Nghiên cứu đề xuất các giải pháp hợp lý bù thành phần điện dung của dòng rò trong mạng điện hạ áp mỏ hầm lò vùng cẩm phả quảng ninh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT -* - LÊ THANH THẢO NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP HỢP LÝ BÙ THÀNH PHẦN ĐIỆN DUNG CỦA DÒNG RÒ TRONG MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP MỎ HẦM LÒ VÙNG CẨM PHẢ - QUẢNG NINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT -* - LÊ THANH THẢO NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP HỢP LÝ BÙ THÀNH PHẦN ĐIỆN DUNG CỦA DÒNG RÒ TRONG MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP MỎ HẦM LÒ VÙNG CẨM PHẢ - QUẢNG NINH Chun ngành: Điện khí hố Mã số: 60.52.52 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN: TS KIM NGỌC LINH HÀ NỘI - 2011 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tác giả luận văn Lê Thanh Thảo MỤC LỤC Trang Mở Đầu Chương ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN AN TOÀN ĐIỆN GIẬT MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP MỎ HẦM LÒ VÙNG CẨM PHẢ - QUẢNG NINH 1.1 Tổng quan mạng điện hạ áp mỏ hầm lò khu vực Cẩm Phả - Quảng Ninh 1.2 Xác định thông số cách điện mạng so với đất theo công thức thực nghiệm 1.3 Xác định trị số dòng điện rò qua người chạm phải pha mạng điện khu vực mỏ hầm lò vùng Cẩm Phả - Quảng Ninh Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT BÙ THÀNH PHẦN ĐIỆN DUNG CỦA DÒNG ĐIỆN RÒ TRONG MẠNG ĐIỆN MỎ 2.1 So sánh điều kiện an tồn điện giật mạng điện có trung tính tiếp đất khơng tiếp đất 2.1.1 Mạng điện có điểm trung tính khơng tiếp đất (trung tính cách ly) 2.1.2 Mạng điện có điểm trung tính tiếp đất 2.2 Cơ sở an toàn điện giật mạng điện ba pha trung tính cách ly 2.2.1 Các phương trình sở mơ tả dịng điện điện áp người chạm phải pha mạng điện trung tính cách ly 2.2.2 Trường hợp mạng có trung tính cách ly 2.2.3 Trường hợp mạng có bù thành phần điện dung dòng rò 2.2.4 Các biện pháp chung để phòng ngừa điện giật mạng ba pha trung tính cách ly 2.2.5 Giải pháp bù thành phần điện dung dòng điện rò Chương NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP HỢP LÝ BÙ THÀNH PHẦN ĐIỆN DUNG CỦA DÒNG RÒ TRONG MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP MỎ HẦM LÒ VÙNG CẨM PHẢ - QUẢNG NINH 3.1 Nhiệm vụ yêu cầu thiết bị kiểm tra liên tục điện trở cách điện thiết bị bảo vệ rò điện 4 10 16 22 22 22 23 24 24 26 32 33 35 42 42 3.2 Nghiên cứu mạch bù thành phần điện dung rơ le bảo vệ rị điện thơng dụng mỏ hầm lò vùng Cẩm Phả - Quảng Ninh 3.2.1 Tỷ lệ sử dụng rơ le bảo vệ rò điện mỏ hầm lò vùng Cẩm Phả - Quảng Ninh 3.2.2 Sơ đồ nguyên lý, nguyên lý bù thành phần điện dung