết kế, mục tiêu, yêu cầu nhiệm vụ thiết kế 23 3.1.1 Đối tượng thiết kế .23 3.1.2 Mục tiêu thiết kế .24 3.1.3 Yêu cầu nhiệm vụ thiết kế 24 3.2 Xác định phụ tải tính toán, chọn công suất định mức MBA khu vực khai thác 26 3.2.1 Xác định phụ tải tính toán khu vực khai thác 26 3.2.2 Chọn công suất định mức MBA khu vực khai thác 27 Tính toán lựa chọn công suất máy biến áp cho khu vực khai thác thiết kế 33 Chương 35 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN HẠ ÁP CHO KHU VỰC KHAI THÁC 35 4.1 Tính toán thiết kế mạng điện hạ áp cho khu vực khai thác 35 4.2 Lựa chọn cáp điện hạ áp cho khu vực khai thác 35 4.3 Kiểm tra mạng cáp hạ áp theo điều kiện kỹ thuật .40 4.3.1 Kiểm tra mạng hạ áp theo điều kiện tổn hao điện áp cho phép lúc làm việc bình thường .40 4.4 Kiểm tra cáp điện mạng hạ áp chọn theo điều kiện khởi động động 44 SV: Lê Như Vũ Lớp: LT Cơ Điện K60 Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất nghiệp Đồ án tốt 4.5 Kiểm tra điều kiện làm việc ổn định động khác có động mở máy 55 4.6 Kiểm tra điều kiện làm việc ổn định công tắc tơ động mở máy 58 Chương 62 TÍNH NGẮN MẠCH, LỰA CHỌN VÀ CHỈNH ĐỊNH CÁC THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN VÀ BẢO VỆ .62 5.1 Tính toán ngắn mạch 62 5.3 Chỉnh định thiết bị điều khiển bảo vệ .71 Chương 75 TÍNH TOÁN TIẾP ĐẤT BẢO VỆ ĐẢM BẢO AN TOÀN ĐIỆN GIẬT ĐỐI VỚI CON NGƯỜI 75 6.1 Bảo vệ khỏi điện giật thiết bị bảo vệ rò 75 6.2 Bảo vệ khỏi điện giật tiếp đất bảo vệ 77 6.2.1 Giá trị cho phép điện trở tiếp đất bảo vệ 77 6.2.2 Tiếp đất đảm bảo an toàn điện giật 78 6.2.3 Tính toán thiết kế mạng tiếp đất .79 Chương 82 TÍNH TOÁN CHI PHÍ VẬN HÀNH HỆ THỐNG CẤP ĐIỆN 6/0,69 K LÒ CHỢ -110, VỈA 5.1 .82 7.1 Tổng vốn đầu tư mua sắm thiết bị .82 7.1.1 Vốn đầu tư mua sắm thiết bị 82 7.1.2 Vốn đầu tư xây dựng hầm trạm 83 7.1.3 Chi phí cho vận chuyển lắp đặt ban đầu 83 7.2 Chi phi tổn thất điện 83 7.3 Chi phí bảo hành 85 7.4 Chi phí tiền lương cho công nhân vận hành 86 7.5 Chi phí khác 86 7.6 Chi phí tính toán hàng năm ( .86 SV: Lê Như Vũ Lớp: LT Cơ Điện K60 Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất nghiệp Đồ án tốt TÀI LIỆU THAM KHẢO .88 SV: Lê Như Vũ Lớp: LT Cơ Điện K60 Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất nghiệp SV: Lê Như Vũ Đồ án tốt Lớp: LT Cơ Điện K60 Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất nghiệp Đồ án tốt LỜI NÓI ĐẦU Để thực nghiệp công nghiệp hóa đại hóa đất nước nghành khai thác mỏ đóng góp phần đáng kể vào công đổi đất nước Muốn hệ thống cung cấp điện mỏ phải có chất lượng cung cấp điện đảm bảo, nghĩa phải đảm bảo tiêu kỹ thuật, cung cấp điện tin cậy cho phụ tải, linh hoạt vận hành, an toàn