Thiết kế cung cấp điện cho khu khai thác than hầm lò mỏ mạo khê

MụC Lục Trang Lời nói đầu Phần chung. giới thiệu chung về công ty than Mạo khê Và tình hình cung cấp điện Chương 1. Giới thiệu chung về công ty than Mạo Khê 3 1.1. Vị trí địa lý, địa chất và khí hậu 3 1.2. Điều kiện giao thông 4 1.3. Công nghệ khai thác 5 1.4. Công tác cơ giới 5 1.5. Công tác tổ chức hành chính 6 Chương 2. Tình hình cung cấp điện của công ty than Mạo Khê 9 2.1. Nguồn cung cấp điện 9 2.2. Trạm biến áp chính 10 2.3. Các hình thức bảo vệ trạm biến áp chính 16 2.4. Các thiết bị đo lường 21 2.5. Hiện trạng trang bị điện hạ áp 23 2.6. Tình trạng sử dụng công suất máy biến áp 27 Phần chuyên đề. Tính toán thiết kế mạng điện hạ áp cho vỉa 10 cánh bắc tầng +32+91 mỏ than mạo khê Chương 3. Xác định phụ tải điện và lựa chọn máy biến áp của khu khai thác thiết kế 35 3.1.Giới thiệt chung về khu khai thác sẽ thiết kế 35 3.2.Xác định phụ tải điện sẽ khai thác thiết kế 37 3.3. Lựa chọn công suất của máy biến áp khu vực 42 Chương 4. Tính toán lựa chọn hệ thống cung cấp điện cao áp cho khu vực khai thác vỉa 10 cánh bắc tầng +32+91 43 4.1. Nguồn cung cấp 43 4.2. Tính chọn cáp và dây dẫn theo điều kiện dòng nung nóng cho phép 45 4.3. Kiểm tra mạng cáp theo điều kiện 46 4.4. Lựa chọn thiết bị điều khiển và bảo vệ phía cao áp 48 Chương 5. Tính toán cung cấp điện mạng hạ áp cho công trường khai thác vỉa 10 cánh bắc tầng +32+91 54 5.1.Thành lập sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế mạng hạ áp 5.2. Lựa chọn các phần tử trong mạng hạ áp 54 5.3. Kiểm tra mạng cáp hạ áp đã thiết kế theo các điều kiện kỹ thuật chính 65 Chương 6 . Tính toán ngắn mạch, lựa chọn và chỉnh định thiết bị điều khiển và bảo vệ 87 6.1. Tính toán ngắn mạch 87 6.2. Lựa chọn, kiểm tra khả năng cắt của aptomat và khởi động từ 94 6.3. Chỉnh định và kiểm tra độ nhạy của thiết bị điều khiển và bảo vệ 98 Chương 7. Tính toán tiếp đất bảo vệ 103 7.1. Bảo vệ khỏi điện giật bằng thiết bị bảo vệ rò 103 7.2. Tiếp đất bảo vệ đảm bảo an toàn điện giật 105 7.3. Tính toán tiếp đất bảo vệ thiết bị 107 Kết luận 111 Tài liệu tham khảo 112

Đồ án Tốt nghiệp

Bộ môn điện khí hóa

Thiết kế cung cấp điện cho khu khai thác than hầm lò mỏ mạo khê

Đề tài tốt nghiệp

Họ và tên sinh viên: Phạm Văn Quyền

Ngành: Điện Khí Hóa Khóa : 60 Hệ đào tạo: Liên Thông

Thời gian nhận đề tài: Ngày 02 tháng 03 năm 2017

Thời gian hoàn thành: Ngày 25 tháng 6 năm 2017

Tên đề tài

Thiết kế cung cấp điện cho khu khai thác than mỏ mạo khê

Phần chung

Giới thiệu khái quát về công ty than Mạo Khê và tình hình cung cấp điện của

Công ty than Mạo Khê

Phần chuyên đề

Tính toán thiết kế cung cấp điện cho vỉa 10 cánh bắc tầng +32/+91

TS Ngô Thanh Tuấn TS Đỗ Như Ý

Tr ang

Lời nói đầu

Phần chung giới thiệu chung về công ty than Mạo khê

Và tình hình cung cấp điện

Chương 1 Giới thiệu chung về công ty than Mạo Khê 3

1.1 Vị trí địa lý, địa chất và khí hậu 3

1.2 Điều kiện giao thông 4

1.3 Công nghệ khai thác 5

1.4 Công tác cơ giới 5

1.5 Công tác tổ chức hành chính 6

Chương 2 Tình hình cung cấp điện của công ty than Mạo Khê 9

2.1 Nguồn cung cấp điện 9

2.2 Trạm biến áp chính 10

2.3 Các hình thức bảo vệ trạm biến áp chính 16

2.4 Các thiết bị đo lường 21

2.5 Hiện trạng trang bị điện hạ áp 23

2.6 Tình trạng sử dụng công suất máy biến áp 27

Phần chuyên đề Tính toán thiết kế mạng điện hạ áp cho vỉa 10 cánh bắc tầng +32/+91 mỏ than mạo khê Chương 3 Xác định phụ tải điện và lựa chọn máy biến áp của khu khai thác thiết kế 35

thác vỉa 10 cánh bắc tầng +32/+91 43

4.1 Nguồn cung cấp 43

4.2 Tính chọn cáp và dây dẫn theo điều kiện dòng nung nóng cho phép 45

4.3 Kiểm tra mạng cáp theo điều kiện 46

4.4 Lựa chọn thiết bị điều khiển và bảo vệ phía cao áp 48

Chương 5 Tính toán cung cấp điện mạng hạ áp cho công trường khai thác vỉa 10 cánh bắc tầng +32/+91 54