rơ le bảo vệ rò điện thông dụng 3.2.3 Đánh giá thiết bị kiểm tra cách điện bảo vệ rò sử dụng mạng điện hạ áp mỏ hầm lò vùng Cẩm Phả - Quảng Ninh 3.3 Đề xuất giải pháp hợp lý bù thành phần điện dung dòng rò mạng điên hạ áp mỏ hầm lò vùng Cẩm Phả - Quảng Ninh 3.3.1 Giải pháp áp dụng mạng điện hạ áp công ty Than Thống Nhất 3.3.2 Giải pháp áp dụng mạng điện hạ áp công ty Than Khe Chàm 3.3.3 Giải pháp áp dụng mạng điện hạ áp công ty Than Quang Hanh 3.3.4 Giải pháp áp dụng mạng điện hạ áp công ty Than Mông Dương 3.3.5 Giải pháp áp dụng mạng điện hạ áp xí nghiệp than Cẩm Thành Kết luận kiến nghị Tài liệu tham khảo 43 43 44 64 65 66 68 70 72 74 78 80 DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1-1 Bảng 1-2 Bảng 1-3 Bảng 1-4 Bảng 1-5 Bảng 1-6 Bảng 2-1 Bảng 3-1 Bảng 3-2 Bảng 3-3 Bảng 3-4 Bảng 3-5 Bảng 3-6 Bảng 3-7 Bảng 3-8 Bảng 3-9 Bảng 3-10 Bảng 3-11 Bảng 3-12 Bảng 3-13 Cấu hình mạng hạ áp mỏ hầm lị khu vực Cẩm Phả - Quảng Ninh Tổng hợp cấu hình mạng hạ áp mỏ hầm lò khu vực Cẩm Phả - Quảng Ninh Kết tính thơng số cách điện mạng hạ áp mỏ hầm lò khu vực mỏ hầm lò vùng Cẩm Phả - Quảng Ninh Tổng hợp kết tính thơng số cách điện mạng hạ áp mỏ hầm lò khu vực Cẩm Phả - Quảng Ninh Kết tính trị số dịng điện bù khơng bù thành phần điện dung dòng rò Kết so sánh dòng điện rò qua người với dòng an tồn lâu dài dịng an tồn khoảnh khắc Dịng điện rò mạng điện 660V, mA Tỷ lệ loại rơ le rò sử dụng mỏ hầm lị vùng Cẩm Phả - Quảng Ninh Thơng số kỹ thuật Rơ le rò YAKИ – 660V Chi tiết kết cấu ngắt dịng chân khơng Thơng số kỹ thuật áp tơ mát chân khơng phịng nổ mã hiệu KBZ - 400 Thông số cuộn cảm LK khối bảo vệ rị điện LD áp tơ mát chân khơng phịng nổ mã hiệu KBZ – 400 Thơng số rơ le rị JY -82A Thơng số cuộn cảm LD rơ le rò JY – 82A Thơng số rơ le rị JL -82 Thơng kê thơng số cách điện công ty than Thống Nhất Thống kê thông số cách điện công ty than Khe Chàm Thống kê thông số cách điện công ty than Quang Hanh Thống kê thông số cách điện công ty than Mông Dương Thống kê thơng số cách điện xí nghiệp than Cẩm Thành 10 15 17 21 36 43 44 48 49 54 55 58 59 66 68 71 73 75 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Trang Hình 2-1 Sơ đồ tính tốn dịng điện qua người chạm vào pha mạng điện pha Hình 2-2 Sơ đồ tính tốn dịng qua người chạm vào pha mạng điện ba pha có trung tính cách ly Hình 2-3 Sơ đồ tính tốn dịng qua người chạm vào pha A mạng ba pha có trung tính cách ly Hình 2-4 Đồ thị biểu diễn phụ thuộc điện trở tới hạn điện dung mạng so với đất Hình 2-5 Sơ đồ tương đương có bù thành phần điện dung dịng điện rị Hình 2-6 Ảnh hưởng điện dung mạng đến dòng rò qua người mạng điện 660V Hình 2-7 Sơ đồ nguyên lý