sử dụng, đảm bảo kinh tế, bên cạnh người sử dụng phải có chuyên môn định Sau năm học đại học, ngành Điện khí hóa, khoa Cơ Điện, trường Đại học Mỏ Địa chất, qua trình thực tập tiếp cận thực tế Công ty than Quang Hanh, với hướng dẫn thầy giáo Nguyễn Xuân Nhỉ, em định chọn đề tài tốt nghiệp: “Thiết kế cung cấp điện hạ áp cho phân xưởng khai thác lò chợ vỉa 5.1 (mức -110 ÷ -50) Công ty than Quang Hanh’’ Sau tháng học hỏi, nghiên cứu tìm hiểu, với cố gắng thân giúp đỡ tận tình thầy giáo Nguyễn Xuân Nhỉ toàn thể thầy cô Bộ môn Điện khí hóa bạn bè lớp, đến đồ án em hoàn thành Do kiến thức kinh nghiệm hạn chế nên đồ án nhiều thiếu sót Kính mong nhận ý kiến đóng góp thầy, cô bạn bè để đồ án hoàn chỉnh Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn Nguyễn Xuân Nhỉ tất thầy, cô Bộ môn Điện khí hóa bạn bè Hà Nội, ngày 19 tháng năm 2017 Sinh viên Lê Như Vũ SV: Lê Như Vũ Lớp: LT Cơ Điện K60 Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất nghiệp Đồ án tốt Phần chung GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT VỀ CÔNG TY THAN QUANG HANH – TKV VÀ TÌNH HÌNH CUNG CẤP ĐIỆN CỦA CÔNG TY SV: Lê Như Vũ Lớp: LT Cơ Điện K60 Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất nghiệp Đồ án tốt Chương GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG TY THAN QUANG HANH- VINACOMIN 1.1 Vị trí địa lý – Địa Chất khí hậu 1.1.1 Vị trí địa lý Công ty than Quang Hanh - Vinacomin doanh nghiệp nhà nước, đơn vị thành viên hạch toán độc lập Tập đoàn Công nghiệp Than Khoáng sản Việt Nam Công ty có khai trường Mỏ than Ngã Hai thuộc xã Dương Huy - TX Cẩm Phả Quảng Ninh Khu Mỏ nằm tọa độ: + 20000/46// đến 21003/46// vĩ Độ Bắc; + 107010/37// đến 107014/58// kinh Độ Đông; + Phía Bắc giáp với thôn Thác Cát xã Dương Huy; + Phía Nam giáp với khu mỏ Khe Sím – mỏ Thống Nhất; + Phía Tây giáp với mỏ Hà Ráng; + Tổng diện tích khu mỏ 25 km2 1.1.2 Địa hình Khu vực khai thác Công ty có địa hình đồi núi cao, từ thấp đến trung bình, phần lớn có độ cao từ 50m đến 150m, phía Nam phía Tây khu mỏ núi có độ cao từ 200 đến 500m Địa hình phần cắt bỏ mạng sông suối dầy đặc mùa mưa khó khăn cho việc giao thông lại vận chuyển thiết bị, vật tư, than sản xuất khu mỏ Vào năm 1990 rừng phát triển phong phú đa dạng, từ sau 1990 việc khai thác than với nhiều quy mô hình thức khai thác rừng bị khai thác bừa bãi, hầu hết diện tích rừng có khu mỏ rừng tái sinh rừng trồng keo, bạch đàn dân cư Công ty Với đặc điểm địa vậy, gây nhiều khó khăn cho việc khai thác mở vỉa Công ty 1.1.3 Khí hậu Khí hậu chia thành hai mùa rõ rệt, mùa mưa tháng đến tháng thường hay gây lũ nên khó khăn cho việc vận tải lại sinh hoạt khó khăn cho việc thoát nước