5.1.Thành lập sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế mạng hạ áp

5.2 Lựa chọn các phần tử trong mạng hạ áp 54

5.3 Kiểm tra mạng cáp hạ áp đã thiết kế theo các điều kiện kỹ thuật chính 65

Chương 6 Tính toán ngắn mạch, lựa chọn và chỉnh định thiết bị điều khiển và bảo vệ 87

6.1 Tính toán ngắn mạch 87

6.2 Lựa chọn, kiểm tra khả năng cắt của aptomat và khởi động từ 94

6.3 Chỉnh định và kiểm tra độ nhạy của thiết bị điều khiển và bảo vệ 98

Chương 7 Tính toán tiếp đất bảo vệ 103

7.1 Bảo vệ khỏi điện giật bằng thiết bị bảo vệ rò 103

7.2 Tiếp đất bảo vệ đảm bảo an toàn điện giật 105

7.3 Tính toán tiếp đất bảo vệ thiết bị 107

Kết luận .111

Tài liệu tham khảo 112

Lời nói đầu

Đất nước ta đang thực hiện quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa trên tất cảmọi lĩnh vực, để góp phần vào sự phát triển đó thì ngành năng lượng nói chung vàngành năng lượng điện nói riêng đóng một vai trò đặc biệt quan trọng Nó đòi hỏi các

hộ tiêu thụ điện phải sử dụng một cách hợp lý và kinh tế nhất

Đối với một dự án, một công trình xây dựng cho công ty, nhà máy hay phânxưởng yêu cầu phải có một bản thiết kế cung cấp điện không chỉ hoàn chỉnh về kỹthuật mà còn phù hợp về kinh tế cũng như đảm bảo về chất lượng cung cấp điện vàchất lượng điện năng Đồng thời bản thiết kế cung cấp điện phải đảm bảo an toàn chongười vận hành, đơn giản, dễ dàng thi công, lắp đặt và sửa chữa, nâng cấp cải tạo vềsau

Là một sinh viên ngành Điện Khí Hóa trải qua quá trình học tập, nghiên cứu,được sự dạy bảo tận tình của các thầy cô trong khoa Cơ điện và các thầy cô trongtrường đã giúp em trang bị vốn kiến thức cơ bản về chuyên môn Với thời gian thựctập gần hai tháng tại Công ty than Mạo Khê và được sự nhất trí của thầy giáo hướng

dẫn: TS.Ngô Thanh Tuấn, em đã chọn đề tài “ Thiết kế cung cấp điện cho khu vực

khai thác ” thuộc Công ty than Mạo Khê làm đồ án tốt nghiệp

Trong thời gian làm đồ án, bản thân em đã cố gắng tìm hiểu các tài liệu thamkhảo phục vụ cho đề tài và được sự hướng dẫn, chỉ bảo nhiệt tình của các thầy côtrong bộ môn đặc biệt là TS Ngô Thanh Tuấn cùng các bạn đến nay em đã hoàn thànhbản đồ án tốt nghiệp của mình Mặc dù vậy, do kiến thức, thời gian và kinh nghiệmcòn hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong được các thầy cô và cácbạn tham gia góp ý để đồ án của em được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 25 tháng 5 năm 2017

Sinh viên thực hiệnPhạm Văn Quyền

PHẦN CHUNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG TY THAN MẠO KHÊ VÀ TÌNH HÌNH

CUNG CẤP ĐIỆN CỦA CÔNG TY

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT CHUNG VỀ CÔNG TY THAN MẠO KHÊ

1.1 Vị trí địa lý, địa chất và khí hậu.

1.1.1 Vị trí địa lí.

Công ty than Mạo Khê thuộc huyện Đông Triều tỉnh Quảng Ninh, nằm gần cáckhu công nghiệp như Công ty xi măng Hoàng Thạch, nhà máy nhiệt điện Uông Bí,Công ty than Uông Bí, nhà máy Nhiệt Điện Phả lại Nằm ở dãy núi vòng cung ĐôngTriều có tọa độ:

106033’45’’- 106041’15’’ Kinh độ Đông

21002’33’’- 21006’15’’ Vĩ độ Bắc

Công ty Than Mạo Khê chạy dài từ Tây sang Đông từ khu Văn Lôi đến khu TràngBạch và được chia làm hai cánh Bắc và Nam Cánh Bắc là vùng đồi núi, cánh Nam địahình bằng phẳng Diện tích Công ty Than Mạo Khê quản lý khoảng 40km2 Được giớihạn bởi:

- Phía Đông giáp xã Phạm Hồng Thái cách địa phận nhà máy Điện Uông Bí vàCông ty than Uông Bí 25km, cách Hòn Gai 58km

- Phía Tây giáp xã Kim Sơn, cách Hà nội 105km

- Phía Nam giáp thị trấn Mạo Khê, quốc lộ 18, cách Hải Phòng 30km

- Phía Bắc giáp xã Tràng Lương

1.1.2 Điều kiện khí hậu.

