Nghiên cứu đánh giá, lựa chọn thiết bị bảo vệ rò điện phù hợp với các mạng hạ áp hầm lò vùng uông bí, quảng ninh

Bộ Giáo dục Đào tạo Trờng Đại học Mỏ - Địa chất * Lê minh khơng Nghiên cứu đánh giá, lựa chọn thiết bị bảo vệ rò điện phù hợp với mạng hạ áp hầm lò vùng uông bí, Quảng Ninh Chuyên ngành: Điện khí hoá mỏ Mà số: 60.52.52 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Ngời hớng dẫn TS Kim Ngäc Linh Hμ Néi – 2011 Lêi cam ®oan Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực cha đợc công bố công trình khác Tác giả luận văn Lê Minh Khơng Mục lục Trang Trang phụ bìa Lời cam đoan Môc lôc Danh mục hình vẽ đồ thị Danh mục bảng Mở đầu 01 Chương TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VỀ THIẾT BỊ BẢO VỆ RÒ TRONG CÁC MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP KHU VỰC MỎ HẦM LÒ 1.1 Tổng quan nghiên cứu bảo vệ rò mạng hạ áp mỏ hầm lò 04 1.2 Mục tiêu phương pháp nghiên cứu ………………………… 07 Chương ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN AN TỒN CÁC THIẾT BỊ BẢO VỆ RỊ SỬ DỤNG TRONG CÁC MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP KHU VỰC MỎ HẦM LỊ VÙNG NG BÍ - QUẢNG NINH 2.1 C¬ së lý thuyết bảo vệ rò mạng điện hạ áp khu vực mỏ hầm lò 09 2.1.1 Điều kiện an toàn điện giật mạng trung tính cách ly 09 2.1.2 Các biện pháp chung để phòng ngừa điện giật 10 2.1.3 Nhiệm vụ yêu cầu bảo vệ rò điện 11 2.1.4 Các đặc tính bảo vệ rò điện 12 2.1.5 Các nguyên lý xây dựng sơ đồ bảo vệ khỏi rò điện 16 2.2 Đánh giá ®iỊu kiƯn an toµn thiết bị bảo vệ rị mạng điện hạ áp khu vực mỏ hầm lò vùng ng Bí - Quảng Ninh……………………… 26 2.2.1 Tổ chức cung cấp điện hạ áp lị vùng ng Bí-Quảng ninh… 26 2.2.2 Xác định thông số cách điện mạng so với đất 32 2.2.3 Xác định trị số dòng điện rò qua người chạm phải pha 37 mạng điện mỏ hầm lị vùng ng Bí – Quảng ninh 2.2.4 Đánh giá điều kiện an toàn thit b bảo vệ rò mạng điện hạ áp khu vực mỏ hầm lị vùng ng Bí - Quảng Ninh 42 Chương NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT LỰA CHỌN SỬ DỤNG THIẾT BỊ BẢO VỆ RÒ ĐIỆN TRONG CÁC MẠNG HẠ ÁP KHU VỰC MỎ HẦM LỊ VÙNG NG BÍ - QUẢNG NINH 3.1 Đặt 3.2 Đề xuất lựa chọn thiết bị bảo vệ rò cho mỏ hầm lò vùng Uông BíQuảng Ninh 59 59 3.2.1 Nhiệm vụ vµ yêu cầu ca cỏc thit b bảo vệ rò điện mỏ hầm lò 59 3.2.2 Đề xuất lựa chọn thiết bị bảo vệ rò cho mỏ hầm lò vùng Uông Bí 62 Kết luận kiến nghị 73 Tài liệu tham khảo 74 Danh mục hình vẽ v đồ thị Tên hình Nội dung Trang Hình 2-1 Sơ đồ tơng đơng mạng điện m an toàn điện giật 09 Hình 2-2 Sơ đồ tơng đơng mạng điện mỏ rò pha đặc tính 12 Hình 2-3 Sơ đồ tơng đơng mạng điện mỏ rò hai pha đặc tính 13 Hình 2-4 Sơ đồ tơng đơng mạng điện mỏ rò ba pha đặc tính 14 Hình 2-5 Đặc tính bảo vệ rò kể đến Rth 15 Hình 2-6 Sơ đồ nguyên lý bảo vệ rò sử dụng điện áp thứ tự không 17 Hình 2-7 Đặc tính bảo vệ rò sử dụng điện áp thứ tự không 18 Hình 2-8 H×nh 2-9 Sơ đồ nguyên lý kiểm tra điện trở cách điện dùng lọc dòng điện thứ tự khụng Sơ đồ nguyên lý bảo vệ rò sử dụng nguồn đo độc lập 18 20 Hình 2-10 Sơ đồ nguyên lý bảo vệ rò sử dụng nguồn đo độc lập (sơ đồ 3B) 20 Hình 2-11 Đặc tính bảo vệ rò sử dụng nguồn đo độc lập 21 Hình 2-12 Sơ đồ nguyên lý kiểm tra cách điện dùng nguồn đo tần số thấp 23 Hình 2-13 Sơ đồ nguyên lý kiểm tra cách điện Bôgđanốp R A 23 Hình 2-14 Rơle rò sử dụng sơ đồ hỗn hợp Saiacberốp N S 25 Hình 2-15 Bảo vệ rò chọn lọc dùng máy biến dòng chiều 25 H×nh 2-16 Hình dạng rơ le rị УΑКИ 43 H×nh 2-17 Sơ đồ nguyên lý rơ le rò УΑКИ - 380V 44 H×nh 2-18 Hình dáng rơ le rị JY-82 47 H×nh 2-19 Sơ đồ ngun lý rơ le rị JY-82A 48 H×nh 2-20 Sơ đồ nguyên lý rơ le rị JL-82 51 H×nh 2-21 Sơ đồ ngun lý mạch bù điện dung rơ le rò АЗAK 53 H×nh 2-22 Sơ đồ nguyên lý khối