lò đường lò giếng sâu, mùa khô có gió mùa đông bắc, vào ngày rét đậm có ngày nhiệt độ xuống 0C Khí hậu khu mỏ SV: Lê Như Vũ Lớp: LT Cơ Điện K60 Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất nghiệp Đồ án tốt không ổn định ảnh hưởng lớn đến việc sản xuất, sinh hoạt vào mùa mưa khó khăn cho việc khai thác thăm dò 1.1.4 Tình hình địa chất Trong vài năm trở lại khai thác theo kiểu lộ vỉa, làm thay đổi địa hình nguyên thuỷ, tạo lớp phủ, đổ thải tràn lan khắp nơi địa hình mỏ, nước không khả tạo dòng chảy mà ngấm trực tiếp xuống hệ thống lò moong lộ thiên, tạo hệ thống trữ nước gây khó khăn nguy hiểm cho trình khai thác hầm lò mức +40 +20 Hàng năm mưa lớn kéo dài, lưu lượng nước chảy vào lò mức + 40 m 3.650m 3/ngày, mức +20 7.145m3 / ngày, mức -175 11.688 m3 / ngày • Vỉa 3: Có chiều dày không ổn định thay đổi từ 5,54-8,83m, trung bình 6,72m Phần phía nam có chiều dày lớn phần trung tâm Vỉa thuộc loại vỉa có cấu tạo phức tạp vỉa có từ đổi từ 0,05 lớp kép phổ biến từ lớp chiều dày kẹp thay 0,41 m độ tro trung bình 27,55% • Vỉa 6: Có chiều dày không ổn định thay đổi từ 6,31% m trung bình 7,66 m Chiều dày vỉa giảm dần từ tây sang đông.Vỉa thuộc loại vỉa có cấu tạo phức tạp vỉa có từ 0,25 lớp kẹp phổ biến từ lớp chiều dày lớp kẹp từ 1,35m Độ tro trung bình vỉa 30,89% • Vỉa 7: Có chiều dày không ổn định thay đổi từ 4,81 Vỉa thuộc cấu tạo phức tạp có từ dày lớp kẹp từ 0,38 m trung bình 6,06m lớp kẹp phổ biến từ lớp Chiều m Độ tro trung bình vỉa 35,32% • Vỉa 8: Có chiều dày không ổn định thay đổi từ 4,43 6,07 m trung bình 5,11m; chiều dày vỉa giảm dần từ tây sang đông, vỉa thuộc loại vỉa có cấu tạo phức tạp vỉa có từ 1-8 lớp kẹp số lượng lớp kẹp giảm dần từ tây sang đông, độ tro trung bình 33,81% • Vỉa 9: Có chiều dày không ổn định chiều dày vỉa từ 5,03 10,08m,vỉa có từ 1-12 lớp kẹp, phổ biến từ 2-5 lớp kẹp chiều dày vỉa đá kẹp từ 0,27-1,09m Độ tro trung bình vỉa 28,58% SV: Lê Như Vũ Lớp: LT Cơ Điện K60 Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất nghiệp Đồ án tốt Chương TÍNH TOÁN TIẾP ĐẤT BẢO VỆ ĐẢM BẢO AN TOÀN ĐIỆN GIẬT ĐỐI VỚI CON NGƯỜI Trong công nghiệp mỏ tai nạn điện giật người thường xảy trường hợp sau: - Chạm trực tiếp vào pha mạng - Chạm vào vỏ kim loại thiết bị điện, máy móc dùng điện bình thường không mang điện bị nhiễm điện cố hư hỏng cách điện - Đi vào vùng chịu tác dụng trường tản dòng ngắn mạch gây Luật an toàn quy định phải quy định mạng trung tính cách ly mỏ hầm lò, kết hợp với trang bị thiết bị bảo vệ rò Hiện để bảo vệ khỏi điện giật cho người mỏ hầm lò, thường sử dụng hai phương pháp bảo vệ chủ yếu sử dụng rơle rò điện tiếp đất bảo vệ 6.1 Bảo vệ khỏi điện giật thiết bị