bù thành phần điện dung dịng điện rị Hình 2-8 Sơ đồ nguyên lý bù thành phần điện dung cuộn bù phụ Hình 2-9 Sơ đồ nguyên lý bù thành phần điện dung cuộn bù Hình 3-1 Sơ đồ ngun lý rơ le rị YAKИ – 660V Hình 3-2 Cấu tạo hình dáng ngồi áp tơ mát chân khơng phịng nổ mã hiệu KBZ - 400 Hình 3-3 Kết cấu ngắt dịng chân khơng mã hiệu: ZK3-400/1.14-7.5 Hình 3-4 Sơ đồ ngun lý áp tơ mát chân khơng phịng nổ mã hiệu KBZ - 400 Hình 3-5 Sơ đồ nguyên lý mạch bảo vệ rị điên LD áp tơ mát chân khơng phịng nổ mã hiệu KBZ - 400 Hình 3-6 Cấu tạo rơ le rị JY – 82A Hình 3-7 Sơ đồ nguyên lý rơ le rò JY – 82A Hình 3-8 Sơ đồ nguyên lý rơ le rị JL - 82 Hình 3-9 Sơ đồ ngun lý rơ le rị AЗAK Hình 3-10 Sơ đồ ngun lý mạch bù điện dung rơ le rò AЗAK Hình 3-11 Đồ thị véc tơ dịng điện bù đối xứng Hình 3-12 Sơ đồ ngun lý bù khơng đối xứng 25 27 28 31 32 37 38 40 41 45 48 49 50 51 54 56 59 62 63 65 77 -1- MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Để hạn chế dòng điện rò qua người chạm vào pha mạng điện ba pha trung tính cách ly giải pháp có hiệu bù thành phần điện dung dòng rò Tuy nhiên với mạng điện có điện trở cách điện thấp bù hồn tồn thành phần điện dung dòng qua người lớn dòng an toàn khoảnh khắc Điều nguy hiểm người chẳng may chạm vào pha mạng điện Mặt khác, trình làm việc điện dung mạng thay đổi nên để bù hiệu phải thực bù tự động Việc bù tự động dẫn đến thiết bị bù phức tạp gây điện áp cộng hưởng làm chọc thủng cách điện thiết bị điện Hiện xu mỏ hầm lò khu vực Cẩm Phả - Quảng Ninh nâng cấp điện áp từ 380V lên 660V 1140V Việc nâng cấp điện áp làm cho thành phần điện dung dòng rò tăng Vì cần nghiên cứu để có giải pháp bù điện dung hợp lý nhằm đảm bảo an toàn điện giật cho mạng điện hạ áp mỏ hầm lị khu vực Cẩm Phả nói riêng đơn vị khai thác hầm lị thuộc Tập đồn cơng nghiệp Than – Khống sản Việt Nam nói chung Mục đích nghiên cứu luận văn Nghiên cứu thực trạng điều kiện an toàn điện giật mạng điện hạ áp mỏ hầm lò khu vực Cẩm Phả - Quảng Ninh, từ đề xuất giải pháp bù điện dung phù hợp nhằm đảm bảo an toàn điện giật điều kiện vận hành mạng điện mỏ hầm lò khu vực Cẩm Phả - Quảng Ninh Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu luận văn mạng điện hạ áp xoay chiều mỏ hầm lò khu vực Cẩm Phả - Quảng Ninh Phạm vi nghiên cứu Trong khuôn khổ luận văn tác giả tập trung nghiên cứu thực -2- trạng đề xuất giải pháp bù điện dung hợp lý nhằm đảm bảo an toàn điện giật cho số mỏ hầm lò khu vực Cẩm Phả - Quảng Ninh Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu đánh giá điều kiện an toàn điện giật mạng điện hạ áp mỏ hầm lò khu vực Cẩm Phả - Quảng Ninh - Nghiên cứu lý thuyết bù thành phần điện dung dòng điện