Mỏ Mạo Khê nằm ở phía Đông Bắc Tổ Quốc nên khí hậu mang tính chất của khuvực đó là khí hậu nhiệt đới gió mùa, mưa nhiều với hai mùa rõ rệt đó là mùa mưa vàmùa khô Trong đó mùa mưa kéo dài từ tháng 4 đến tháng 10 hàng năm, mùa khô từtháng 11 đến tháng 3 năm sau Lượng mưa trung bình là 1700 mm/năm tập trung chủ

- Nhiệt độ trung bình hàng năm là 23,3 C

- Về mùa hè chủ yếu là gió Đông Nam, về mùa đông chủ yếu là gió Đông Bắc.Vận tốc gió lớn nhất là 35m/s Gió mạnh cũng gây ảnh hưởng không tốt đến sản xuấtcũng như tình trạng sức khỏe công nhân

1.1.3 Địa hình khu mỏ.

Công ty than Mạo Khê là một khu vực đồi núi, thấp dần về phía Nam, bị bàomòn, kéo dài từ Đông sang Tây với độ cao từ +15 đến +505m

Độ dốc của vỉa than không đều, các vỉa cánh Bắc thoải hơn và có độ dốc thay đổi

từ 450 đến 800 Trong các vỉa than của mỏ có chứa khí Mêtan (CH4) có hàm lượng lớn.Phía Nam do địa hình thấp, lớp phủ của vỉa than tương đối dày nên sự thoát khí CH4

kém, hiện nay mỏ được xếp vào loại mỏ có khí bụi hại loại 3

1.1.4 Điều kiện thủy văn.

1 Mặt nước.

Trong khu vực mỏ có hai con suối chính chảy qua là suối Văn Lôi và suối BìnhMinh, dài từ 2 đến 6 km, rộng từ 3 đến 7m Hai hồ chính là hồ Tràng Bạch và hồ YênThọ, do địa hình dốc nên sau những trận mưa lớn nước tập trung vào hai hồ này vớitốc độ lớn

2 Nước ngầm.

Tầng nước chứa trong địa tầng là sa thạch cứng, độ ngấm nước yếu Trong địa bàncủa mỏ không có túi nước ngầm Lượng nước ngầm chủ yếu là nước mưa ngấm xuốngnên lượng nước ngầm phụ thuộc vào lượng mưa về mùa mưa lượng nước mưa ngấmxuống tương đối lớn khoảng 547m, về mùa khô khoảng 120m3/h, nhiệt độ của nước là

250C đến 260C

1.2 Điều kiện giao thông.

Công ty than Mạo Khê nằm cạnh Quốc lộ 18A và tuyến đường sắt Quốc gia Công

ty than Mạo Khê có tuyến đường sắt nối liền từ nhà máy sàng của công ty đến ga MạoKhê nên rất thuận lợi cho việc tiêu thụ cho nhà máy nhiệt điện Phả Lại và các hộ tiêu

thụ có tuyến đường sắt đi qua, cũng như việc cung cấp nguyên vật liệu, thiết bị phục

vụ cho việc sản xuất của công ty

Hệ thống giao thông đường bộ khu mỏ được nối liền với Quốc lộ 18A đã đượcnâng cấp bê tông hóa 100% rất thuận tiện cho việc vận tải và đi lại của công nhân, dân

cư của khu vực mỏ

Về đường thủy Công ty than Mạo Khê có cảng bến đủ điều kiện cho xà lan tảitrọng < 200 tấn ra vào, thuận tiện cho việc tiêu thụ than và vận chuyển nguyên vật liệubằng đường thủy

1.3 Công nghệ khai thác.

1.3.1 Tình hình khai thác.

Kể từ khi chuyển sang cơ chế thị trường hoạch toán độc lập, Công ty than MạoKhê đã khắc phục được những khó khăn và phát huy được những thuận lợi, năng độngtrong cơ chế mới, cải cách lại cơ cấu tổ chức, cắt giảm các phòng ban không cần thiết,mạnh dạn vay vốn đầu tư cho sản xuất, mua sắm nhiều thiết bị hiện đại có tính cơ giớihiện đại cao, đồng thời mở rộng mạng lưới tiêu thụ, sản lượng than ngày càng cao

Để đáp ứng được nhu cầu than hiện nay, Công ty than Mạo Khê đẩy nhanh tiến

độ khai thác, phấn đấu tăng năng suất lao động, nâng cao sản lượng khai thác ở các lòchợ, đẩy nhanh tiến độ đào các đường lò chuẩn bị tại các công trình -25 mở rộng Đặcbiệt hiện nay Công ty than Mạo Khê đang tiến hành đào lò chuẩn bị và khôi phục côngtrình giếng nghiêng -80 và đã bắt đầu khai thác

1.3.2 Công nghệ khai thác.

Công nghệ khai thác của mỏ hiện nay là công nghệ khai thác thủ công bán cơgiới, các khâu khoan, nổ mìn, bốc xúc, vận tải đã được cơ giới hóa, các khâu khác làmthủ công Sau khi than được khai thác bằng phương pháp khoan nổ mình thì dùngmáng cào SKAT-80 đặt dọc lò chợ để tải than xuống chân lò chợ, do chân lò chợ dốc

