Nghiên cứu đề xuất một số giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng điện năng cho các mỏ hầm lò công ty than uông bí

bộ giáo dục đào tạo tr-ờng đại học mỏ - địa chất NGUYN MNH HNG NGHIấN CU XUT MỘT SỐ GIẢI PHÁP NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG ĐIỆN NĂNG CHO CÁC MỎ HẦM LỊ CƠNG TY THAN UễNG B luận văn thạc sĩ kỹ thuật Hà nội - 2014 giáo dục đào tạo tr-ờng đại học mỏ - địa chất NGUYN MNH HNG NGHIấN CỨU ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG ĐIỆN NĂNG CHO CÁC MỎ HẦM Lề CễNG TY THAN UễNG B Ngành: Kỹ thuật điện Mà số: 60520202 luận văn thạc sĩ kỹ thuật ng-ời h-íng dÉn khoa häc TS Phạm Trung Sơn Hµ néi - 2014 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn cao học cơng trình nghiên cứu riêng cá nhân Các tài liệu, số liệu nêu luận văn trung thực Các luận điểm kết nghiên cứu chưa cơng bố cơng trình khác Hà Nội,15 tháng 10 năm 2014 Tác giả luận văn NguyÔn M¹nh Hïng MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG BIỂU LỜI MỞ ĐẦU Chương 1: Tỉng quan vỊ hƯ thống cung cấp điện mỏ than Công ty than U«ng BÝ 1.1.Khái quát hệ thống cung cấp điện mỏ than Công ty than Uông Bí 1.1.1.Hệ thống cung cấp điện mỏ 1.1.2.Trạm biến áp 35/6 kV cđa c¸c má 1.2 HƯ thèng cung cÊp ®iƯn néi Công ty 1.2.1.Mạng ®iƯn 6kV ë c¸c má 1.2.2.Đặc điểm cung cấp điện mỏ hầm lò Chng 2: Đánh giá tình trạng sử dụng điện mỏ Công ty than Uông Bí 13 2.1 Đánh giá tình trạng sử dụng mạng điện cao áp mỏ hầm lò Công ty than Uông BÝ 13 2.1.1 Công suất tiêu thụ mỏ xác định theo phương pháp biểu đồ phụ t¶i 13 2.1.2 Công suất trạm biến áp mỏ xác định theo phương pháp công suất đặt hệ số yêu cầu 21 2.1.3 Đánh giá trạng sử dụng trang thiết bị điện 24 2.2 Đánh giá tình trạng kỹ thuật mạng điện hạ áp mỏ hầm lò 26 2.2.1 Đặc điểm tổ chức hệ thống cung cÊp ®iƯn má 26 2.2.2 Đánh giá thực trạng vận hành mạng hạ áp mỏ hầm lò 31 2.3 Nhận xét 58 Chng 3: Nghiên cứu đề xuất số giải pháp nhằm nâng cao hiệu sử dụng điện mỏ than Công ty than Uông BÝ 60 3.1 Kh¸i qu¸t chung 60 3.2 Các giải pháp tổ chức quản lý 60 3.2.1 Tæ chøc vận hành hợp lý máy biến áp 60 3.2.2 Điều chỉnh biểu đồ phụ tải tõ giê cao ®iĨm sang thÊp ®iĨm 62 3.2.3 Khoán chi phí điện 63 3.3.1 Bù công suất phản kh¸ng 63 3.3.2 Bước dịch chuyển trạm biến áp 67 3.3.3 øng dơng c¸c thiÕt bị điều khiển phù hợp thực tế sản xuất mỏ hầm lò 73 HÖ sè c«ng suÊt cos 80 3.3.4 Nâng cấp điện áp từ 380V lªn 660V, 1140V 81 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO 91 DANH MC HèNH V Hình 1.1 Sơ đồ cung cấp điện cho mỏ hầm lò Hình 1.2 Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp 35/6kV mỏ Đồng Vông Hình 1.3 Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp 35/6kV mỏ Hồng Thái Hình 1.4: Sơ đồ cung điện qua giếng 11 Hình 1.5: Sơ đồ cung điện qua lỗ khoan 12 Hình 2.1 Biểu đồ phụ tải ngày điển hình mỏ Đồng Vông 16 Hình 2.2 Biểu đồ phụ tải ngày điển hình mỏ Hồng Thái 18 Hình 2.3 Sơ đồ thay cung cấp điện lò chợ IV-8-2 phân xưởng khai thác mỏ than Đồng Vông 32 Hình 2.4 Sơ đồ thay cung cấp điện lò chợ LC-IV-6-5P Phân xưởng khai thác mỏ than §ång V«ng 32 Hình 2.5 Sơ đồ thay cung cấp điện lò chợ IV-7-5 phân xưởng khai thác mỏ than Đồng Vông 33 Hình 2.6 Sơ thay th cung cấp điện lò chợ vỉa 12 mức +30 phân xưởng khai thác mỏ than Hång Th¸i 34 Hình 2.7 Sơ đồ thay cung cấp điện lò chợ vỉa 43 mức +30 phân xưởng khai th¸c má than Hång Th¸i 34 H×nh 2.8 Sơ đồ thay cung cấp điện lò