kiểm tra cách điện ПВИ-250БТ 55 Sơ đồ nguyên lý rơle rò có bù điện dung không đối xứng 71 Hình 3-1 Danh mục bảng Bảng 2-1 Cu hỡnh mng hạ áp hầm lị vùng ng Bí 27 B¶ng 2-2 Tổng hợp cấu hình mạng hạ áp vùng ng Bí 31 Bảng 2-3 Bảng 2-4 Kết tính thông số cách điện mng h ỏp vựng Uụng Bớ Tng hp kết tính thơng số cách điện mạng hạ áp khu vực hầm lị vùng ng Bí 32 36 Kết tính trị số dịng điện qua người bù B¶ng 2-5 B¶ng 2-6 khơng bù thành phần điện dung dòng rò ( U f = 380V ; Rn = = 1000Ω ) gn KÕt qu¶ so sánh dòng rò qua ngời với dòng an toàn lâu dài dòng an toàn khoảnh khắc 38 41 Bảng 2-7 Tổng hợp thiết bị điều khiển mạng hầm lò vùng Uông Bí 42 Bảng 2-8 Tổng hợp thiết bị bảo vệ rò mạng hầm lò vùng Uông Bí 42 Bảng 2-9 Tổng hợp rơle bảo vệ rò 660V mạng hầm lò vùng Uông Bí 43 Bảng 2-10 Thông số kỹ thuật rơle rò 45 Bảng 2-11 Thông số kỹ thuật rơle rò JY- 82A 46 Bảng 3-1 Thông số cách điện mng h ỏp mỏ Vàng Danh 62 Bảng 3-2 Thông số cách điện mng h ỏp mỏ ng Vụng 65 Bảng 3-3 Thông số cách điện mng h ỏp mỏ Hồng Thái 66 Bảng 3-4 Thông số cách điện mng h ỏp m Nam Mẫu 68 MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiết đề tài Hiện tồn ngành than nước ta nói chung vµ ngành khai thác than hầm lị nói riêng bước hồn thiện q trình giới hóa điện khí hóa Chiến lược tăng tốc phát triển ngành than sản xuất than hầm lò năm gần năm tới đặt yêu cầu cao chất lượng cung cấp điện Đi đơi với việc giới hóa cơng tác khai thác than hầm lò việc nâng cấp điện áp mạng từ 380 V, lên 660 V 1140 V Trong điều kiện làm việc khắc nghiệt mỏ than hầm lò, việc nâng cấp điện áp làm cho vấn đề an toàn điện trở nên cấp bách Như biết có ưu điểm riêng mà mạng điện áp mỏ hầm lò thường mạng ba pha trung tính cách ly Đặc điểm mạng ba pha trung tính cách ly pha chạm đất điện trở cách điện giảm xuống trước có pha khác chạm đất khơng có dấu hiệu cố Đặc điểm làm cho nguy điện giật tăng lên Muốn đề phòng nguy phải có biện pháp kiểm tra theo dõi liên tục tình trạng cách điện mạng Nói cách khác, để nâng cao mức an tồn điện phải khơng ngừng nâng cao độ tin cậy hệ thống bảo vệ rị điện Tuy nhiên, cơng trình nghiên cứu trạng thái cách điện mạng điện hạ áp khu vực hầm lị vùng Quảng Ninh nói chung khẳng định rằng, điện trở cách điện xác lập thực tế thấp điện trở cắt để chỉnh định rơ le bảo vệ rị Vì việc sử dụng rơ le rò mạng hạ áp mỏ hầm lị vùng Quảng Ninh nói chung vùng ng Bí nói riêng khơng thật an toàn Những điều nêu cho thấy vấn đề cấp thiết đặt cần phải nghiên cứu để lựa chọn thiết bị bảo vệ rò cho phù hợp với điều kiện thực tế mỏ hầm lị vùng ng Bí – Quảng Ninh nhằm đảm bảo an toàn điện giật, an toàn nổ hỏa hoạn Mục đích nghiên cứu luận văn Đề xuất lựa chọn thiết bị bảo vệ rị điện phù hợp nhằm đảm bảo an tồn điện giật điều kiện vận hành mạng điện hạ áp hầm lị vùng ng Bí – Quảng Ninh Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu luận văn mạng điện hạ áp xoay chiều khu vực hầm lị vùng ng Bí – Quảng Ninh thiết bị bảo vệ rị thơng dụng Phạm vi nghiên cứu Trong khuân khổ luận văn, tác giả không đề cập tất dạng bảo vệ mạng điện hạ áp mỏ hầm lò mà sâu nghiên cứu lựa chọn thiết bị bảo vệ rò điện – dạng bảo vệ quan trọng mạng điện hạ áp khu vực hầm lò Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu tổng quan thiết bị bảo vệ rò mạng hạ áp mỏ hầm lị vùng ng Bí – Quảng Ninh - Nghiên cứu lý thuyết bảo vệ rò điện - Nghiên cứu lựa chọn thiết bị bảo vệ rò phù hợp với điều kiện mạng hạ áp hầm lị vùng ng Bí – Quảng Ninh Ý Nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn luận văn Đã xây dựng sở lý luận cho việc lựa chọn thiết bị bảo vệ rò phù hợp với mạng điện hạ áp hầm lị vùng ng Bí - Quảng Ninh Kết nghiên cứu luận văn tham khảo lựa chọn