bảo vệ rò Khi người chạm trực tiếp vào pha mạng trung tính cách ly, xuất dòng điện (dòng rò) qua người xuống đất, yêu cầu phải tự động cắt nhanh mạng khỏi nguồn cung cấp bảo vệ rò điện, để làm giảm thời gian tồn dòng điện qua thể người, đảm bảo điều kiện an toàn Ngoài điện trở cách điện mạng giảm, dòng rò từ mạng vào tăng mức cho phép yêu cầu phải cắt mạng bảo vệ rò điện, nhằm giảm xác suất gây cháy nổ bầu không khí tia lửa điện mạch rò gây ra, ngăn ngừa hồ quang điện làm hư hỏng vỏ phòng nổ thiết bị, ngăn ngừa hoả hoạn, hỗ trợ cho bảo vệ ngắn mạch có dòng ngắn mạch không đủ lớn Để bảo vệ rò tác động chắn xảy rò điện pha, ngăn ngừa hậu xấu dòng điện ngắn mạch kép gây ra, mỏ hầm lò bắt buộc phải sử dụng cáp có chắn Yêu cầu lắp đặt, chắn cáp mềm vỏ cao su, vỏ chì cáp cứng bọc thép phải nối đất chắn Vậy để đảm bảo an toàn điện giật phòng chống cháy nổ cần phải trang bị sử dụng rơle rò - Để bảo vệ khỏi rò điện, mạng điện thiết kế máy biến áp khu vực máy biến áp chiếu sáng chọn thuộc loại trọn tích hợp sẵn rơ le rò điện bên SV: Lê Như Vũ 75 Lớp: LT Cơ Điện K60 Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất nghiệp Đồ án tốt - Đối với mạng điện hạ áp 660 V có chiều dài nhỏ 1km, có điện dung cách điện pha so với đất nhỏ, nên tính toán bỏ qua Khi người chạm vào pha mạng điện giá trị dòng điện qua người xác định theo biểu thức: In = 3.U f 3.R n +R cd đó: Uf – điện áp pha mạng, V Rn – điện trở người, kể đến trạng thái xấu nhất, lấy R n = 1000 Ω Rcd – điện trở cách điện mạng, Ω Hình 6.1 Sơ đồ chạm đất pha mạng trung tính cách ly có chiều dài < km Khi điện dung pha so với đất bỏ qua, điện trở cách điện tới hạn người chạm vào pha mạng mà đảm bảo an toàn cho người xác định theo công thức: Rth = 3.U f In − 3.Rn đó: Uf - điện áp pha mạng, V; In - dòng điện an toàn lâu dài qua người, A; Rn - điện trở thể người SV: Lê Như Vũ 76 Lớp: LT Cơ Điện K60 Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất nghiệp Đối với mạng điện có Đồ án tốt = 660 V trang bị Rơle rò YJ-82 (không bù tự động thành phần điện dung dòng rò) lấy I n = Iat.ld = 0,03A với điện trở thể người 1000 Ω, đó: Rth = 3.U f In − 3.Rn = 3.660 − 3.1000 = 35105 Ω = 35,105 kΩ 3.0, 03 Như mạng điện có điện trở cách điện lớn 35,105 kΩ người chạm vào pha mạng đảm bảo an toàn *) Nhận xét: Đối với mạng điện thiết kế, trì điện trở cáp điện mạng đủ lớn theo yêu cầu trang bị bảo vệ rò đảm bảo cắt mạng thời gian không 0,2 s; người chạm vào pha đảm bảo an toàn 6.2 Bảo vệ khỏi điện giật tiếp đất bảo vệ 6.2.1 Giá trị cho phép điện trở tiếp đất bảo vệ Điều kiện đảm bảo an toàn người chạm vào vỏ thiết bị điện: Utx = αtx.Uz = α.Rz.Iz ≤ Utxcp Nghĩa giá trị