chợ vỉa 47 mức +30 phân xưởng khai thác mỏ than Hång Th¸i 34 Hình 3.1 Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện khu vực khai thác mỏ 67 Hình 3.2: Sơ đồ mạch điều khiển động biến tần 74 Hình 3.3 Đặc tính ĐCKĐB ba pha điều khiển biến tần 75 mô men cản không thay đổi theo tốc độ 75 Hình 3.4 Sơ đồ khối ®iỊu khiĨn cho ®éng c¬ b¬m n­íc kV 77 b»ng bé nèi tÇng van 77 DANH MC BNG BIU Bảng 1.1 Thông số kỹ tht cđa m¸y biÕn ¸p Bảng 1.2 Các phụ tải điện 6kV mỏ Đồng Vông Bảng 1.3 Các phụ tải điện 6kV Công ty than Hồng Thái Bảng 2.1 Bảng theo dõi trạm 35/6 kV mỏ than Đồng Vông từ ngày 08/12/2013 đến ngày 14/12/ 2013 14 B¶ng 2.2 Bảng theo dõi trạm 35/6 kV mỏ than Hồng Thái từ ngày 08/12/2013 đến ngày 14/12/ 2013 14 B¶ng 2.3 Điện tiêu thụ trung bình ngày công suất tính toán mỏ năm gần ®©y 15 Bảng 2.4 Biểu đồ phụ tải ngày điển hình năm 2013 mỏ Đồng Vông 15 Bảng 2.5 Biểu đồ phụ tải ngày điển hình năm 2013 mỏ Hồng Thái 17 Bảng 2.6 Các thông số đặc trưng biểu đồ phụ tải 20 Bảng 2.7 Công suất tính toán mỏ Đồng Vông 22 Bảng 2.8 Công suất tính toán mỏ than Hồng Thái 23 Bảng 2.9 Công suất tính toán trạm biến áp 23 Bảng 2.10 Năng lực sử dụng trang thiết bị điện mỏ 25 Bảng 2.12 Số lượng chủng loại công suất máy biến áp 28 Bảng 2.13 Số lượng chủng loại cầu dao 28 Bảng 2.14 Số lượng chủng loại máng cào 28 Bảng 2.15 Số lượng chủng loại biến áp khoan chiếu sáng 28 Bảng 2.16 Số lượng chủng loại khởi động từ 29 Bảng 2.17 Số lượng chđng lo¹i trơc têi 29 Bảng 2.18 Số lượng chủng loại rơle rò 29 Bảng 2.19 Số lượng chủng loại quạt gió cục bộ, quạt gió 30 Bảng 2.20 Số lượng chủng loại tủ nạp tầu điện 30 Bảng 2.21 Số lượng chủng loại bơm nước 30 Bảng 2.22 Số lượng chủng loại máy ngắt 30 B¶ng 2.23 Số lượng, công suất thiết bị sử dụng 36 B¶ng 2.24 kÕt qu¶ tính cáp mềm theo điều kiện dòng nung nóng cho phép 38 Bảng 2.25 Kết tính toán cáp theo điều kiện dòng nung nóng cho phép 41 Bảng 2.27 Kết tính toán tổn thất điện áp từ trạm biến áp khu vực đến phụ tải công trường lựa chọn khảo sát 46 Bảng 2.28 Kết tính toán tổn thất công suất tổn thất điện máy biến áp công trường lựa chọn khảo sát 50 Bảng 2.29 Kết tính toán tổn thất công suất tổn thất điện cáp mềm công trường lựa chọn khảo sát 51 B¶ng 2.30 KÕt qu¶ tính toán tổn thất công suất tổn thất điện mạng cáp công trường lựa chọn khảo sát 54 Bảng 2.31 Tổng hợp kết tính toán tổn thất công suất tổn thất điện toàn mạng khảo s¸t 58 Bảng 3.1 Giá trị công suất giới hạn máy biến áp 35/6 kV 61 Bảng 3.2 Biểu giá sử dụng điện sau: 62 Bảng 3.3 Hiệu điều chỉnh biểu đồ phụ tải tõ giê trung b×nh 63 sang giê thấp điểm năm 63 B¶ng 3.4 HiƯu qu¶ kinh tÕ dïng bé tô bï 66 Bảng 3.5 Chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật hệ thống khai thác lò chợ thủy lực đơn+ xà khớp 70 Bảng 3.6 Sự thay đổi hiệu suất hệ số công suất động tải thay đổi 80 Bảng 3.7 Chi phí chuyển đổi cấp điện áp lò chợ IV-8-2 Phân xưởng Khai thác mỏ than Đồng Vông 84 Bảng 3.8 Chi phí chuyển đổi cấp điện áp lò chợ vỉa 12 mức +30 85 Phân xưởng KT4 mỏ than Hồng Thái 85 B¶ng 3.9 KÕt qu¶ tính toán tổn thất công suất tổn thất điện cáp mềm mỏ sau: 86 Bảng 3.10 Kết tính toán tổn thất công suất tổn thất điện cáp trục má nh­ sau: 87 Bảng 3.11 Tổng hợp tính toán tổn thất điện hệ thống cung cấp điện toµn má 88 B¶ng 3.12: Tỉng hợp chi phí tiết kiệm năm hai phân xưởng 88 Bảng 3.13 Tổng hợp hiệu nâng cấp điện áp từ 380V lên 660V trạm biến áp mỏ Đồng Vông, Hồng Thái 