1.4 Công tác cơ giới

Công tác cơ giới hóa và tự động hóa chưa được cao, một số dây truyền được tự

động hóa và bán tự động như băng tải rót than lên tàu và tuyến băng tải -80, trục tải-80

1.4.1 Công tác thoát nước.

Công tác thoát nước của mỏ hiện nay đang được áp dụng là thoát nước tự nhiên,

vì phần lớn các đường lò của mỏ đang khai thác có độ dốc lớn nên nước tự chảy Lợidụng ưu thế trên nên chỉ cần khai mương, đào rãnh ở mép thành lò là nước được đổ rangoài và đổ ra suối Riêng khu vực lò giếng có lưu lượng nước lớn Qmax = 28,6 m3/h,

mỏ dùng loại bơm chống ăn mòn có đặc tính kỹ thuật được ghi trong bảng 1.1

Mã hiệu

bơm

Lưu lượng (m 3 /h)

Chiều cao hút (m)

Pđm (kW)

Tốc độ quay (v/p)

Kích thước (mm)

Trọng lượng (kg)

Bảng 1.1 1.4.2 Công tác thông gió.

Vì mỏ có khí bụi nổ loại 3 do đó Công ty than Mạo Khê đã dùng phương phápthông gió hút, quạt hút của mỏ có các thông số kỹ thuật được ghi trong bảng 1.2 sau:

Bảng 1.2

Mã hiệu

quạt

Đường kính bánh công tác (mm)

Tốc độ quay (v/p)

Lưu lượng (m/s 2 )

áp lực (kg/cm 2 )

Hiệu suất (%)

KA-2M500

Trong các đường lò cục bộ dùng phương pháp thông gió đẩy, quạt cục bộ YBT52-2,YBT 5,5.

- Các khối phòng khác: phòng kỹ thuật cơ điện; phòng kỹ thuật khai thác; phòng

kế toán tài chính; phòng vật tư bảo vệ; phòng tổ chức lao động; phòng an toàn- KCS;phòng kế hoạch và trung tâm sản xuất

- Mỏ có 12 phân xưởng lò than, 4 phân xưởng lò đá và 2 phân xưởng vận tải

1.5.2 Tổ chức quản lý hệ thống cơ điện.

Ngành cơ điện mỏ thực hiện chức năng quản lý theo sơ đồ khối như sau:

CHƯƠNG 2 TÌNH HÌNH CUNG CẤP ĐIỆN CỦA CÔNG TY THAN MẠO KHÊ

2.1 Nguồn điện

Nguồn điện 35kV của mỏ được lấy từ nhà máy nhiệt điện Uông Bí Điện năngđược dẫn bằng hai tuyến 373 và 374 bằng dây dẫn AC-95 dài 19km Để bảo vệ hiệntượng quá áp tự nhiên do sét gây ra theo đường dây truyền vào trạm 35/6kV, trên haituyến đường dây này ở đoạn gần vào trạm có dùng dây chống sét loại AC-35 với chiềudài 1,5km Đặc tính kỹ thuật của dây dẫn AC-35 và AC-95 được thống kê trong bảng

Đường kính tính toán (mm)

Điện trở khi nhiệtđộ

m

Khối lượng tính toán, kg/km

Phầnnhôm Lõi thép

Dâydẫn

Lõithép

Bảng 2.2

(kV)

Iđm (A)

Icđ (kA)

Scđ (kVA)

Thời gian tác động, tc(s)

Thời gian tác động tc(s)

Để cung cấp điện cho toàn bộ khu vực sản xuất và dân dụng mỏ Mạo Khê sửdụng một trạm biến áp trung gian 35/6kV, đặt tại mặt bằng gần trung tâm mỏ Phíangoài nhà trạm đặt hai máy biến áp do Trung Quốc chế tạo, có các thông số kỹ thuậtđược thống kê trong bảng 2.3

Bảng 2.3

Mã hiệu

Tổ đấu dây

Uđm, sơ cấp (kV)

Uđm, thứ cấp (kV)

Sđm (kVA)

∆P0 (kW)

Số pha

Tần số Hz

Phân đoạn 1 và phân đoạn 2 của hệ thống thanh cái 6kV liên hệ với nhau qua tủmáy cắt phân đoạn số 16

Máy biến áp số 2 được nối với tuyến 373 là máy biến áp làm việc thường xuyên,còn máy biến áp số 1 được nối với tuyến 374 là máy dự phòng nguội

Toàn bộ hệ thống máy biến áp, thanh cái 35kV đều được đặt ngoài trời phíaĐông nhà trạm

Công ty than Mạo Khê sử dụng máy biến dòng đo lường mã hiệu TUC để biến đổi

trạng cách điện của đường dây và giàn thanh cái 35kV, bảo vệ quá điện áp hoặc điện

áp thấp hơn điện áp định mức

Nhà trạm được xây dựng theo kiểu mái bằng có kích thước 35x10=350m2 trong

có đặt các thiết bị sau:

- Thiết bị điều khiển

- Tủ phân phối điện 6kV gồm 31 tủ dùng để phân phối cho các khởi hành và dùng

để dự phòng, có mã hiệu là GFC-3 trong đó phân đoạn 1 có 16 tủ, phân đoạn 2 có 15

tủ Chức năng của các tủ cao áp được ghi trong bảng 2.4

Tủ đo lường, trong tủ đặt máy biến áp

đo lườngmã hiệu JDJJ-6 vàchống sét van mã hiệu PBC-6

GFC-3

Số : 9, 23 Tủ bù cosử, mỗi tủ có 6 tụ điện

Mã hiệu của tụ là :YL3-6,3-35-TH GFC-3

Số 16 Tủ phân đoạn trong đó có đặt máy

biến áp phân đoạn 6kV

GFC-3

Để cung cấp điện một chiều cho các mạch điều khiển và bảo vệ trạm Công ty đã

Máy biến áp có tổ nối dây Y/Y-12 công suất 50kVA dùng để cung cấp cho cácthiết bị bảo vệ trạm.