chỉnh định thiết bị bảo vệ rò mạng hạ áp xoay chiều 660V mỏ hầm lị vùng ng Bí-Quảng Ninh Những kết đạt luận văn - Đánh giá điều kiện an toàn điện giật mạng điện hầm lị vùng ng Bí - Đánh giá điều kiện an toàn điện giật thiết bị bảo vệ rò sử dụng mạng hạ áp hầm lò vùng Quảng Ninh - Đã đề xuất lựa chọn thiết bị bảo vệ rò phù hợp với điều kiện vận hành mạng điện hạ áp mỏ hầm lị vùng ng Bí - Quảng Ninh Bố cục luận án Luận văn trình bầy gồm Phần mở đầu, Phần kết luận, 03 chương phần phụ lục Chương 1: Trình bày nghiên cứu tổng quan thông số cách điện mạng thiết bị bảo vệ rị điện hạ áp vùng ng Bí giới Trong chương tác giả phân tích đánh giá kết nghiên cứu có liên quan đến đề tài luận văn, nêu vấn đề tồn nhiệm vụ mà luận văn phải nghiên cứu, giải Chương 2: Trên sở số liệu từ thực tế sử dụng công thức thực nghiệm nghiên cứu công bố, tác giả đánh giá điều kiện an tồn mạng điện hạ áp hầm lị rơle bảo vệ rị vùng ng Bí Kết nghiên cứu chương sở để đề xuất lựa chọn thiết bị bảo vệ rò phù hợp với điều kiện mạng hạ áp hầm lị vùng ng Bí - Quảng Ninh Chương 3: Trình bày kết nghiên cứu đề xuất lựa chọn thiết bị bảo vệ rò phù hợp cho mạng hạ áp khu vực hầm lò vùng ng Bí – Quảng Ninh Phần kết luận tổng kết kết nghiên cứu chủ yếu luận văn số kiến nghị tác giả Chương TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VỀ THIẾT BỊ BẢO VỆ RÒ TRONG CÁC MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP KHU VỰC MỎ HẦM LÒ 1.1 Tổng quan nghiên cứu bảo vệ rò mạng hạ áp khu vực mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh [3, 4] Trong mạng hầm lị sử dụng rộng rãi mạng trung tính cách ly Nhằm đảm bảo an toàn phương diện điện giật, luật an toàn buộc phải trang bị cho mạng điện hầm lò rơ le bảo vệ rò Từ năm 40 kỷ 20, Liên xô trước đây, tác giả nêu vấn đề kiểm tra tự động trạng thái cách điện mạng ba pha trung tính cách ly Olecnơvich N.V Iasnômi V.K nghiên cứu áp dụng cho mạng điện mỏ Lêibôv R.M, Relikhovski Kh.M, Murdanov.M., v.v Các nghiên cứu họ xây dựng sở khoa học cho việc kiểm tra cách điện mạng trung tính cách ly điện áp 1000V Rơ le rị loại PYB Lêibơv R.M nghiên cứu việc kiểm tra liên tục điện trở Ôm cách điện tiến hành cắt tự động mạng cách điện mạng giảm xuống mức quy định PYB sử dụng nguồn đo chiều nguồn đo phụ để kiểm tra điện trở cách điện Về sau, mỏ than hầm lị Liên xơ sử dụng rộng rãi loại rơ le rò УАКИ Khác với rơ le rò loại PYB sử dụng nguồn đo chiều nguồn đo phụ, rơ le rò УАКИ dòng đo chiều nhận từ việc chỉnh lưu dòng điện xoay chiều mạng điện kiểm tra (thường gọi sơ đồ van) Rơ le rị УАКИ có nhiều ưu điểm so với thiết bị bảo vệ rò khác sơ đồ đơn giản, khơng cần nguồn ni riêng, dịng đo khơng phụ thuộc vào 60 b) Thực việc phát tín hiệu báo động tự động (âm hay ánh sáng) điện trở cách điện mạng giảm đến giá trị giới hạn c) Cắt toàn mạng hay phần xẩy cố trạng thái cách điện, ví dụ người chạm phải pha mạng Các dụng cụ thiết bị kiểm tra điện trở cách điện cần phải thỏa mãn yêu cầu sau đây: Chế độ làm việc dụng cụ cần phải không phụ thuộc vào điện dung mạng Phản ứng điện trở cách điện giảm đối xứng khơng đối xứng Có điện trở cao để không ảnh hưởng đáng kể đến điện trở cách điện mạng Có độ nhạy đủ lớn Không tác động nhầm xảy q trình q độ đóng cắt thiết bị điện Đảm bảo độ xác cần thiết điện áp lưới dao động Có độ tin cậy đủ lớn tất dạng hư hỏng mà dụng cụ chịu trách nhiệm bảo vệ Trong trường hợp thiết bị kiểm tra cách điện phải cắt mạng cắt phần mạng phải đảm bảo số yêu cầu phụ sau: a) Tổng thời gian cắt tc ≤ (0,1 0,2)s b) Không tác động nhầm xảy q trình q độ, u cầu có ý nghĩa đặc biệt quan trọng yêu cầu tác động nhanh c) Tính độc lập làm việc sơ đồ bảo vệ dao động điện áp lưới điều kiện