89 LỜI M U Tính cấp thiết đề tài Trong cơng tác khai thác mỏ hầm lị, việc chi phí điện chi phí lớn ảnh hưởng không nhỏ tới giá thành khai thác mỏ Các số liệu thống kê điện tiêu thụ từ nhiều năm cho thấy rõ toàn hệ thống thiết bị - phụ tải mạng điện mỏ hầm lò tiêu thụ điện lớn Xuất phát từ thực tiễn nêu trên, đề tài đặt nhiệm vụ nghiên cứu đánh giá khả tiết kiệm điện nhằm nâng cao hiệu sử dụng điện mỏ than hầm lị Cơng ty than ng Bí Do vậy, đề tài có tính cấp bách lớn mang tính thực tế sâu sắc Mơc ®Ých cđa ®Ị tµi Nghiên cứu đánh giá đề xuất số giải pháp nhằm nâng cao hiệu sử dụng điện cho mỏ hầm lị Cơng ty than ng Bí Cách tiếp cận, Phương pháp nghiên cứu, phạm vi nghiên cứu: - Các tài liệu kế hoạch khai thác, kế hoạch phát triển khai thác mỏ, hệ thống cung cấp điện mỏ than hầm lị Cơng ty than ng Bí - Phương pháp nghiên cứu: Tổng hợp, thống kê, kế thừa so sánh phương pháp thực địa - Phạm vi ứng dụng: Tại mỏ hầm lị Cơng ty than ng Bí Đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tµi - Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống cung cấp điện thiết bị điện hầm lị Cơng ty than Uụng Bớ Nội dung đề tài - Giới thiệu tổng quan hệ thống cung cấp điện mỏ hầm lị Cơng ty than ng Bí - Đánh giá sử dụng điện mỏ hầm lị Cơng ty than ng Bí - Nghiên cứu đề xuất giải pháp nhằm nâng cao hiệu sử dụng điện cho mỏ hầm lị Cơng ty than Uụng Bớ Phương pháp nghiên cứu Thu thập, thống kê số liệu, kết hợp với thông số kinh nghiệm nước có công nghiệp khai thác mỏ phát triển để tính toán thông số phục vụ cho mục đích nghiên cứu: ỏnh giỏ đề xuất số giải pháp nhằm nâng cao hiệu sử dụng điện cho mỏ hầm lị Cơng ty than ng Bí ý nghÜa khoa học thực Nâng cao hiệu sử dụng điện nhằm giảm chi phí sử dụng điện chủ trương lớn Đảng Chính phủ giai đoạn Trong giá thành khai thác cho than, chi phí điện chiếm tỷ trọng đáng kể, việc tìm giải pháp nhằm sử dụng hiệu điện mang lại hiệu kinh tế đáng kể, làm giảm giá thành sản phẩm, đề tài có ý nghĩa khoa học thực tiễn Cơ sở tài liệu Luận văn thực dựa sở tài liệu sau: + Các số liệu lưới điện cao áp hạ mỏ Công ty than Uông Bí + Điện tiêu thụ mỏ Công ty than Uông Bí năm gần + Các công trình nghiên cứu nâng cao hiệu sử dụng điện nước nước Cấu trúc luận văn Luận văn gồm phần mở đầu, ba chương phần kết luận kiến nghị trình bày 91 trang với hình bảng 79 trạm bơm nước trung tâm mức -150 tràng bạch thuộc mỏ than Đồng Vông lấy điện từ trạm biến áp 35/6kV mỏ than Hồng Thái có bơm công suất động Pm= 710 kW (hoạt động 01 bơm, 02 bơm dự phòng).Với đơn giá điện trung bình Co= 305đồng/kW.h lượng tiền tiết kiệm hàng năm: G =1056xPđmxC0 = 1056x 710x 1305 = 978.436.800 đồng Như sử dụng nối tầng van để điều chỉnh tốc độ động điều chỉnh suất bơm, điện tiêu thụ giảm đáng kể: cần giảm 15% tốc độ giảm 40% điện tiêu thụ * Đặc điểm tời trục, băng tải Các tời trục giếng nghiêng dẫn động động rôto dây quấn, khởi động điều chỉnh tốc độ điều khiển cắt trở, lượng vật liệu (than đất đá) chuyển chân giếng không liên tục nên tời trục vận hành chế độ ngắt quÃng, thường xuyên phải khởi động hÃm Băng tải, tời trục thiết bị có công suất lớn có mặt tất mỏ khai thác hầm lò Công ty than Uông Bí Qua việc khảo sát cho thấy băng tải sử dụng cấp điện áp 660 V 380 V truyền động động xoay chiều rôto lồng sóc khởi động trực tiếp qua khởi động từ Các tời trục, băng tải mỏ hầm lò Công ty than Uông Bí thường chạy non tải gián đoạn chạy không tải ứng dụng biến