rò - Nghiên cứu đề xuất giải pháp bù điện dung hợp lý nhằm đảm bảo an toàn điện giật mạng điện hạ áp mỏ hầm lò khu vực Cẩm Phả Quảng Ninh Phương pháp nghiên cứu Sử dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết, phương pháp thống kê, phân tích phương diện an tồn điện giật mỏ hầm lò Bố cục luận văn Luận văn trình bầy gồm: Phần mở đầu, phần kết luận 03 chương 80 trang phần phụ lục Chương Trên sở lý thuyết an toàn điện mạng ba pha trung tính cách ly số liệu tổng hợp thực tế, sử dụng công thức thực nghiệm nghiên cứu công bố, tác giả đánh giá điều kiện an toàn mạng điên hạ áp mỏ hầm lò khu vực Cẩm Phả - Quảng Ninh Chương Nghiên cứu lý thuyết bù thành phần điện dung dòng điện rò Kết nghiên cứu chương sở để đề xuất giải pháp bù nhằm đảm bảo điều kiện an toàn điện giật mạng điện hạ áp mỏ hầm lò khu vực Cẩm Phả - Quảng Ninh Chương Nghiên cứu mạch bù thành phần điện dung dòng rò rơ le rò thông dụng, đề xuất giải pháp bù điện dung hợp lý nhằm đảm bảo điều kiện an toàn điện giật mạng điện hạ áp mỏ hầm lò khu vực Cẩm Phả - Quảng Ninh - 66 - Phương pháp bù đối xứng tạo dòng điện bù IL ngược pha với thành phần điện dung IC hiệu cao bù hoàn toàn * Nhược điểm: Bù đối xứng mạng điện có điện trở cách điện thấp bù hồn tồn thành phần điện dung dịng rị dịng qua người lớn dịng an tồn khoảnh khắc (khơng thể nhỏ dịng IR) Mặt khác để bù hiệu phải điều chỉnh tự động điện cảm bù theo điện dung thực tế mạng (ln thay đổi q trình làm việc) Theo quy phạm kỹ thuật an tồn hầm lị than điệp thạch TCN – 14 – 06 – 2006 ngày 26/12/2006 chương V điều 389 mục trang 213 quy định ”Chiều dài tổng cộng cáp đấu vào biến áp làm việc song song, phải giới hạn điện dung với đất không lớn μF/pha” 3.3.1 Giải pháp áp dụng mạng điện hạ áp công ty Than Thống Nhất Các thông số cách điện 16 mạng điện khảo sát công ty than Thống Nhất thống kê bảng 3-9 Bảng 3-9 Thông kê thông số cách điện công ty than Thống Nhất TT Tên mạng điện N L Rcđ r Ccđ C Cái km kΩ kΩ μF μF 1.1 Lị XV1 –35, Khu Lộ Trí 32 1,541 2,88 8,67 0,821 0,273 1.2 Lò XV2 – 35, Khu Lộ Trí 16 0,605 5,17 15,58 0,461 0,153 1.3 Lị XV1+17, Khu Lộ Trí 20 1,227 4,31 12,99 0,700 0,233 1.4 Lò vận tải -15, Khu Yên Ngựa 19 1,068 4,50 13,55 0,639 0,213 1.5 Lò XV1+13, khu Lộ Trí 10 0,707 7,35 22,22 0,500 0,166 1.6 Lị DV - 35 Cánh Tây Lộ Trí 0,590 7,91 23,92 0,455 0,152 - 67 - 1.7 1.8 1.9 1.10 1.11 1.12 1.13 1.14 1.15 1.16 Ngầm thi Công mức -140, Khu Lộ trí Lị DV – 35 Cánh Nam, khu Lộ Trí Lị vận tải mức -140, khu Lộ Trí Lị XV1+13 cánh tây, khu Lộ Trí Lị DV – 35 cánh tây,khu Lộ Trí Lị XV1+18 cánh đơng, khu Lộ Trí Lị DV+42 V13-1, khu n Ngựa Lị DV-15V13-1, khu Yên Ngựa Lò XV+42 V13-1, khu