Máy biến dòng dùng để đo dòng điện các khởi hành có đặc tính kỹ thuật đượccho trong bảng 2.5 sau:

Bảng 2.5

mạng hạ áp

Cấp chính xác

3Các đồng hồ đo công suất tác dụng, công suất phản kháng, Ampe kế, Vôn kế lầnlượt có kí hiệu: 1T1-VT, 1VT1-VT, 1D1-W, đều được đặt trên bảng điều khiển mã hiệuPK-1//180 và BS- 1- 380/220

* Bảng thông số kỹ thuật của các thiết bị trong trạm

Các thông số kỹ thuật của thiết bị cao áp 35kV cho trong bảng2.6

U2đm,kV

350,1Thông số kỹ thuật của thiết bị phía 6 kV được ghi trong bảng 2.7

Bảng 2.7

2 Tủ chỉnh lưu GKA-100/200 Uđm,kV

Iđm,A

220400

Uđm,kV

C,µF

Qbù,kVAr

60,42360

U2đm,kV

60,1

2.2.3 Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp chính.

Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp 35/6kV được thể hiện trên hình 2.1

Trạm Biến áp 35/6kV Mạo Khê được cấp điện thông qua 2 đường dây 35kV từUông Bí về mỏ Tại trạm lắp đặt 2 máy biến áp dung lượng mỗi máy 12000 kVA35/6kV Song hiện nay do đường dây số 2 chưa hoàn chỉnh, hơn nữa phụ tải còn thấp nênchỉ vận hành đường dây 35kV số 1 và một trong hai máy biến áp 12000 kVA đã được lắpđặt.

Để đảm bảo an toàn cho người và thiết bị, ngoài các quy định theo pháp quyquản lý kỹ thuật hiện hành, Công ty than duyệt và ban hành quy trình thao tác đóng cắtphía 35kV cũng như phía 6kV trong điều kiện vận hành một đường dây 35kV số 1 vàmột trong 2 máy biến áp 1 2000 kVA 35/6 kV như sau:

1 Tất cả các xe đẩy tay phía 6kV cũng như phía 35kV đều phải đưa về vị trí cắtđiện và cắt cách ly

2 Dùng cần đẩy tay đẩy máy ngắt 35kV vào vị trí đóng cách ly sau đó dùng tayquay lên cót tích năng, dùng kết cấu cơ điện thao tác bằng tay đóng máy ngắt 35kV số

1 đưa điện từ đường dây lên thanh cái 35kV phân đoạn 1

3 Dùng cần đẩy tay đẩy máy ngắt 35kV số 3 vào vị trí đóng cách ly sau đó dùngtay quay lên cót tính năng cho máy ngắt, sau khi lò xo đã được tích năng dùng kết cấu

cơ điện thao tác bằng tay, đóng máy ngắt 35kV phân đoạn số 3 đưa điện 35kV từ thanhcái phân đoạn số 1 sang thanh cái 35kV phân đoạn số 2

4 Đóng cầu dao đo lường 35kV số 2 ở phân đoạn 2 đưa điện từ thanh cái 35kVvào biến thế đo lường 35kV/0,1kV số 2 và thu lôi 35kV

Chú ý: Khi thao tác cầu dao cách ly vào biến thế đo lường và tiếp đất phải thật

chính xác nếu nhầm lẫn rất nguy hiểm

5 Vào phòng điều khiển trung tâm đến bảng điện số 5 dùng tay vặn kiểm tra điện

áp và cách điện thanh cái 35kV nếu điện áp bình thường cách điện thanh cái tốt chotiến hành thao tác máy ngắt 35kV số 4 đóng điện 35kV từ thanh cái phân đoạn 2 vàobiến áp số 2, trình tự thao tác cũng như trình tự thao tác máy ngắt số 1 và số 3

tác bằng tay đóng máy ngắt số 31 đưa điện 6kV từ đầu ra máy biến áp chính số 2 lêngiàn thanh cái 6kV phân đoạn 2.