tần để điều khiển cho tời trục, băng tải Biện pháp để tiết kiệm điện (giảm tổn thất điện năng) áp dụng cho tời trục, băng tải cung cấp cho động qua biến đổi điện áp tần số Việc sử dụng thiết bị tự động ghi nhận tải động để tự động điều chỉnh điện áp tần số dòng điện cung cấp cho động luôn tạo chế độ làm việc định mức có hiệu suất định mức (đm) hệ số công suất định mức (cosđm) tương ứng với công suất tải (Pt) Như với giải pháp việc tiết kiệm điện giảm đồng thời tổn thất công suất tác dụng động giảm tổn thất công suất tác dụng lưới điện Tổn thất công suất tác dụng động mang tải Pt < Pđm xác định Pt = (1- t).Pt + kkt Pt tgt ( 3.16 ) 80 đó: t - hiệu suất động ứng với tải Pt; tgt- xác định từ hệ số công suất cost ứng với tải Pt động cơ; kkt - đương lượng kinh tế hệ thống điện Tổn thất công suất tác dụng động cung cấp qua biến tần: Pđm = (1- đm).Pt + kkt Pt tgđm ( 3.17 ) Vì đm > t, tgt > tgđm (do cost < cosđm) nên ứng với giá trị tải Pt, lượng tổn thất công suất tác dụng tiết kiệm được: P = Pt - P®m = Pt.[(®m - t + kkt (tgt - tg®m)] ( 3.18 ) Sù thay ®ỉi hiƯu st  hệ số công suất cos theo hệ số mang tải động kt Pt động thông dụng (loại A Nga) dẫn b¶ng 3.4 Pdm Sè liƯu dÉn b¶ng 3.5 có hiệu tải động Pt 70%Pđm 50% thời gian chu kỳ làm việc động chu kỳ làm việc với hệ số công suất trung bình costb0,7 Với động có Pt 30%Pđm thiết bị biến đổi không cho hiệu tiết kiệm điện Bảng 3.6 Sự thay đổi hiệu suất hệ số công suất động tải thay đổi Hiệu suất , % Hệ số công suất cos Loại Công suất động định mức, (kW) 0,25 0,50 0,75 1,0 0,25 0,50 0,75 1,0 A52-4 7,0 0,78 0,86 0,88 0,86 59,5 74,5 63,5 87,0 A61-4 10 0,50 0,77 0,85 0,88 80,5 86,5 87,5 87,5 A62-4 14 0,61 0,78 0,86 0,88 83,5 87,5 88,5 88,5 A71-4 20 0,60 0,79 0,86 0,88 85,0 90,0 90,0 89,0 A72-4 28 0,60 0,81 0,87 0,88 81,0 87,0 89,0 90,0 A81-4 40 0,57 0,79 0,87 0,89 74,5 79,5 90,5 90,5 A82-4 55 0,68 0,81 0,86 0,89 77,5 86,5 90,0 91,0 A91-4 75 0,67 0,83 0,88 0,89 85,5 91,0 92,0 91,0 A92-4 100 0,67 0,80 0,88 0,89 88,0 89,5 92,0 92,0 Tải so với công suất định mức kt 81 Hiện mỏ sử dụng loại ®éng c¬ A81- cã P®m = 40 kW, cos®m= 0,89; đm = 90,5% làm việc non tải với kt = 0,5 Lượng giảm tổn thất công suất tác dụng tiết kiệm động cung cấp thông qua biến tần là: P Pt dm   t  k kt (tg t  tg dm )  200,905  0,795  0,12(0,776  0,512)  2,934 (kW ) ®ã: kkt = 0,12kW/kVAr - đương lượng kinh tế hệ thống điện tính đến chỗ đấu động Giả thiết động làm việc với thời gian T = 5.000 h/năm lượng điện tiết kiệm được: W = P.T = 2,934 x 5000 = 14.670 (kW.h/năm) Với đơn giá điện Co = 1.305 đồng/kW.h, lượng tiền tiết kiệm hàng năm: C = Co W = 1.305 x 14.670 = 19.144.350 ® Đơn giá tủ biến tần 40kW-400V loại SJ300 HITACHI có giá trung bình ko = 50 USD/kW tương đương ko = 1.106 đồng/kW Như giá mua thiết bị (chi phí đầu tư): K = 40.1.106 = 40.106,đ Thời gian thu håi vèn: T K 40.10   2,09 năm C 19,144.350 Việc đầu tư có hiệu Ngoài ưu điểm tiết kiệm điện năng, thiết bị HITACHI thiết bị khởi động êm dịu theo phương pháp điện leo, giảm tổn thất công suất khởi động động giảm dao động điện áp mạng điện 3.3.4 Nâng cấp điện áp từ 380V lên 660V, 1140V 3.3.4.1 Nguyên tắc chung Việc nâng cấp điện áp phải thực theo nguyên tắc tận dụng tối đa thiết bị có: + Các động phòng nổ sử dụng cấp điện áp 380V Liên xô Trung Quốc chế tạo, tình trạng nguyên bản, có sơ đồ đầu dây stato dạng tam giác, chuyển sang dạng đấu sao, động làm việc 82 cấp điện áp 