điện trở tiếp xúc phải thoả mãn điều kiện: Rz ≤ U txcp α tx I z đó: Utx - điện áp tiếp xúc, V; Utxcp - điện áp tiếp xúc cho phép, V; αtx - hệ số tiếp xúc thực tế nhỏ 1, với điều kiện mỏ hầm lò tính toán lấy αtx=1 Iz - dòng ngắn mạch pha xuống đất, A - Trong điều kiện mỏ hầm lò, dòng ngắn mạch pha xuống đất I z không vượt 18A điện áp tiếp xúc không vượt 36 V, lấy αtx =1 thì: Rz ≤ SV: Lê Như Vũ U txcp Iz = 36 = Ω 18 77 Lớp: LT Cơ Điện K60 Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất nghiệp Đồ án tốt Vì lẽ trên, quy phạm an toàn quy định điện trở mạng tiếp đất mỏ hầm lò đo cọc tiếp đất vào thời điểm năm không Ω Hình 6.2 Sơ đồ mạng tiếp đất người chạm vào vỏ thiết bị có rò điện mạng trung tính cách ly 6.2.2 Tiếp đất đảm bảo an toàn điện giật Xét cho trường hợp: - Trường hợp giả sử không tiếp đất bảo vệ hệ thống tiếp đất bảo vệ bị hư hỏng Trường hợp tiếp đất bảo vệ thông qua điện trở tiếp đất Rz a) Trường hợp giả sử không tiếp đất bảo vệ hệ thống tiếp đất bảo vệ hư hỏng - Khi pha bị chọc thủng cách điện, có dòng điện rò vỏ, người chạm vào thiết bị, dòng qua người xác định: In = SV: Lê Như Vũ 3.U f 3.R n + Rcd 78 Lớp: LT Cơ Điện K60 Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất nghiệp Đồ án tốt Trong trường hợp tương đương với trường hợp người chạm trực tiếp vào pha mạng điện Đối với mạng điện hạ áp 660V, điện trở cách điện pha so với đất Rcd = 30000 Ω, điện trở thể người 1000 Ω Khi đó: In = 3.U f 3.Rn + Rcd = 3.660 = 0,03464 A = 34,64 mA 3.(3.1000 + 30000) Giá trị dòng điện In = 34,64 mA > Iatld = 30mA nguy hiểm người tồn lâu b) Trường hợp tiếp đất bảo vệ thông qua điện trở tiếp đất RZ - Khi pha bị chọc thủng cách điện, có dòng điện rò vỏ, người chạm vào vỏ thiết bị dòng điện rò xác định: Ir = 3.U f R R n z +R cd R n +R z Điện áp vỏ thiết bị đó: U vo =I r R td =I r R n R z R n +R z Khi lấy Utx = Uvo dòng qua người: In = U tx Rz =I r Rn R n +R z Đối với điện áp mạng 660V thực tiếp đất bảo vệ theo quy phạm RZ = Ω, Rcd = 30000 Ω, Rn = 1000Ω In = 3.U f RZ 3.660 = R R 1000.2 n Z +R cd R n +R Z 3.(3 +30000) 1000+2 = 0,000076 A R n +R Z 1000+2 - Như tiếp đất bảo vệ theo quy phạm an toàn giá trị dòng qua người giảm nhỏ 0,000076 A Rd = = 0,02 = 0,5 Ω Vậy giá trị điện trở đo điểm xa xác định: Thay số vào công thức: = Giá trị điện trở tiếp đất gần trạm tiếp đất trung tâm chưa kể đến điện trở thân trạm tiếp đất trung tâm: R''d = R'd = 1,64 = 0,82 Ω Điện trở tiếp đất trạm tiếp đất trung tâm kể đến điện trở tiếp đất trung tâm: = 0,5 Kết luận: Qua kết tính toán thấy mạng thiết kế đảm bảo giá trị điện trở tiếp đất cho phép theo quy phạm an toàn mỏ hầm lò SV: Lê Như Vũ 81 Lớp: LT Cơ Điện K60 Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất nghiệp Đồ án tốt Chương TÍNH TOÁN CHI PHÍ VẬN HÀNH HỆ THỐNG CẤP ĐIỆN 6/0,69 K LÒ CHỢ -110 , VỈA 5.1 Chi phí vận hành hệ thống cấp điện cho khu khai thác lò chợ 5.1 bao gồm: 1- chi phí khấu hao thiết bị máy móc 4- tiền lương cho công nhân vận hành 2- chi phí tổn thất điện 5- chi phí khác 3- chi phí bảo quản, sửa chữa 7.1 Tổng vốn đầu tư mua sắm thiết bị 7.1.1 Vốn đầu tư mua sắm thiết bị Vốn đầu tư mua sắm thiết bị ban đầu phân xưởng khai thác thống kê bảng 7.1 Bảng 7.1 Đơn giá mua sắm thiết bị dự kiến TT Tên thiết bị ĐVT 2 Máy biến áp KBSGZY-180/6 Biến áp chiếu sáng ZBZ-4 Cáp hạ áp MYP 3x50+1x10 chiếc m SV: Lê Như Vũ 82 Số Đơn giá Thành tiền lượng 1 388 (VNĐ) 700,000,000 80,000,000 300,000 (VNĐ) 700,000,000 80,000,000 116,400,000 Lớp: LT Cơ Điện K60 Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất nghiệp Đồ án tốt Cáp hạ áp MYP 3x25+1x10 m 149 Cáp hạ áp MYP 3x16+1x10 m 51 Aptomat KBZ-350 Aptomat KBZ-200 Khởi động từ QBZ-120 Khởi động từ QBZ-80 Tổng vốn đầu tư mua sắm thiết bị Vốn đầu tư mua sắm thiết bị 250,000 200,000 75,000,000 50,000,000 70,000,000 40,000,000 37,250,000 10,200,000 150,000,000 300,000,000 140,000,000 20,000,000 1,553,850,000 1,553,850,000 VNĐ 7.1.2 Vốn đầu tư xây dựng hầm trạm đó: +) Diện tích hầm trạm xây dựng 36 bao gồm trạm biến áp 18 trạm tời 18 ; +) 3,500,000 VNĐ đơn giá xây dựng hầm trạm 7.1.3 Chi phí cho vận chuyển lắp đặt ban đầu Chi phí cho vận chuyển lắp đặt thiết bị ban đầu tính 12% vốn đầu tư mua sắm thiết bị ban đầu: ( 1,553,850,000) = 201,582,000 VNĐ Tổng vốn đầu tư để xây dựng hệ thống cấp điện: V= = 1,881,432,000 VNĐ Chi phí khấu hao thiết bị: Căn vào quy định tuổi thọ tối thiểu thiết bị phục vụ khai thác lò chợ khai thác, thời gian tồn dự án tính Thời gian tính khấu hao thiết bị năm Vì vậy, chi phí khấu hao thiết bị hàng năm lấy 20% tổng vốn đầu tư: C1 = 0,2 V = 0,2 = 376,286,400 VNĐ 7.2 Chi phi tổn thất điện Tổn thất điện máy biến áp Tổn thất điện máy biến áp xác định theo công thức sau: SV: Lê Như Vũ 83 Lớp: LT Cơ Điện K60 Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất nghiệp Đồ án tốt ΔA ba = ΔP0 t + ΔPn ( S tt S dm ) τ = ΔP t + ΔPn (β )2 τ kWh (1) đó: ΔP0 = 865 W (tổn thất công suất không tải máy biến áp khu vực); ΔPn = 2000 W (tổn thất công suất ngắn mạch máy biến áp khu vực); t = 8760 h (số máy biến áp đấu vào lưới điện năm); β = 0,613 (hệ số mang tải máy biến áp khu vực, tính toán chương 3); τ - thời gian chịu tổn thất công suất lớn nhất: τ = f(Tmax ) Tmax - thời gian sử dụng công suất lớn phụ thuộc vào số ca làm việc ngày ca → Tmax = 1800 ÷ 2500 h ca → Tmax = 3000 ÷ 4500 h ca → Tmax = 