Yên Ngựa Lò DV-35 trạm nạp sạc, khu Yên Ngựa 0,630 9,33 28,25 0,471 0,157 12 0,695 6,44 19,46 0,496 0,165 12 0,740 6,44 19,46 0,513 0,171 18 0,923 4,70 14,16 0,583 0,194 23 1,375 3,83 11,55 0,757 0,252 25 1,274 3,57 10,75 0,718 0,239 24 1,190 3,70 11,14 0,686 0,228 18 1,050 4,70 14,16 0,632 0,210 17 1,140 4,92 14,84 0,667 0,222 11 0,605 6,87 20,75 0,461 0,153 Từ bảng 3-9 phân tích thơng số cách điện rút số nhận xét sau: Giá trị điện trở cách điện 16 mạng điện khảo sát có giá trị phạm vị r = (8,67 ÷28,25)kΩ có điện trở cách điện thực tế thấp mức độ cần thiết để chỉnh định điện trở cắt bảo vệ rò điện - 68 - Giá trị điện dung 16 mạng điện khảo sát sử dụng thiết bị bảo vệ rị điện loại: Áp tơ mát chân khơng phòng nổ mã hiệu KBZ – 400, JY – 82A lắp đặt máy biến áp trọn mã hiệu TBHDP, YAKИ – 660V có giá trị điện dung phạm vị C= (0,153 ÷ 0,273)μF đảm bảo điều 389 mục V trang 213 quy phạm kỹ thuật an tồn hầm lị than điệp thạch TCN – 14 – 06 – 2006 ngày 26/12/2006 Giá trị bù điện dung mạng tương ứng với giá trị Ctb xác định: C tb = C + C max 0,152 + 0,273 = = 0,2125 μF 2 Để bù hiệu quả, điện cảm bù cần chọn có giá trị trung bình bằng: Lb = 3ω C = = 15,9 H 3.314 0,2125.10 −6 Như vậy, mạng điện mỏ Thống Nhất, cuộn cảm bù rơ le bảo vệ rò điện cần phải đặt nấc sau: - Rơ le bảo vệ rò điện YAKИ – 660V: đấu cọc Lb= 18H - Rơ le bảo vệ rò điện JY – 82A : đấu cọc D0 D5 Lb= 20H - Áp tơ mát chân khơng phịng nổ mã hiệu KBZ – 400: đấu cọc Lb= 17H 3.3.2 Giải pháp áp dụng mạng điện hạ áp công ty Than Khe Chàm Các thông số cách điện 13 mạng điện khảo sát công ty than Khe Chàm thống kê bảng 3-10 Bảng 3-10 Thống kê thông số cách điện công ty than Khe Chàm TT Tên mạng điện 2.1 2.2 Trạm đề pơ mức – 225 Lị XV13-2, mức -100, cơng trường CB6 N L Rcđ r Ccđ C Cái km kΩ kΩ μF μF 26 1,554 3,45 10,40 0,826 0,275 21 0,925 4,14 12,47 0,584 0,194 - 69 - 2.3 2.4 Lò XV vận chuyển, mức 160 Lò XV vận chuyển, mức – 225 25 1,249 3,57 10,75 0,709 0,236 26 1,362 3,45 10,40 0,752 0,250 2.5 Trạm đề pô mức – 100 24 1,039 3,70 11,14 0,628 0,209 2.6 Lò VX14 – mức -100 16 1,290 5,17 15,58 0,725 0,241 0,530 8,56 25,91 0,432 0,144 0,320 10,25 31,06 0,351 0,117 19 1,287 4,50 13,55 0,723 0,241 18 1,174 4,70 14,16 0,680 0,226 22 1,375 3,98 11,99 0,757 0,252 24 1,380 3,70 11,14 0,759 0,253 22 1,044 3,98 11,99 0,630 0,210 2.7 2.8 2.9 2.10 2.11 2.12 2.13 Lị mức -225, cơng trường KT6 Lị mức -225, cơng trường KT6 (Máy khấu liên hợp) Lò XV13-2 mức -100 Cơng trường KT3 Lị trạm điện trung tâm mức -225 Lị mức -225, cơng trường CB2, CB4 Lị DV mức +35 cơng trường CB7 Lị XV mức +35 cơng trường CB6 Từ bảng 3-10 phân tích thơng số cách điện rút số nhận