cắt cần phải đảm bảo đặc biệt tốt giới hạn dao động cho phép áp lưới sơ đồ có tác động nhầm lẫn d) Trong điều kiện cần thiết sơ đồ cần phải đảm bảo cắt chọn lọc, tức có nhiều phân nhánh rơ le cắt phân nhánh bị cố 61 Trong thực tế loại thiết bị bảo vệ rị đảm bảo đầy đủ đẩm bảo tất yêu cầu nhiệm vụ nêu Hiện tại, mạng 660V vùng ng Bí - Quảng Ninh trang bị loại rơ le rò УΑКИ, JY-82, АЗAK JL-82 Đặc điểm loại rơ le trình bày chi tiết chương Cụ thể, ưu nhược điểm chúng là: R le rũ có u điểm có cấu tạo tơng đối đơn giản, không cần nguồn nuôi riêng, tạo đợc đặc tính bảo vệ rò biến dạng nh tắc, làm việc tin cậy Nhợc điểm loại rơ le chế độ làm việc bị ảnh hởng tạo dao động điện áp lới, khả tự động kiểm tra tình trạng phần tử sơ đồ mạch, độ nhạy thấp, mạch bù không hiệu điện dung mạng thay đổi nhiều Rơ le rò AK phần kiểm tra cách điện bảo vệ cắt có u nhợc điểm tơng tự rơ le rò Riêng phần bù thành phần điện dung dòng rò có khả bù tự động theo điện dung mạng điện nên hiệu bù cao Tuy nhiên, mạch điện phức tạp nên thực tế sử dụng điều kiện mỏ hầm lò dễ h hỏng thờng tác dụng bù tự động sau thời gian ngắn vận hành Rơ le rò JL-82 có u điểm mạch đà sử dụng phần tử bán dẫn có điều khiển nh tiristor (SCR), tranzitor tiếp giáp (UJT) làm tăng độ nhạy độ tin cậy Điện cảm bù điều chỉnh liên tục nhờ điều chỉnh dòng từ hoá chiều Chế độ làm việc phụ thuộc vào dao động điện áp lới Nhợc điểm loại rơ le không tạo đợc đặc tính bảo vệ rò biến dạng khả tự động kiểm tra tình trạng phần tử thành phần bảo vệ Mạch bù điện dung thuộc loại bù tĩnh nên không hiệu quả, điện dung mạng thay đổi nhiều trình làm việc 62 Rơ le rò JY-82 có u điểm mạch đà sử dụng phần tử bán dẫn có điều khiển nh tiristor (SCR), dùng khuếch đại thuật toán làm phần tử so sánh tạo thời gian trễ làm tăng độ nhạy độ tin cậy Chế độ làm việc phụ thuộc vào dao động điện áp lới Cuộn bù có nhiều nấc nên lựa chọn điện cảm bù phù hợp với điện dung mạng Nhợc điểm loại rơ le không tạo đợc đặc tính bảo vệ rò biến dạng khả tự động kiểm tra tình trạng phần tử thành phần bảo vệ Mạch bù điện dung thuộc loại bù tĩnh nên không hiệu quả, điện dung mạng thay đổi nhiều trình làm việc Nh vậy, loại rơ le rò có rơ le rò AK có khả tạo đợc đặc tính bảo vệ rò biến dạng Rơle rò JY-82 JL-82 có khả tạo đợc đặc tính bảo vệ rò tắc Cả loại có mạch bù điện dung nhng có rơle rò AK có bù tự động nhng làm việc không tin cậy Ba loại , JY-82 JL-82 có khả bù tĩnh, JY-82 điều chỉnh bù không liên tục JL-82 điều chỉnh bù liên tục nhờ điều chỉnh dòng từ hoá chiều Nhợc điểm chung loại rơ le rò khả tự động kiểm tra tình trạng sn sng lm vic phần tử sơ đồ bảo vệ 3.2.2 Đề xuất lựa chọn thiết bị bảo vệ rò cho mỏ hầm lò vùng Uông Bí Quảng Ninh Đối với mạng hạ áp hầm lò mỏ than Vàng Danh Thông số cách điện mạng hạ áp mỏ Vàng Danh nêu bảng 3-1 Bảng 3-1 Thông số cách điện mạng hạ áp mỏ Vàng Danh T Tên mạng điện N, L, km r, kΩ C, μF Khu vực mặt giếng phụ +120 11 0,341 20,747 0,1196 Ga lò +105 giếng Vàng Danh 0,48 28,248 0,137 Khu vực mặt cửa lị giếng 0,393 23,923 0,126 63 Vàng Danh Khu vực sân ga chân trục giếng phụ trạm bơm trung tâm thoát nước 14 0,797 17,301 0,178 giếng Vàng Danh Lò nạp ắc quy tầu mức +0 0,591 23,933 0,151 Khu vực lò xuyên vỉa mức +0 0,682 31,056 0,163 12 1,325 19,455 0,245 Lò vỉa 5, 6, mức +210 khu II cánh gà Lò chợ I-8-1 22 1,537 11,99 0,272 Lò chợ I-8-2 11 1,056 20,747 0,211 10 Khu vực CII-7-1 GVD 31 1,486 10,912 0,266 11 Khu lò chợ 3C, 5A V4(2) - TVD 25 2,137 10,752 0,349 12 V4-6 TVD khu tây Vàng Danh 10 0,645 22,222 0,158 13 Lò chợ II-7-3 giếng Vàng Danh 13 1,01 18,315 0,205 0,615 34,482 0,154 Lò chợ II-7-3 giếng Vàng Danh 14 (cung cấp điện lò V7 cánh tây mức +0) 15 Lò vỉa ốc khu