660V Các loại biến áp di động phòng nổ có cuộn thứ cấp chuyển đổi cho mức điện áp 660V + Các khởi động từ, máy cắt Liên Xô Trung Quốc chế tạo đà đảm bảo điều kiện làm việc cấp điện áp 660V + Hầu hết loại cáp điện phòng nổ sử dụng mỏ Liên xô (trước đây) Liên bang Nga (hiện nay) Trung Quốc chế tạo, nên có ®đ ®iỊu kiƯn ®Ĩ chun sang lµm viƯc ë cÊp điện áp 660V + Đối với máy biến áp đặt miệng lỗ khoan cửa lò lựa chọn phương án sử dụng tủ bù tụ điện, dựa sở tính toán kinh tế kỹ thuật Trong mỏ, trình chuyển cấp điện áp triển khai theo khu vực, nhằm khai thác hiệu thiết bị chưa thích ứng với cấp điện áp Đối với thiết bị điện cải tạo được, điều chuyển sang khu vực chưa nằm diện nâng cấp điện áp giai đoạn đầu, thiết bị tiếp tục khai thác sử dụng lưới 380V xảy cố cần đưa quấn lại Đối với khu vực khai thác mỏ xây dựng, áp dụng hệ thống cung cấp điện hạ áp 660V; mỏ khai thác xuống sâu có nhu cầu cấp thiết mở rộng sản xuất, nâng cao chiều dài công suất lò chợ, cần chuyển sang làm việc cấp điện áp 1140V Trong giai đoạn đầu, cần triển khai thực nâng cấp điện áp số khu vực khai thác sản xuất tập trung, mỏ có nhu cầu mở rộng có thiết bị điện chủ yếu Liên Xô, Trung Quốc chế tạo như: Đồng Vông, Hồng Thái 3.3.4.2 Một số khó khăn trước mắt cần phải khắc phục Một số động hoạt động liên tục quạt cục bộ, bơm nước máng cào không dạng nguyên bản, đà bị cháy quấn lại nhiều lần, nên không khả chuyển đổi cách đấu dây để thích ứng cấp điện áp 660V Đối với biến áp điều khiển khởi động từ thường đà phải quấn lại nên không nấc lấy 660V, cần phải quấn lại Khi nâng cấp điện áp, cần phải trọng nâng cao độ an toàn hiệu sử dụng điện mạng lưới điện mỏ Các rơle rò sử dụng 83 mạng 380V không thích hợp mạng nâng cấp, cần phải thay toàn rơle cho phù hợp với điều kiện 3.3.4.3 Các giải pháp kỹ thuật nâng cấp điện áp a Chuyển đổi sơ đồ đấu dây thiết bị điện từ tam giác sang sao, cụ thể là: biến áp di động phòng nổ, chuyển đổi sơ đồ đấu dây cuộn thứ cấp; biến áp khoan chiếu sáng, chuyển đổi sơ đồ đấu dây cuộn sơ cấp chuyển nấc điện áp làm việc cho biến áp điều khiển; động phòng nổ, chuyển đổi sơ đồ đấu dây b Sửa chữa, cải tạo thay chi tiết: máy cắt loại AB, AB Liên Xô, DW- 8O Trung Quốc cần thay cuộn cắt cho phù hợp với cấp điện áp Đối với khởi động từ, cần thay cuộn công tắc tơ chuyển nấc điện áp làm việc cho cuộn sơ cấp biến áp điều khiển để phù hợp với cấp điện áp Đối với biến áp động đổi cách đấu nối cần phải đưa đến đơn vị chuyên ngành quấn lại để phù hợp với cấp điện áp 660V Sau sửa chữa xong cần kiểm định lại độ cách điện, điều kiện an toàn nổ an toàn tia lửa cấp điện áp 660V c Bổ xung thiết bị thoả mÃn yêu cầu kỹ thuật an toàn 3.3.4.4 Tổ chức thực Để thực tiến trình chuyển đổi điện hạ áp từ 380 V lên 660V, đơn vị sản xuất than hầm lò cần phải đánh giá cụ thể, tổng hợp tình trạng kỹ thuật khả thích ứng với điện áp 660V Trên sở đó, lựa chọn phân xưởng triển khai cải tạo giai đoạn đầu, lập phương án điều chuyển nội thiết bị có khả thích ứng với điện áp 660V, lập kế hoạch tổ chức cải tạo, sửa chữa mua sắm thiết bị mới, đáp ứng nhu cầu cần thiết Trong phạm vi ngành, cần theo dõi, tổ chức đánh giá tình trạng an toàn khu vực khai thác sau cải tạo; lập báo cáo tổng kết giai đoạn, biên soạn qui trình hướng dẫn tổ chức thực tiếp mỏ lại; hướng dẫn quy trình kiểm định thiết bị sau sửa chữa cải tạo 84 3.3.4.5 Hiệu kinh tế nâng cấp điện áp từ 380 V lên 660 V Hiện mỏ than Đồng