7 Dùng tay đẩy xe đẩy tay tại tủ số 30 đóng cách ly đưa điện từ thanh cái 6kVphân đoạn 2 vào biến áp đo lường 6/0,1kV và thu lôi 6kV tiếp theo kiểm tra cách điện6kV nếu ổn định không chạm đất, điện áp các pha đều nhau cho thao tác tiếp

8 Dùng tay đẩy máy ngắt số 22 đóng cách ly sau đó cắm phích điều khiển vàdùng tay quay lên cót tích năng, khi lò xo đã được tích năng đầy thì dùng tay đóngmáy ngắt tủ số 22 đưa điện vào biến thế tự dùng số 2-6/0,4kV

9 Thao tác đóng điện hạ áp tại bảng 5 đưa điện 380/220V vào tủ chỉnh lưu số 2sau đó đóng các mạch một chiều tại bảng số 6 và đóng tiếp các mạch tự dùng tại bảng 6

10 Sau khi tuần tự thao tác đóng các máy ngắt 6kV tại các tủ phân phối theo yêucầu và lệnh thao tác, lúc này việc thao tác đóng hay cắt các tủ phân phối 6kV cũng như máy ngắt35kV đều tiến hành thao tác bằng công tắc KK tại tủ hoặc tại phòng điều khiển trung tâm

Chú ý: Tất cả các máy ngắt 35kV cũng như 6kV sau khi thao tác đóng bằng tay

phải bật công tắc của động cơ tích năng về vị trí đóng điện để khi có mạch điều khiểnđộng cơ tích năng sẽ làm việc lên cót tích năng cho việc cắt hoặc đóng điện lần sau

2 Về phòng điều khiển trung tâm 6kV cắt hết các phụ tải có công suất lớn

3 Cắt máy ngắt 35kV số 4 vào máy biến áp số 2, tiếp theo cắt máy ngắt 35kV số

4 Dùng cần đẩy máy ngắt 35kV số 4 và số 3 về vị trí cắt cách ly và khoá cửa.

5 Cắt cầu dao cách ly số 2 vào máy biến thế áp đo lường 35/0,1kV số 2 sau đóđóng cách ly số 1 đưa điện vào máy biến thế đo lường 35/0,1kV

6 Dùng cần đẩy máy ngắt 35kV số 2 vào vị trí đóng cách ly sau đó dùng tayquay lên cót tích năng cho lò xo khi lò xo đã được tích năng dùng cơ cấu cơ điện bằngtay đóng máy ngắt 35kV đưa điện vào máy biến thế 35kV số 1

7 Đẩy máy ngắt tủ 12 vào vị trí đóng cách ly sau đó cắm phích dây điều khiển vàlên cót đóng máy ngắt dầu tủ 12

8 Đóng lại các tủ 6kV đã cắt (chú ý lúc này máy biến áp tự dùng 6/0,4kV vẫn

ở tủ số 30 nếu thời tiết xấu có mưa giông, sấm sét phải cắt tủ số 30 đóng tủ số 15 đểbảo vệ)

* Trường hợp mất điện phía 35kV do nhà máy nhiệt điện Uông Bí cắt

- Cho cắt các tủ phân phối 6kV có phụ tải lớn

- Không cắt các đầu vào 6kV cũng như 35kV

- Khi có điện trở lại cho thao tác đóng điện phục hồi các tủ 6kV đã cắt

2.3 Các hình thức bảo vệ trạm biến áp chính

Để bảo vệ trạm biến áp trung gian 35/6kV, trong trạm dùng các hình thức bảo vệsau:

2.3.1 Bảo vệ cực đại.

Bảo vệ cực đại sẽ tác động khi có sự cố ngắn mạch 2 pha, 3 pha Đây là loại bảo

vệ tác động có duy trì, được chỉnh định theo dòng ngắn mạch sau máy biến áp Hệthống bảo vệ đặt ở phía sơ cấp máy biến áp, vùng bảo vệ của hệ thống là sau máy biến

dòng 1LH đến thanh cái phía 6kV

Bảo vệ dòng cực đại làm việc theo sự tăng của dòng điện Khi làm việc bìnhthường hoặc khi làm việc quá tải dòng điện đi vào rơle nhỏ hơn dòng chỉnh định nên

tác động đưa tín hiệu đến rơle trung gian 1BCJ, rơle này tác động cắt máy cắt loạimáy biến áp ra khỏi lưới điện.

Sơ đồ nguyên lý cho trong hình 2.2

2.3.2 Bảo vệ quá tải

Khi máy biến áp làm việc quá tải thì dòng điện trong máy biến áp tăng lên Nếuxảy ra quá tải nhẹ tức là dòng điện quá tải bằng (1,1÷1,2) lần dòng điện định mức củamáy biến áp, sẽ có tín hiệu cảnh báo bằng chuông hoặc còi Khi xảy ra quá tải nặng,giá trị dòng điện qua rơle 1LJ, 3LJ tăng hơn dòng chỉnh định định mức, các rơle này sẽtác động đóng các tiếp điểm của nó trong mạch rơle thời gian và 2JS Sau một thờigian chỉnh định rơle tác động đưa tín hiệu tới rơle trung gian 1BCJ, rơle 1BCJ tácđộng

báo hiệu cho người trực trạm biết, máy biến áp đang làm việc quá tải để cắt bớt phụtải

Hình 2.2 Sơ đồ bảo vệ dòng cực đại và quá tải

2.3.3 Bảo vệ chạm đất một pha

Hiện nay Mỏ đang sử dụng 2 hình thức bảo vệ chạm đất một pha sau:

3I0BI0

+ Bảo vệ chạm đất một pha có chọn lọc

1 Bảo vệ chạm đất một pha không chọn lọc.

Khi xảy ra chạm đất 1 pha sẽ xuất hiện điện áp thứ tự không 3Uo cung cấpcho rơle điện áp XJJ, có mã hiệu DJ-131/60CN Rơle điện áp XJJ tác động cung cấptín hiệu cho đèn và còi báo sự cố chạm đất xảy ra