tây Vàng Danh 18 0,685 14,164 0,163 16 Khu vực sân ga mặt mức +139 0,39 28,248 0,126 17 Khu I mức +115 giếng CG 13 1,849 18,315 0,312 22 1,143 11,99 0,222 18 Lò phân tầng số khoảnh IV V5 Đơng Vàng Danh 19 Lị chợ vỉa Tây Vàng Danh 20 1,03 12,987 0,208 20 Lò DVchợ I-7-1, dọc vỉa mức +115 1,278 28,248 0,239 21 Cúp nối V8-8A 14 0,783 17,301 0,176 22 Lò VTMC +17/+0/-17 13 0,803 18,315 0,178 23 Vỉa khu II GCG 12 0,890 19,455 0,19 13,52 1,096 20,048 0,198 Trung bình 64 Tõ b¶ng 3-1 cho thÊy 23 mạng hạ áp lò mỏ Vàng Danh cã hai m¹ng khu vùc Lị chợ II-7-3 giếng Vàng Danh (cung cấp điện lò V7 cánh Tây mức +0) Khu vc lũ xuyờn va mc +0 có điện trở cách điện lớn 30k/pha nên sử dụng bốn loại rơ le rò , JY-82, AK v JL-82 Điện trở cắt tới hạn cho rơle rò chọn mức rth = 30k Trong 21 mạng hạ áp lại có: 15 mạng hạ áp có điện trở cách điện lớn 15k/pha nhỏ 30k/pha, để dảm bảo cho rơ le làm việc cần chọn điện trở cắt nhỏ đến rth = 15k Tuy nhiên để đảm bảo điều kiện an toàn điện giật cần tăng điện trở cắt rò pha tức rơ le rò phải có khả tạo đờng đặc tính biến dạng Vì mạng rơ le rò phù hợp loại AK Song AK không làm việc tin cậy mỏ hầm lò vùng Uông Bí nên phù hợp chọn rơ le rò Đối với mạng hạ áp có điện trở cách điện nhỏ 15k/pha, để dảm bảo cho rơ le làm việc cần chọn điện trở cắt nhỏ đến rth = 10k Tuy nhiên nguy hiểm mạng làm việc vùng dòng rò lớn dòng an toàn khoảnh khắc Do điện dung mạng hạ áp hầm lò mỏ Vàng Danh không lớn (trung bình 0,198 F/pha) nên sử dụng mạch bù có rơle rò với mức bù đấu vào hai đầu cuộn bù Đối với mạng hạ áp hầm lò mỏ Đồng Vông Thông số cách điện mạng hạ áp mỏ Đồng Vông nêu bảng 3-2 65 Bảng 3-2 Thông số cách điện mạng hạ áp mỏ Đồng Vông TT Tờn mng in N, L, km r, kΩ C, μF Lò DVPT V5 +250/+280 0,445 25,906 0,133 Lò DVPT V5 +270, +291 11 0,325 20,746 0,117 Vỉa 6, 7, mức +320/LV 34 2,3 10,21 0,37 13 1,335 18,31 0,247 21 1,42 12,468 0,257 13 1,09 18,315 0,215 18 1,325 14,164 0,245 1,135 31,055 0,221 20 0,93 12,987 0,195 24 2,315 11,135 0,372 10 Lò ngầm vỉa 6A mức +71/100/LV Lò vận tải V6A -100 Lò DV8 mức +340 LCIV-82P, lò DV8 +385 LCIV-8-1P Khu vực lò V7 mức +320 +280 Lò XV +260 Khu vực lò DV IV-8-1 mức +260, khu vực lị mức +300 Khu đơng Vàng Danh mức +60/LV 11 Lò ngầm +131/+60 0,6 34,482 0,152 12 Lị DVPT +60, DV8+60 19 1,21 13,55 0,23 Trung bình 16 18,444 0,2299 Trong 12 mạng hạ áp lò mỏ Đồng Vông có hai mạng khu vực Lũ ngm +131/+60 Khu vc Lũ XV +260 có điện trở cách điện lớn 30k/pha nên sử dụng bốn loại rơ le rò , JY-82, AK v JL-82 Điện trở cắt tới hạn cho rơ le rß cã thĨ chän møc rth = 30kΩ 10 mạng lại phải sử dụng rơ le rò Trong 10 mạng hạ áp lại có: 66 mạng hạ áp có điện trở cách điện lớn 15k/pha nhỏ 30k/pha, để dảm bảo cho rơ le làm việc cần chọn điện trở cắt nhỏ đến rth = 15k Với mạng hạ áp có điện trở cách điện nhỏ 15k/pha, để ảm bảo cho rơle làm việc cần chọn điện trở cắt nhỏ đến rth = 10k Tuy nhiên nguy hiểm mạng làm việc vùng dòng rò lớn dòng an toàn khoảnh khắc Đối với mạng hạ áp hầm lò mỏ Hồng Thái Thông số cách điện mạng hạ áp mỏ Hồng Thái nêu bảng 3-3 Bảng 3-3 Thông số cách điện mạng hạ áp mỏ Hồng Thái TT Tên mạng điện N, L, km r, kΩ C, μF Lò xuyên vỉa 46-47 mức +251 1,425 23,923 0,258 Lò xuyên vỉa đá +125 khu Hồng Thái 1,955 31,056 0,326 Lò xuyên vỉa +155 khu Tràng Khê III 21 2,632 12,469 0,413 0,525 43,236 0,143 1,145 23,923 0,223 0,26 34,483 0,109 14 1,975 17,301 0,329 Lò dọc vỉa đá +30 vỉa 10 khu Tràng Khê III Lò dọc vỉa tây +250 vỉa 12 mặt +115 Trạm quạt số lò xuyên vỉa +200 Lò dọc vỉa vận tải +30 vỉa 18 quay đơng Lị dọc vỉa đá +30 vỉa 9B 1,505 34,483 0,269 Lị dọc vỉa +200 vỉa 18 đơng 13 2,325 18,315 0,374 10 Lò xuyên vỉa dọc vỉa 24 mức +30 16 1,175 15,576 0,226 