Vông Hồng Thái thuộc Công ty than Uông Bí số vị trí dùng cấp điện áp 380V, cần đánh giá hiệu kinh tế nâng cấp điện áp hai mỏ Chi phí tính toán phương án chuyển đổi cấp điện áp mỏ thống kê bảng 3.7 3.8 Bảng 3.7 Chi phí chuyển đổi cấp điện áp lò chợ IV-8-2 Phân xưởng Khai thác mỏ than Đồng Vông Loại thiết bị Mà hiệu Trạm biến áp -240/6/0,4 Máy cắt AB-2A; DW80-350 - 63 Số lượng Đà qua Còn sửa nguyên chữa Chuyển đổi cách đấu dây cn thø cÊp 5.000 1 Thay ®ỉi cuén 0K 1500 Thay cuén c«ng tắc tơ (K), chuyển nấc sơ cấp biến áp điều khiển 3.500 Quấn lại động 12.000 1 Đổi cách đấu dây cuộn dây stator Quấn lại XRB2B(A) chuyển cách đấu dây 500 A M01 chuyển cách đấu dây 500 Khởi động từ -125 QJZ-200 QBZ-120 Máng cào SKAT80 Qu¹t cơc bé FBD-2x15 BM- 6 Têi JD-11,4 Rơle rò JY-82A 10 Cáp điện H Tổng kinh phÝ Kinh phÝ (x1000®) 2 Trạm bơm Biến áp chiếu sáng Giải pháp 1 Thay thÕ ®iƯn trë ®Ĩ thÝch øng víi ®iƯn áp Giữ nguyên hệ thống cáp cũ, thay đoạn cáp bị hỏng 500 1.200 250 8.000 32.950 85 Bảng 3.8 Chi phí chuyển đổi cấp điện áp lò chợ vỉa 12 mức +30 Phân xưởng KT4 mỏ than Hồng Thái Loại thiết bị Mà hiệu Số lượng Đà Còn qua nguyên sửa chữa Giải pháp Kinh phí (x1000đ) 1.Trạm biến áp -250/6/0,4 Chuyển đổi cách đấu dây cuộn thứ cấp 5.000 Máy cắt AB-2A; DW80-350 1 Thay đổi cuộn 0K 1.000 Khëi ®éng tõ ПВИ - 63 ПВИ-125 Б QJZ-200 QBZ-120 2 1 3.000 Thay cuộn công tắc tơ (K), chuyển nấc sơ cấp biến áp điều khiển SKAT80 Quấn lại động Đổi cách đấu dây cuộn dây stator Máng cào Quạt cục FBD-2x15 Tời JD-11,4 Trạm bơm Biến áp chiếu sáng Quấn lại 12.000 250 1.200 XRB2B(A) chuyển cách đấu dây 500 A-M01 chuyển cách đấu dây 250 Rơle rò JY-82A 10 Cáp điện H 1 Thay điện trở để thích ứng với điện áp Giữ nguyên hệ thống cáp cũ, thay đoạn cáp bị hỏng Tổng kinh phí 250 10.000 33.450 Tổn thất công suất tổn thất điện điện mỏ dựa dòng tính toán thực tế thống kê bảng 3.9 3.10 86 Bảng 3.9 Kết tính toán tổn thất công suất tổn thất điện cáp mềm mỏ sau: Điện áp 380V Hồng Thái Đồng Vông Tên má TuyÕn c¸p R () L2 L5 L7 L9 L11 L14 L16 L18 L20 L22 L24 L26 L28 L30 L32 Điện áp 660V W (kWh/ năm) 21,32 81,47 349,09 335,88 61,08 102,56 90,27 90,27 85,75 2,73 526,83 91,29 91,29 91,29 2,73 2024 21,32 Itt (A) P (kW) 3,88 47,6 47,6 30,17 16,82 16,63 20,48 20,48 19,92 1,39 37,71 20,48 20,48 20,48 1,39 0,0021 0,0503 0,0340 0,0328 0,0059 0,0100 0,0088 0,0088 0,0083 0,0003 0,0512 0,0088 0,0088 0,0088 0,0003 0,24 W (kWh/ năm) 7,09 171,57 115,93 111,77 20,27 33,96 30,04 30,04 28,42 0,91 174,62 30,04 30,04 30,04 0,91 815 3,88 0,002 7,086 3424,9 49,15 0,333 1137,1 0,115 393,52 50,51 0,038 130,54 28,9 0,018 59,83 16,63 0,006 19,810 0,013 35,7 0,050 169,54 20,48 0,016 55,80 L14 0,012 35,7 0,046 156,50 20,48 0,015 51,50 L15 0,013 35,7 0,050 169,54 20,48 0,016 55,80 L17 0,046 2,4 0,001 2,73 1,39 0,000 0,909 L19 0,009 65,5 0,116 395,12 37,71 0,038 130,97 L20 0,046 2,4 0,001 2,73 1,39 0,000 0,909 L24 0,009 35,7 117,38 20,48 L26 0,009 35,7 0,034 0,034 1,475 117,38 20,48 0,011 0,011 0,5 38,63 38,63 1668 Itt (A) P (kW) 6,73 32,8 82,6 52,3 29,2 28,9 35,5 35,5 34,6 2,41 65,5 35,7 35,7 35,7 2,41 0,006 0,024 0,102 0,098 0,018 0,030 0,026 0,026 0,025 0,001 0,154 0,027 0,027 0,027 0,001 0,593 L2 0,046 0,0074 0,005 0,012 0,007 0,012 0,007 0,007 0,007 0,046 0,012 0,007 0,007 0,007 0,046 Céng 0,046 6,7 0,006 L4 0,046 85,3 L7 0,005 87,7 L9 0,007 L12 Céng 1,004 5030 87 B¶ng 3.10 Kết tính toán tổn thất công suất tổn thất