xét sau: Giá trị điện trở cách điện 13 mạng điện khảo sát có giá trị phạm vị r = ( 10,40 ÷31,06)kΩ, 12/13 mạng điện tức 92,3% có điện trở cách - 70 - điện thực tế thấp mức độ cần thiết để chỉnh định điện trở cắt bảo vệ rò điện Duy 1/13 mạng điện lò mức -225, công trường KT6 (Máy khấu liên hợp) tức7,7% có rcđ = 31,06 đảm bảo r > 30 (kΩ/pha) Giá trị điện dung 13 mạng điện khảo sát sử dụng thiết bị bảo vệ rò điện loại: JY – 82A lắp đặt máy biến áp trọn mã hiệu TBHDP YAKИ – 660V lắp đặt máy biến áp trọn mã hiệu ТСЩВП có giá trị điện dung phạm vị C= (0,117 ÷ 0,275)μF đảm bảo điều 389 mục V trang 213 quy phạm kỹ thuật an tồn hầm lị than điệp thạch TCN – 14 – 06 – 2006 ngày 26/12/2006 Giá trị bù điện dung mạng tương ứng với giá trị Ctb xác định: C tb = C + C max 0,117 + 0,275 = = 0,196 μF 2 Để bù hiệu quả, điện cảm bù cần chọn có giá trị trung bình bằng: Lb = 3ω C = = 17,2 H 3.314 0,196.10 −6 Như vậy, mạng điện mỏ Khe Chàm, cuộn cảm bù rơ le bảo vệ rò điện cần phải đặt nấc sau: - Rơ le bảo vệ rò điện YAKИ – 660V: đấu cọc 3, Lb= 18H - Rơ le bảo vệ rị điện JY – 82A : đấu cọc D0 D5, Lb= 20H - Áp tơ mát chân khơng phòng nổ mã hiệu KBZ – 400: đấu cọc Lb= 17H 3.3.3 Giải pháp áp dụng mạng điện hạ áp công ty Than Quang Hanh Các thông số cách điện 11 mạng điện khảo sát công ty than Quang Hanh thống kê bảng 3-11 - 71 - Bảng 3-11 Thống kê thông số cách điện công ty than Quang Hanh N L Rcđ r Ccđ C Cái km kΩ kΩ μF μF 19 1,029 4,50 13,55 0,624 0,208 16 0,784 5,17 15,58 0,530 0,176 18 0,894 4,70 14,16 0,572 0,190 23 1,016 3,83 11,55 0,619 0,206 0,452 10,25 31,06 0,402 0,134 10 0,720 7,35 22,22 0,505 0,168 24 1,112 3,70 11,14 0,656 0,218 0,417 9,33 28,25 0,389 0,129 Lò mức – 50 Vỉa 4A 14 0,838 5,73 17,30 0,551 0,183 3.10 Lò mức – 50 Vỉa 17 22 1,060 3,98 11,99 0,636 0,212 3.11 Trạm nạp sạc mức – 50 0,522 9,33 28,25 0,429 0,143 TT 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 Tên mạng điện Lò vỉa 13 – CĐ Khu I, cụm vỉa 12,13,14 Lò vỉa 15 – Khu I, Phân xưởng KT10 Lò vỉa 16,17 – Phân xưởng ĐL3 Lò hầm trạm điện mức – 100 Lò hầm tời trục mức (-110 ÷ - 50) Lị mức (-50 ÷-10) V13 CĐ KII Lị hầm tời trục mức (- 30 ÷ - 12 ) Vỉa A6 Lò hầm tời trục mức (-172 ÷ +18) Vỉa Từ bảng 3-11 phân tích thông số cách điện rút số nhận xét sau: - 72 - Giá trị điện trở cách điện 11 mạng điện khảo sát có giá trị phạm vị r = (11,14 ÷31,06)kΩ có điện trở cách điện thực tế thấp mức độ cần thiết để chỉnh định điện trở cắt bảo vệ rò điện Duy 1/11 mạng điện lò hầm tời trục mức (-110 ÷ - 50) tức7,7% có rcđ = 31,06 đảm bảo r > 30 (kΩ/pha) Giá trị điện dung 11 mạng điện khảo sát sử dụng thiết bị bảo vệ rò điện loại: JY – 82A lắp đặt