11 Lò xuyên vỉa +30-HT 0,46 44,248 0,135 12 Lò xuyên vỉa +125 19 1,630 13,55 0,285 13 Các lò vỉa 43 16 1,390 15,576 0,254 67 14 Lị thượng thơng gió +125/+248 0,45 25,907 0,134 15 Lò DVT +125C.T V45 2,21 25,907 0,359 16 Lò dọc vỉa đá +251 vỉa 46 1,245 32,056 0,235 17 Lò dọc vỉa than +125 V45 18 2,095 14,164 0,344 18 Lò thượng +190/+250 V46 1,47 31,056 0,264 10,278 1,19 25,402 0,26 Trung bỡnh Trong 18 mạng hạ áp lò mỏ Hồng Thái có mạng gồm: Lũ thng +190/+250 V46, Lò dọc vỉa đá +251 vỉa 46, Lò xuyên vỉa +30-HT, Lò dọc vỉa đá +30 vỉa 9B, Trạm quạt số lò xuyên vỉa +200, Lò dọc vỉa đá +30 vỉa 10 khu Tràng Khê III, Lò xuyên vỉa ỏ +125 khu Hng Thỏi có điện trở cách điện lớn 30k/pha nên sử dụng bốn loại rơ le rò , JY-82, AK v JL-82 Điện trở cắt tới hạn cho rơ le rò chọn mức rth = 30k 11 mạng lại phải sử dụng rơ le rò Trong 11 mạng hạ áp lại có: mạng hạ áp có điện trở cách điện lớn 15k/pha nhỏ 30k/pha, để đảm bảo cho rơ le làm việc cần chọn điện trở cắt nhỏ đến rth = 15k i vi mạng hạ áp có điện trở cách điện nhỏ 15k/pha, để ảm bảo cho rơ le làm việc phi chọn điện trở cắt nhỏ đến rth = 10k Tuy nhiên nguy hiểm mạng làm việc vùng dòng rò lớn dòng an toàn khoảnh khắc Đối với mạng hạ áp hầm lò mỏ Nam Mẫu Thông số cách điện mạng hạ áp mỏ Nam Mẫu nêu bảng 3-4 68 Bảng 3-4 Thông số cách điện mạng hạ áp mỏ Nam Mẫu TT Tên mạng điện Lò thượng khai thác V6+140/+155 N, L, km r, kΩ C, μF 16 1,3 15,576 0,242 0,558 28,249 0,147 0,421 34,483 0,13 0,875 23,923 0,188 16 1,37 15,576 0,251 13 1,015 18,315 0,206 25 1,69 10,753 0,292 10 1,637 22,222 0,286 0,704 31,056 0,166 Lò XV +125 TIIA, lò DV9 TIV-:-TV khu cánh bắc, lò thượng TGV9-1 +125/+200 Lò thượng TG-VTV9 L1 +125/+200 T.IV-T.V khu cánh bắc Lò V6 +140/+190 T.IIA-:-T.I ( tuyến 1) Lò V6 +140/+190 T.IIA-:-T.I ( tuyến 2) Lò chợ V6A T.IIA-:-T.III Lò chợ V7 +160/+170 T.1-:- R.G, thượng V7 +125/+200 T.1-:-R.G Lò XVVTBT số mức -40 (nhánh số 1) Lò XVVTBT số mức -40 (nhánh số 2) 10 Lò phân tầng +225 vỉa 10 0,88 22,222 0,189 11 Lò thượng TGV7 +50/+125 0,615 28,249 0,155 1,05 32,483 0,21 0,73 23,923 0,169 12 13 Lò DV5 mức +125 T.IIA-:T.I Lò DV6 đá +125 69 T.IIA-:-T.V, lò PTV6 +160 T.V-:-T.VI 14 Lò chợ V6A +125/+200 T.IV-:-F.400 1,32 25,907 0,245 15 V7 +125/+200 T.V-:-F305 12 0,78 19,455 0,176 16 Lò chợ V5 T.IIA-:-T.IVA 22 1,885 11,99 0,317 13 1,07 18,315 0,213 14 0,835 17,301 0,183 12 1,34 19,455 0,248 0,49 23,923 0,139 11 1,05 20,747 0,21 18 0,845 14,164 0,184 17 1,27 14,837 0,239 11,9 1,032 21,527 0,212 17 18 19 20 21 22 23 Lò chợ V4 T.IIA-:-T.IIIA (nhánh 1) Lò chợ V6 +155/+190 T.IIA:-T.I Lò chợ V7 trụ +125/+200 T.V-:-F305 Lò thượng VT V5 +200/+250 T.V-:-F400 Lò chợ V7 lớp trụ +125/+200 TV-:-F400 Lò chợ V6 +135/+160 T.III:-T.IIA Lò chợ V5 +160/+200 T.III:-T.IIA Trung bỡnh Trong 23 mạng hạ áp lò mỏ Nam Mẫu có mạng gồm: Lũ DV5 mức +125 T.IIA-:-T.I, Lò XVVTBT số mức -40 (nhánh số 2), Lò thượng TG-VTV9 L1 +125/+200 T.IV-T.V khu cỏnh bc, có điện trở cách điện lớn 30k/pha nên sử dụng bốn loại rơ le rò , JY-82, AK v JL-82 Điện trở cắt tới hạn cho rơ le rò chọn mức rth = 30k 20 mạng lại phải sử dụng rơ le rò Trong đó: 70 16 mạng hạ áp có điện trở cách điện lớn 15k/pha nhỏ 30k/pha, để đảm bảo cho rơ le làm việc cần chọn điện trở cắt nhỏ đến rth = 15k mạng hạ áp có điện trở cách điện lớn 10k/pha nhỏ 15k/pha, để đảm bảo cho rơ le làm việc cần chọn điện trở cắt nhỏ đến rth = 10k Tuy nhiên nguy hiểm mạng làm việc vùng dòng rò lớn dòng an toàn khoảnh khắc Nhận xét chung định hớng lựa chọn thiết bị bảo vệ rò cho mạng hạ áp hầm lò vùng Uông Bí Quảng Ninh nh sau: - Các mạng có số thiết bị đấu vào N sử dụng rơ le rò khả tạo đặc tính biến dạng nh JL-82, JY-82 Trung Quốc Điện trở cắt