điện cáp trục mỏ sau: Điện áp 380V Hồng Thái Đồng Vông Tên má TuyÕn c¸p R () L1 L3 L4 L6 L8 L10 L12 L13 L15 L17 L19 L21 L23 L25 L27 L29 Itt (A) P (kW) 0,003 0,005 0,007 0,002 0,01 0,017 0,003 0,002 0,002 0,02 0,017 0,013 0,013 0,012 0,012 0,017 244 240 108 72,5 37,6 13,1 143,5 62,5 49,1 33,2 17 1,1 81 49,7 33,6 17,2 0,536 0,864 0,245 0,032 0,042 0,009 0,185 0,023 0,014 0,066 0,015 0,000 0,256 0,089 0,041 L31 0,013 1,1 L1 Céng 0,004 L3 0,007 L5 0,005 L6 0,007 L8 0,005 L10 0,015 L11 0,015 L16 0,015 L16 0,036 L18 0,005 L20 0,036 L21 0,036 L25 0,036 Céng 193,8 0,015 0,0005 7,16 0,451 189,8 0,757 134,7 0,272 99,4 61,2 46,8 32,5 17,1 27,9 32,9 32,9 31,7 15,8 0,207 0,056 0,099 0,048 0,013 0,084 0,016 0,117 0,109 0,027 4,4 Điện áp 660V W (kWh/ năm) Itt (A) P (kW) W (kWh/ năm) 1827,7 2947,1 835,5 107,6 144,7 29,85 632,16 79,95 49,34 225,6 50,27 0,16 872,8 303,3 138,6 51,46 140,94 138,65 62,35 41,72 21,69 7,55 82,66 35,94 28,24 19,07 9,77 0,63 46,57 28,63 19,33 9,9 0,179 0,288 0,082 0,010 0,014 0,003 0,061 0,008 0,005 0,022 0,005 0,000 0,085 0,030 0,013 609,81 983,59 278,47 35,622 48,142 9,916 209,76 26,436 16,322 74,428 16,605 0,053 288,51 100,65 45,883 0,005 17,050 0,16 0,63 25979 1537,3 0,0002 2,54 0,053 8662 113,8 0,155 530,09 2580,4 111,5 0,261 890,22 928,3 79,1 0,094 320,13 707,7 58,4 0,072 244,05 191,6 35,9 0,019 66,09 336,2 27,5 0,034 115,91 162,1 19,1 0,016 55,82 44,88 10,0 0,005 15,47 286,8 16,4 0,029 98,84 55,4 19,3 0,006 19,12 398,7 19,3 0,040 137,65 370,2 18,6 0,037 127,31 91,96 9,29 0,009 1,52 31,79 5196 15064 88 Các tiêu kinh tế, kỹ thuật đạt sau nâng cấp điện áp thống kê bảng 3.11 đến 3.12 Bảng 3.11 Tổng hợp tính toán tổn thất điện hệ thống cung cấp điện toàn mỏ Tổn hao điện năng; W(kWh) Cấp điện áp 380 V Tên mỏ Cáp Cáp mềm Đồng Vông 25979 2024 Hồng Thái 15064 5030 Cáp C¸p chÝnh mỊm 28003 8662 20094 5196 Tỉng W CÊp điện áp 660 V (kWh/ Tổng năm) 2761 11423 16580 2652 7848 12246 Từ kết tính toán bảng 3.9 ta tính chi phí tiết kiệm điện nâng cấp điện áp cho lò chợ IV-8-2 Phân xưởng Khai thác mỏ than Đồng Vông, lò chợ vØa 12 møc +30 cđa Ph©n x­ëng KT4 má than Hồng Thái bảng 3.10 C = Co x [W(380V) - W(660V)] ( 3.19 ) ®ã: C, chi phÝ tiÕt kiệm điện hàng năm, (VNĐ) Co, đơn giá điện lấy trung bình, 1.305 (VNĐ) W, tổn hao công suất mạng, (kW/năm) Bảng 3.12: Tổng hợp chi phí tiết kiệm năm hai phân xưởng W W (380V) (660V) Đồng Vông 28003 11423 1305 21.637 Hồng Thái 20094 7848 1305 15.981 Tên mỏ Co (VNĐ) C (x1000đ) Thời gian thu hồi vốn xác định: T K C ®ã: T - thêi gian thu håi vốn; (năm) K - tổng chi phí đầu tư; (VNĐ) ( 3.20 ) 89 C - chi phÝ tiÕt kiÖm hàng năm; (VNĐ) Đối với mỏ Đồng Vông nâng cấp điện áp lò chợ: từ KT1 đến KT7; Đối với mỏ Hồng Thái nâng cấp điện áp 12 lò chợ: từ KT1 đến KT12 Kết tính toán tổng hợp bảng 3.13 Bảng 3.13 Tổng hợp hiệu nâng cấp điện áp từ 380V lên 660V trạm biến áp mỏ Đồng Vông, Hồng Thái Kinh phí Tên mỏ chuyển cấp điện áp W, Co C (kWh/năm) (VNĐ) (x1000đ) T (năm) Đồng Vông 296.550.000 113.621 1.305 148.275 Hång Th¸i 434.850.000 208.161 1.305 271.781 1.6 Từ kết tính toán nhận thấy rằng, giải pháp nâng cấp điện áp mang lại hiệu kinh tế đáng kể Đối với mạng vận hành đảm bảo điều kiện kỹ thuật việc nâng cấp điện áp cho phép khả phát triển lâu dài tương lai, đồng thời làm giảm đáng kể tổn thất điện năng, giảm giá thành sản phẩm 90 KT LUN V KIẾN NGHỊ Những kết luận văn thể điểm sau Đánh giá tổng quan mạng điện