Hình 2.3 Sơ đồ bảo vệ chạm đất 1 pha không chọn lọc

2 Bảo vệ chạm đất một pha có chọn lọc.

Mạng điện 6kV của Mỏ là dạng hình tia, nên mỏ sử dụng các rơle bảo vệ khỏi

chạm đất 1 pha tác động theo dòng thứ tự không toàn phần, đi kèm với các máy biếndòng thứ tự không LJ-Φ65

Nguyên lý làm việc của bảo vệ như sau: Khi có chạm đất 1 pha ở khởi hành nàothì phía thứ cấp của máy biến dòng thứ tự không BI0 khởi hành đó xuất hiện dòng thứ

tự không 3I0, dòng điện này chạy qua rơle dòng điện RI Khi giá trị dòng điện này lớnhơn giá trị dòng chỉnh định thì rơle RI tác động đóng mạch cho rơle thời gian RTG.Sau 1 thời gian duy trì nó tác động đóng mạch cho rơle tín hiệu RG, rơle RG báo hiệucho người vận hành biết và đồng thời gửi tín hiệu sự cố đến máy cắt, tác động cắt máycắt của khởi hành đó

2.3.4 Bảo vệ so lệch của máy biến áp.

Bảo vệ làm việc dựa trên nguyên lý so sánh dòng điện đầu vào và dòng điệnđầu ra của phần tử được bảo vệ so sánh dòng điện thứ cấp của máy biến dòng đặt ởphía sơ cấp và thứ cấp của các các máy biến áp Nhiệm vụ của bảo vệ là chống ngắnmạch bên trong vùng bảo vệ của hệ thống từ sau máy biến dòng 1LH đến trước máybiến dòng 2LH

2.3.5 Bảo vệ bằng rơle khí.

Trong máy biến áp chính có lắp 1 rơle điện để bảo vệ sự cố bên trong máy biến

áp như: Chập mạch 1 số vòng dây, mức dầu trong máy biến áp hạ quá thấp so với mứcquy định Những nguyên nhân đó làm cho nhiệt độ trong máy biến áp tăng lên Khi sự

cố xảy ra nhẹ thì rơle WX sẽ tác động đóng tiếp điểm của nó lại và báo tín hiệu sự cố

Hình 2.5 Sơ đồ bảo vệ so lệch máy biến áp

máy cắt Máy cắt tác động cắt, loại máy biến áp ra khỏi lưới điệntới rơle tín hiệu 3WJ

sẽ báo tín hiệu sự cố qua rơle trung gian 1BCJ đến cuộn cắt của máy cắt Máy cắt tácđộng cắt, loại máy biến áp ra khỏi lưới điện

2.3.6 Bảo vệ quá áp thiên nhiên.

Quá áp thiên nhiên là hiện tượng quá điện áp phát sinh khi sét đánh trực tiếp vàocác thiết bị đặt ngoài trời (đường dây tải điện, thiết bị phân phối ngoài trời, các côngtrình điện vv)

Sự phóng điện của sét chỉ kéo dài vài chục micrô giây và điện áp tăng cao cótính xung kích, do đó nó ảnh hưởng rất lớn đến tình trạng cung cấp điện, cách điện củathiết bị

Để bảo vệ quá áp thiên nhiên cho trạm 35/6 kV, Công ty than Mạo Khê đã dùngcác phương pháp sau:

- Đối với đường dây vào trạm được bảo vệ bằng dây chống sét toàn tuyến Dâychống sét bố trí trên các đầu cột điện và được đấu nối tiếp đất Trị số quy định điện trởtiếp đất bằng 10 Ù nhằm ngăn ngừa sét đánh trực tiếp vào đường dây

- Để bảo vệ sét đánh trực tiếp vào trạm dùng 3 cột thu sét, mỗi cột cao khoảng35- 40m được bố trí theo tam giác đều Để bảo vệ sét đánh gián tiếp dùng van chống sét35kV loại FZ-35, phía 6kV loại PBC-6 có cấu tạo là một chuỗi khe hở phóng điện ghép nốitiếp các tấm điện trở phi tuyến Trên thanh cái đặt các van chống sét Van phía 35kV cógắn bộ đếm số lần sét đánh vào đường dây Các thông số của van phóng sét được ghitrong bảng 2.8

2.4 Các thiết bị đo lường.

2.4.1 Đo lường 35kV.

Phía 35kV trạm sử dụng máy biến áp đo lường JDJJ-35 để cung cấp điệncho mạch đo lường Thông số kỹ thuật của máy biến áp đo lường phía 35kV đượccho ở bảng 2.9

Bảng 2.9

MÃ HIỆU

Smax (VA)

Sơ cấp (kV)

Thứ cấp

Sơ đồ đo lường phía 35kV được giới thiệu theo hình 2.8

Hình 2.7 Sơ đồ đo lường phía 35k

2.4.2 Đo lường phía 6kV.