5000 ÷ 6000 h Đối với đơn vị khai thác than hầm lò nói chung Công ty than Quang Hanh nói riêng, thời gian làm việc ca ngày đêm, nên lấy Tmax = 5000 h Áp dụng công thức Kezevits: τ = (0,124 + Tmax.10-4)2.8760 h = (0,124 + 5000.10-4)2.8760 = 3410 h Thay số vào công thức (1) ta được: = 0,865 7758,6 kWh Tổn thất công suất đoạn cáp hạ áp Trên đoạn cáp : đó: I = 96,62 A (dòng điện tính toán qua đoạn cáp SV: Lê Như Vũ 84 ); Lớp: LT Cơ Điện K60 Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất nghiệp R = 0,00111 Đồ án tốt (điện trở đoạn cáp) Tương tự, tính tổn thất công suất đoạn cáp lại tổng hợp bảng 7.2 Bảng 7.2 Tổn thất công suất đoạn cáp hạ áp Đoạn cáp L1 L2 L3 L4 5,4 0,00575 0,5 16 L5 88,2 0,0315 735,13 17 4,5 0,23 13,97 L6 27,5 0,0037 8,39 18 25,7 0,0115 22,78 L7 76,7 0,0185 326,5 19 25,7 0,0092 18,22 L8 27,5 0,0037 8,39 20 12,8 0,0058 2,85 L9 64,5 0,0074 92,35 21 12,8 0,0081 3,98 10 L10 27,5 0,0074 16,78 22 35,07 0,0058 21,4 11 L11 27,5 0,0015 3,4 23 35,07 0,0092 33,94 12 L12 13,7 0,0015 0,84 STT I,A R, 13 Đoạn cáp L13 14 L14 75 0,0037 62,43 15 L15 37,5 0,0037 15,6 13,02 0,0092 4,67 STT 96,62 0,00111 31,08 96,62 0,0925 2590,58 18,17 0,0037 3,66 Tổng I,A R, 75 0,074 1248,75 5266,29 W Tổng tổn thất công suất mạng hạ áp khu vực thiết kế: Tổng tổn thất điện mạng hạ áp khu vực thiết kế: Chi phí tổn thất điện 90,224,228 VNĐ đó: 2300 VNĐ đơn giá kWh 7.3 Chi phí bảo hành Chi phí bảo dưỡng sửa chữa lấy 5% chi phí khấu hao thiết bị năm C3 = C1 0,05 = 376,286,400 0,05 = 18,814,320 VNĐ SV: Lê Như Vũ 85 Lớp: LT Cơ Điện K60 Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất nghiệp Đồ án tốt 7.4 Chi phí tiền lương cho công nhân vận hành Để vận hành, kiểm tra, bảo dưỡng hệ thống cung cấp điện cho toàn khu khai thác đảm bảo an toàn, quy định cần phải biên chế tổ công nhân có nhiệm vụ: - Vận hành hệ thống - Kiểm tra tình trạng kỹ thuật toàn hệ thống - Bảo dưỡng, tu, sửa chữa thiết bị, cáp, Tổ công nhân gồm công nhân bố trí làm việc ca, ca công nhân có tổ trưởng Ngoài ra, bố trí thêm công nhân để thay có người ốm, nghỉ việc riêng, phép công việc bảo dưỡng, sửa chữa cần thêm công nhân Mức lương trung bình Công ty than Quanh Hanh năm 2017 là: Công nhân điện 5,000,000 VN đồng/người.tháng Tổ trưởng 8,000,000 VN đồng/người.tháng Tổng lương trả năm là: C4 = [(6 5,000,0000) + (1 8,000,000)] 12 tháng = 456,000,000 VNĐ 7.5 Chi phí khác Chi phí khác lấy 5% chi phí khấu hao thiết bị năm C5 = C3 = 18,814,320 VNĐ 7.6 Chi phí tính toán hàng năm ( Tổng chi phí cho công tác vận hành hệ thống cung cấp điện khu vực khai thác lò chợ là: 0,2 1,881,432,000 + 960,139,286 = 1,336,425,686 VNĐ đó: = 0,2 (hệ số định mức thu hồi