mỏ tình trạng sử dụng điện mỏ Cơng ty than ng Bí Đề xuất số giải pháp hữu hiệu nhằm giảm thiểu chi phí điện hạ áp thành sản phẩm, mang lại hiệu kinh tế xã hội đáng kể: + Đề xuất giải pháp tổ chức quản lý vận hành trạm + Đưa sâu cao áp gần đến phụ tải, xác định bước dịch chuyển trạm phù hợp với thực tế sản xuất + Xác định công suất bù tối ưu trạm đặt ngồi cửa lị + Áp dụng phương pháp đại hố cơng nghiệp điện tử cơng suất, ứng dụng thiết bị điều khiển như: biến tần, nối tầng van, khởi động mềm Khi công nghệ khai thác xuống sâu, với gia tăng chiều dài, tăng suất lò chợ công suất lắp đặt thiết bị, cấp điện áp 380V bộc lộ hạn chế, làm cản trở phát triển mỏ Khi chiều dài suất lị chợ tăng, mức độ giới hố tự động hoá tăng, xét phương diện kinh tế kỹ thuật, nên chuyển cấp điện áp lên 660V 1140V Việc chuyển cấp điện áp lên 660V, 1140V phối hợp hai cấp tuỳ thuộc vào tình hình cụ thể Tuy nhiên nâng cấp điện áp cần thiết phải giải vấn đề đảm bảo an toàn điện giật Qua nghiên cứu khảo sát cho thấy, mỏ Hồng Thái sử dụng số trạm biến áp di động lị, mỏ Đồng Vơng cịn số diện sản xuất dùng chủ yếu trạm biến áp đặt ngồi cửa lị Khi chiều dài trung bình tuyến cáp tăng, ảnh hưởng xấu đến chất lượng cung cấp khu vực khai thác, nên cần có lộ trình thay dần trạm biến áp khu vực Kiến nghị Qua kết tính tốn cho thấy phương pháp đề xuất nhằm nâng cao hiệu sử dụng điện đem lại hiệu rõ rệt Vì tác giả đề xuất áp dụng vào thực tế sản xuất Công ty để nâng cao suất sản xuất, hạ giá thành sản xuất than, nâng cao mức sống người lao động 91 TÀI LIỆU THAM KHO Trần Bá Đề (2003), Giáo trình trạm điện, Trường Đại học - Địa chất - Hà Nội Hoàng Hữu Hiên, Nguyễn Đức Lượng, Bạch Quang Minh, Nguyễn Đô Thiện, Nguyễn Đức Trung (1977) Sổ tay điện má,(TËp1) NXB khoa häc kü tht, Hµ Néi Ngun Anh Nghĩa, Trần Bá Đề (1977) Giáo trình Điện khí hoá mỏ NXB Giao thông vận tải Hà Nội Nguyễn Anh Nghĩa (1977), An toàn mỏ, Giáo trình dùng cho cao học ngành mạng hệ thống điện mỏ, Trường đại học mỏ - Địa chât, Hà nội Ngun Anh NghÜa, Ngun Hanh TiÕn (2005) Tỉ chøc cung cấp điện mỏ, Giáo trình dùng cho cao học ngành mạng hệ thống điện mỏ Trường Đại học mỏ - Địa chất, Hà Nội Nguyễn Anh Nghĩa (2007), Tổ chức cung cấp điện mỏ NXB Giao thông vận tải, Hà Nội Nguyễn Đức Trung (1970), Kỹ thuật mỏ trường Đại học - Địa Chất, Hà nội П Л СВЕТЛИЧНЫЙ (1971), СПРАВОЧНИК ЭНЕРГЕТИКА УГОЛЬНОЙ ШАХТЫ, ИЗДАТЕЛЬСТВО “НЕДРА”, МОСКВА 5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 P (kW), Q (kVAr) P Q Pmax=4493kW 10 12 Qmax=1855kVAr 14 16 18 20 22 Hình 2.2: Biểu đồ phụ tải ngày điển hình mỏ than Hồng Thái t (gi) Qtb=1449,6kVAr Ptb=3528,5kW 24 3000 2500 2000 1500 1000 500 P (kW), Q (kVAr) Pmax=2200kW 10 12 Q P Qmax=955kVAr 14 16 18 20 22 Hình 2.1: Biểu đồ phụ tải ngày điển hình mỏ than Đồng Vông t (giờ) Qtb=694kVAr Ptb=1634kW 24 ... giá sử dụng điện mỏ hầm lị Cơng ty than ng Bí - Nghiên cứu đề xuất giải pháp nhằm nâng cao hiệu sử dụng điện cho mỏ hầm lị Cơng ty than ng Bí 2 Phương pháp nghiên cứu Thu thập, thống kê số liệu,... giá tình trạng sử dụng điện mỏ Công ty than Uông Bí 2.1 Đánh giá tình trạng sử dụng mạng điện cao áp mỏ hầm lò Công ty than Uông Bí Để nghiên cứu tình trạng sử dụng trang thiết bị điện, tác giả... liệu sau: + Các số liệu lưới điện cao áp hạ mỏ Công ty than Uông Bí + Điện tiêu thụ mỏ Công ty than Uông Bí năm gần + Các công trình nghiên cứu nâng cao hiệu sử dụng điện nước nước Cấu trúc luận