Thứ cấp

Hình 2.8 Sơ đồ đo lường phía 6kV

Đo lường dòng điện 6kV của các khởi hành người ta sử dụng máy biến dòng loạiTI-5015 và các đồng hồ ampe kế, đặc tính kỹ thuật được ghi trong bảng 2.11

Bảng 2.11

cấp (Ω)

Cấp chính xác

2.5 Hiện trạng mạng điện hạ áp.

2.5.1 Các trạm biến áp 6/0,69kV cung cấp cho các phụ tải.

Tại các mặt bằng công nghiệp và các công trường khai thác hầm lò đều đượcđặt các trạm biến áp khu vực biến đổi điện áp từ 6kV xuống 0,69kV cung cấp cho cácphụ tải Các máy biến áp có thông số kỹ thuật được cho ở bảng 2.12

Bảng 2.12

Tổn thất (kW) Không tải

Để cung cấp điện 6/0,69 kV cho các phụ tải trong lò, sử dụng các trạm biến áp khô

di động loại phòng nổ chứa thạch anh Các thông số kỹ thuật của các biến áp hầm lòđược ghi trong bảng 2.13

Hạ áp

Không tải

Có tải

Cung cấp điện hạ áp cho các phụ tải trong lò sử dụng một số loại cáp điện Liên

Xô chế tạo có các thông số kỹ thuật như trong bảng 2.14

ГPIII -3x70+1x16 0,26 0,062 256

Để điều khiển, đóng cắt cho các phụ tải hạ áp, sử dụng các khởi động từ củaTrung Quốc, Ba Lan, Liên Xô… như: QBZ-120, QC83-225, DW 80, KBZ-400……

Để bảo vệ ngắn mạch và phân đoạn cho từng khu vực hạ áp, dùng áptômát Fiđe,

có các thông số kỹ thuật như trong bảng 2.15

R’’c, (k Ω /ph)

R th , (k Ω /ph)

Loại mạng

sử dụng

Điện trở cách điện ổn định cực tiểu cho phép

Để đảm bảo an toàn phòng nổ và an toàn điện giật Công ty đã tiếp đất các thiết bịđiện, các công trình kim loại ở sát thiết bị điện như: Vỏ máy biến áp, vỏ hộp với cáp,các đường ống dẫn Hệ thống tiếp đất của Công ty bao gồm: tiếp đất trung tâm, tiếpđất cục bộ, dây nối tiếp đất trung tâm với cục bộ

Tiếp đất trung tâm bằng những tấm thép phẳng diện tích 0,8m2, bề dày 7mmchiều dài 3m, đặt trong hầm chứa nước Dây nối tiếp đất trung tâm với mạng tiếp đất

có tiết diện 100mm2

Để tiếp đất cục bộ cho các thiết bị điện như: khởi động từ, máy cắt tự động, hộpnối cáp Công ty dùng cọc tiếp đất bằng thép ống đường kính 35mm, dài 1,5m xungquanh thành ống khoan 20 lỗ đường kính 6mm để tăng cường sự tiếp xúc của ống vớiđất đá Dây tiếp đất cục bộ có tiết diện 50mm2 được nối với tiếp đất trung tâm tạothành mạng tiếp đất chung, điện trở tiếp đất quy định Rtđ <2 Ω (với mỏ hầm lò).

Việc tiếp đất vỏ máy di động được thực hiện bằng lõi thứ 4 trong đường cápmềm cung cấp điện Một đầu của lõi này được nối với vỏ thiết bị cung cấp điện đặt tạitrạm cung cấp điện lò chợ Bản thân vỏ các thiết bị cung cấp điện được tiếp đất nhờcác cọc tiếp đất cục bộ

2.6 Tình trạng sử dụng công suất của máy biến áp.

2.6.1 Xác định công suất trạm biến 35/6kV theo phương pháp biểu đồ phụ tải.

Đồ thị phụ tải ngày (24h) của Công ty than Mạo Khê được xây dựng trên cơ sở

số liệu được người trực trạm ghi lại qua đồng hồ đếm điện năng tác dụng và điện năngphản kháng Công suất tác dụng và công suất phản kháng của 07 ngày (từ ngày 11 đếnngày 17 tháng 2 năm 2017) được ghi trong bảng 2.17

Bảng 2.17

Wtd ,kWh

Năng lượng phản kháng Wpk , kVArh

Dựa vào số liệu trong bảng (2.17) ta có:

- Năng lượng tác dụng trung bình tiêu thụ trong một ngày đêm là:

Công suất tác dụng, công suất phản kháng tiêu thụ từng giờ một trong ngàyđiển hình được cho trong bảng 2.18.

2.6.2 Các thông số của biểu đồ phụ tải.

a, Phụ tải trung bình

Từ biểu đồ phụ tải xác định được các thông số sau:

- Công suất tác dụng trung bình :

dt

b, Phụ tải trung bình bình phương.

- Phụ tải tác dụng trung bình bình phương:

1,024

Giá trị của hệ số hình dáng 1 và từ các công trình nghiên cứu cho thấy hệ

số hình dáng thường là không thay đổi đối với các xí nghiệp cùng loại

- Hệ số sử dụng :

0,52

Hệ số này đặc trưng cho mức độ sử dụng công suất định mức của máy biến áp

2.6.3 Phụ tải tính toán được xác định như sau.

- Phụ tải phản kháng : 2804.8 (kVAr)

- Công suất tính toán của phụ tải mỏ được xác định như sau:

6300,7 (kVA)

- Hệ số mang tải máy biến áp

0.52

-Hệ số mang tải kinh tế :

Trong đó:

0,02 0,12 – hệ số đương lượng kinh tế ( kW/kVAr)

Từ bảng thông số kỹ thuật của máy biến áp ở phần trên,ta có:

24 (kW)

68,2 (kW)

5