vốn năm); V = V1+V2+V3 (tổng vốn đầu tư để xây dựng hệ thống cấp điện); C = C1+C2+C3+C4+C5 (tổng chi phí vận hành hệ thống cung cấp điện) SV: Lê Như Vũ 86 Lớp: LT Cơ Điện K60 Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất nghiệp Đồ án tốt Chi phí tính toán hệ thống cung cấp điện than năm tính theo công thức: = 10481,77 (VNĐ/1 than nguyên khai/năm) Năng suất lò chợ đạt 425 tấn/ngày đêm Ngày làm việc ca, số ngày làm việc 300 ngày/1 năm Vậy Q = 300 tấn/năm Sau thời gian làm việc nghiêm túc nỗ lực tìm hiểu để hoàn thành đồ án “Thiết kế cung cấp điện hạ áp cho phân xưởng khai thác lò chợ vỉa 5.1 (mức -110 ÷ -50) công ty than Quang Hanh’’ với hướng dẫn nhiệt tình thầy Nguyễn Xuân Nhỉ thầy cô môn Điện Khí Hóa đến e hoàn thành đồ án thời hạn Do điều kiện thời gian làm đồ án có hạn,khả kinh nghiệm thân cò hạn chế nội dung không tránh khỏi thiếu sót Kính mong nhận đóng góp thầy cô môn bạn bè để đồ án em hoàn thiện SV: Lê Như Vũ 87 Lớp: LT Cơ Điện K60 Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất nghiệp Đồ án tốt Cuối e xin trân trọng cảm ơn thầy Nguyễn Xuân Nhỉ thầy cô môn Điện Khí Hóa, bạn bè bảo, giúp đỡ nhiệt tình trình em thực đồ án Sinh viên thực Lê Như Vũ TÀI LIỆU THAM KHẢO Hoàng Hữu Hiên, Bạc Quang Ninh Sổ tay điện mỏ Tập 1, Tập Nhà xuất khoa học kỹ thuật PGS.TS Nguyễn Anh Nghĩa,TS Trần Bá Đề Giáo trình điện khí hóa mỏ Nhà xuất GTVT Hà Nội 2008 PGS.TS Nguyễn Anh Nghĩa Hướng dẫn thiết kế đồ án môn học điện khí hóa mỏ hầm lò Nguyễn Xuân Phú nhóm nghiên cứu Giáo trình cung cấp điện Nhà xuất khoa học kỹ thuật Ngô Hồng Quảng, Vũ Văn Tầm Thiết kế cung cấp điện Nhà xuất khoa học kỹ thuật SV: Lê Như Vũ 88 Lớp: LT Cơ Điện K60 Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất nghiệp Đồ án tốt TS Nguyễn Hanh Tiến Giáo trình Máy Điện Tập 1, Tập TS Nguyễn Hanh Tiến Giáo trình Điện Mỏ Tác giả P L Svetlitrnui Chọn sử dụng TBĐ khu vực mỏ hầm lò SV: Lê Như Vũ 89 Lớp: LT Cơ Điện K60 ... SV: Lê Như Vũ Lớp: LT Cơ Điện K60 Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất nghiệp Đồ án tốt TÀI LIỆU THAM KHẢO .88 SV: Lê Như Vũ Lớp: LT Cơ Điện K60 Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất nghiệp SV: Lê Như. .. Nhỉ tất thầy, cô Bộ môn Điện khí hóa bạn bè Hà Nội, ngày 19 tháng năm 2017 Sinh viên Lê Như Vũ SV: Lê Như Vũ Lớp: LT Cơ Điện K60 Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất nghiệp Đồ án tốt Phần chung GIỚI... SV: Lê Như Vũ 21 Lớp: LT Cơ Điện K60 Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất nghiệp Đồ án tốt Phần chuyên đề THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN HẠ ÁP CHO PHÂN XƯỞNG KHAI THÁC LÒ CHỢ VỈA 5.1 ( MỨC -110 SV: Lê Như Vũ