tới hạn chỉnh mức 30 k - Đối với mạng có số thiết bị đấu vào N > cần sử dụng loại rơ le rò có khả tạo đặc tính biến dạng nh Điện trở cắt tới hạn rơ le rò cần phải chỉnh giảm thích hợp đến giá trị rth = 15k - Mạch bù điện dung rơ le rò , JY-82 chọn mức ứng với điện dung mạng từ 0,2-:-0,5 F Khi sử dụng rơ le rò JL-82 cần định kỳ điều chỉnh lại điện cảm bù cách thay đổi dòng từ hoá chiều theo hớng dẫn hÃng Tuy nhiên mỏ hầm lò vùng Uông Bí Qảng Ninh tồn nhiều mạng điện có điện trở cách điện thấp (điện trở cách điện mạng 660V nhỏ 15k/pha ) Đó mạng Lũ ch V5 +160/+200 T.III-:-T.IIA, Lũ chợ V6 +135/+160 T.III-:-T.IIA, Lò chợ V5 T.IIA-:-T.IVA, Lò chợ V7 +160/+170 T.1-:-R.G, thượng V7 +125/+200 T.1-:-R.G (má Nam MÉu) Lò xuyên vỉa +155 khu Tràng Khê III, Lò xuyên vỉa +125, Lò dọc vỉa than +125 V45 (má Hång Th¸i) Vỉa 6, 7, mức +320/LV, Lị vận tải V6A -100, Khu vực lò V7 mức +320 +280, Khu vực lò DV IV-8-1 mức +260, khu vực lò mức +300, Khu đơng Vàng Danh mức +60/LV, Lị DVPT +60, DV8+60 (mỏ 71 Đồng Vông) Lũ ch va Tây Vàng Danh, Lò phân tầng số khoảnh IV V5 Đơng Vàng Danh, Lị vỉa ốc khu tây Vàng Danh, Khu lò chợ 3C, 5A V4(2) – TVD, Khu vực CII-7-1 GVD, Lị chợ I-8-1 (má Vµng Danh) Đối với mạng dù có bù hoàn toàn thành phần điện dung trang bị rơ le rò có đặc tính biến dạng lớn đảm bảo điều kiện an toàn điện giật Vì vậy, để sử dụng rơ le rò có cần áp dụng giải pháp làm tăng điện trở cách điện mạng nh: Vệ sinh, lau chùi bảo dỡng theo định kỳ; sấy cách điện để trì điện trở cách điện theo quy phạm an toàn; thay cáp cũ cáp mới; lắp đặt cáp nơi khô đờng lò; sử dụng doăng đệm tiêu chuẩn để loại trừ khả thâm nhập ẩm bụi bẩn vào bên đầu cáp hộp nối cáp; nâng cao điện trở cách điện cáp tới giá trị xác lập cách cắt bỏ hai đầu cáp sau thời gian sử dụng; giảm bớt số thiết bị đấu vào mạng v.v Trờng hợp cao đợc điện trở cách điện mạng, để vận hành mạng đảm bảo an toàn điện giật, sử dụng thiết bị bảo vệ rò chế tạo theo mô hình rơ le rò có bù điện dung không đối xứng Hình 3-1 sơ đồ nguyên lý loại rơ le [3] CC K A B C MBA R2 R2 R2 Mod A BADL Mod B C0 C0 Z V2 T R5 + IC1 R6 C2 C3 − R8 + R14 + 15VOA Dz C6 + 24V D2 R16 V1 dZ R7 Z Z OptoTriac DH V3 kΩ Lb Z KT D1 D1 D1 R3 Z C BAN R15 R4 ModC C0 R1 R1 R1 R10 R12 + R9 C4 K D4 IC − R11 D3 Th C5 R13 Hình 3-1: Sơ đồ ngun lý rơ le rị có bù in dung khụng i xng 72 Trong sơ đồ ba điện trở R2 đấu tạo thành lọc điện áp thứ tự không Các điện trở R1 điện trở hạn chế sơ đồ "van" Điện áp rơi điện trở R6 đa tới đầu vào không đảo khuếch đại thuật toán IC1 có trị số phụ thuộc vào dòng chỉnh lu tạo điốt D1 điện áp thứ tự không Khi rò đối xứng, áp thứ tự không không, qua điện trở R6 lúc có dòng sơ đồ "van" tạo nên Vì vậy, điện trở cắt rò ba pha nhỏ Khi có rò pha hai pha (rò không đối xứng), qua R6 thành phần dòng sơ đồ "van" có dòng điện áp thứ tự không Khác với rơle rò sử dụng nửa chu kỳ điện áp thứ tự không để tạo đặc tính biến dạng, sử dụng hai nửa chu kỳ điện áp thứ tự không cầu chỉnh lu V2 Ngoài ra, điện áp thứ tự không, qua biến áp đo lờng BADL cầu chỉnh lu V1 làm cho tranzito T dẫn (mạch có nhiệm vụ điều khiển mạch bù thành phần điện dung qua OptoTriăc) khiến cho điện trở tơng đơng mạch vòng giảm xuống Điều làm tăng dòng điện chạy qua điện trở R6 tức làm tăng điện trở cắt rò pha hai pha Có thể thay đổi đặc tính biến dạng bảo vệ rò việc điều chỉnh điện trở R3 R5 S r le có bù điện dung không đối xứng ó kt hp gia nhng u điểm phương pháp kiểm tra cách điện kiểu УΑКИ phương pháp bù khơng đối xứng, đồng thời có ưu điểm khác giảm ảnh hưởng dao động điện áp lưới đến chế độ làm việc rơle, có độ nhạy cao, có điện trở lớn, tạo đặc tính bảo vệ rị biến dạng phạm vi rộng Theo kết nghiên cứu cña [3], mạng điện khu vực mỏ hầm lò điện áp 660V, phạm vi áp dụng hiệu rơle rị có có bù điện dung khơng đối xứng mạng có điện trở cách điện từ (8÷16)kΩ/pha Nếu xét đến điều kiện an toàn điện giật với dịng an tồn khoảnh khắc Iakk = 60 mA, điện trở cắt tới hạn rơle rị loại giảm xuống kΩ/pha Đây sơ đồ rơle rò phù hợp với điều kiện cách điện mạng hạ áp hầm lị vùng U«ng bÝ nói riêng vùng Quảng Ninh nói chung 73 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I KÕt luËn Đánh giá điều kiện an tồn thiết bị bảo vệ rị sử dụng mỏ hầm lị vùng ng Bí, luận văn giá trị xác lập điện trở tác dụng cách điện nhiều mạng điện có giá trị nhỏ giá trị điện trở cắt xác lập rơle rò sử dụng Điều cho thấy việc sử dụng rơle rị mỏ hầm lị vùng ng Bí đảm bảo khả cắt mạng kh«ng đảm bảo điều kiện an tồn điện git Có thể định hớng lựa chọn thiết bị bảo vệ rò cho mạng hạ áp hầm lò vùng Uụng Bớ-Quảng Ninh nh sau: Các mạng có số thiết bị đấu vào N sử dụng rơle rò khả tạo đặc tính biến dạng nh JL82, JY-82 Trung Quốc Điện trở cắt tới hạn chỉnh mức 30 k Đối với mạng có số thiết bị đấu vào N>6 cần sử dụng loại rơle rò có khả tạo đặc tính biến dạng nh Điện trở cắt tới hạn rơle rò cần phải chỉnh giảm thích hợp đến giá trị rth= 15 k Mạch bù điện dung rơle rò loại , JY-82 chọn mức ứng với điện dung mạng từ 0,2 ữ 0,5 F /pha Khi sử dụng rơle rò JL-82 cần định kỳ điều chỉnh lại điện cảm bù cách thay đổi dòng từ hoá chiều theo hớng dẫn hÃng Về lâu dài, với điều kiện thông số cách điện cỏc mng h ỏp m hm lũ vựng Uụng Bớ-Qung Ninh, để đảm bảo điều kiện an toàn điện giật, ng thi to kh nng cho phép tăng số lượng thiết bị chiều dài mạng c¸p đấu vào m¸y biến ¸p khu vực má hầm lß, luận văn đề nghị lựa chọn thiết b bo v rũ đợc chế tạo theo mô hình rơle rò có bù điện dung không đối xứng [3] II Kiến nghị Kin ngh áp dng kết nghiên cứu đề tài luận văn việc lựa chọn thiết bị bảo vệ rò cho mạng điện m hm lò vùng Uụng Bớ-Qung Ninh, nhm m bo điều kiƯn an tồn điện giật 74 Tμi liƯu tham khảo Bộ Công nghiệp (2000), Qui phạm an toàn mỏ hầm lò than diệp thạch, TCVN 14.06.2000, Hà Nội Nguyễn Văn Chung (2001), Nghiên cứu mối quan hệ định lợng điện trở cách điện mạng 380 V mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh đo dòng đo chiều dòng đo xoay chiều, Luận văn Thạc sĩ Trờng Đại học Mỏ-Địa chất, Hà Nội Kim Ngọc Linh (2006), Nghiên cứu hình thức bảo vệ rò điện phù hợp với mạng điện hạ áp mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh, Luận án Tiến sĩ kỹ thuật, Đại học Mỏ-Địa chất, Hà Nội Kim Ngọc Linh (2009), Điện tử ứng dụng công nghiệp Mỏ, Giáo trình cho học viên cao học ngành Điện khí hóa mỏ, Đại học Mỏ-Địa chất, Hà Nội Nguyễn Anh Nghĩa (1997), An toàn điện mỏ, Giáo trình cho học viên cao học ngành Hệ thống điện, cung cấp điện điện khí hoá, Đại học Mỏ-Địa chất, Hà Nội Nguyễn Anh Nghĩa, Trần Bá Đề (1997), Điện khí hoá mỏ, Nxb Giao thông vận tải, Hà Nội Đào Đức Tuận (2010), Nghiên cứu lựa chọn thiết bị bảo vệ rò điện phù hợp cho mạng hạ áp hầm lò vùng Hòn Gai-Quảng Ninh, Luận văn Thạc sĩ Trờng Đại học Mỏ-Địa chất, Hà Nội ... chọn thiết bị bảo vệ rò điện – dạng bảo vệ quan trọng mạng điện hạ áp khu vực hầm lò Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu tổng quan thiết bị bảo vệ rò mạng hạ áp mỏ hầm lị vùng ng Bí – Quảng Ninh - Nghiên. .. lựa chọn thiết bị bảo vệ rò phù hợp với mạng điện hạ áp hầm lị vùng ng Bí - Quảng Ninh Kết nghiên cứu luận văn tham khảo lựa chọn chỉnh định thiết bị bảo vệ rò mạng hạ áp xoay chiều 660V mỏ hầm. .. xuất lựa chọn thiết bị bảo vệ rò điện phù hợp với điều kiện mạng điện hạ áp khu vực mỏ hầm lị vùng ng Bí -Quảng Ninh cụ thể là: - Đánh giá điều kiện an toàn điện giật mạng thiết bị bảo vệ rò điện