với cầu dao tổng AΦB, YAKИ – 660V có giá trị điện dung phạm vị C= (0,153 ÷ 0,273) μF đảm bảo điều 389 mục V trang 213 quy phạm kỹ thuật an toàn hầm lò than điệp thạch TCN – 14 – 06 – 2006 ngày 26/12/2006 Giá trị bù điện dung mạng tương ứng với giá trị Ctb xác định: C tb = C + C max 0,129 + 0,218 = = 0,1735 μF 2 Để bù hiệu quả, điện cảm bù cần chọn có giá trị trung bình bằng: Lb = 3ω C = = 19,5 H 3.314 0,1735.10 −6 Như vậy, mạng điện mỏ Quang Hanh, cuộn cảm bù rơ le bảo vệ rò điện cần phải đặt nấc sau: - Rơ le bảo vệ rò điện YAKИ – 660V: đấu cọc Lb= 18H - Rơ le bảo vệ rò điện JY – 82A : đấu cọc D0 D5 Lb= 20H - Áp tơ mát chân khơng phịng nổ mã hiệu KBZ – 400: đấu cọc Lb= 17H 3.3.4 Giải pháp áp dụng mạng điện hạ áp công ty Than Mông Dương Các thông số cách điện 13 mạng điện khảo sát công ty than Mông Dương thống kê bảng 3-12 - 73 - Bảng 3-12 Thống kê thông số cách điện công ty than Mông Dương N L Rcđ r Ccđ C Cái km kΩ kΩ μF μF 16 0,875 5,17 15,58 0,565 0,188 0,602 7,91 23,92 0,460 0,153 10 0,795 7,35 22,22 0,534 0,178 20 0,824 4,31 12,99 0,545 0,181 0,428 9,33 28,25 0,393 0,131 21 1,217 4,14 12,47 0,697 0,232 26 1,256 3,45 10,40 0,712 0,237 16 1,080 5,17 15,58 0,644 0,214 13 0,740 6,07 18,32 0,513 0,171 4.10 Lò vỉa II 11 VM 26 1,580 3,45 10,40 0,836 0,278 4.11 Lị chợ số 4C Vỉa G9 CĐơng 20 0,680 4,31 12,99 0,490 0,163 21 1,080 4,14 12,47 0,644 0,214 26 1,730 3,45 10,40 0,894 0,297 TT 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 4.12 Tên mạng điện Lò chợ số 2,3 Vỉa G9VM Lò chợ 1.460 1.440 Vỉa DII 11 – NN Lị (+18 ÷ +40 ) G9-:-K8 Vũ Mơn Lị chợ G92 vỉa G9 Vũ Mơn Lị XV (- 97,5 ÷ - 250 ) KI12 cánh đơng Lị chợ số vỉa H10 Vũ Mơn Lị chợ số 2, vỉa G9 Cánh đơng Lị chợ số 6B, 7B vỉa G9 VM Lò XV vận chuyển mức – 250 H010 Lò chợ số G9 - Vỉa G9 VM 4.13 Lò chợ số 7Vỉa K8 Cánh tây - 74 - Từ bảng 3-12 phân tích thông số cách điện rút số nhận xét sau: Giá trị điện trở cách điện 13 mạng điện khảo sát có giá trị phạm vị r = (10,40 ÷ 23,92)kΩ có điện trở cách điện thực tế thấp mức độ cần thiết để chỉnh định điện trở cắt bảo vệ rò điện Giá trị điện dung 13 mạng điện khảo sát sử dụng thiết bị bảo vệ rò điện loại: YAKИ – 660V lắp đặt máy biến áp trọn mã hiệu ТСЩВП, JY – 82A lắp đặt với cầu dao tổng AΦB có giá trị điện dung phạm vị C= (0,131 ÷ 0,297) μF đảm bảo điều 389 mục V trang 213 quy phạm kỹ thuật an tồn hầm lị than điệp thạch TCN – 14 – 06 – 2006 ngày 26/12/2006 Giá trị bù điện dung mạng tương ứng với giá trị Ctb xác định: C tb = C + C max 0,131 + 0,297 = = 0,214 μF 2 Để bù hiệu quả, điện cảm bù cần chọn có giá trị trung bình bằng: Lb = 3ω C = = 15,8 H 3.314 0,214.10 − Như vậy, mạng điện mỏ Mông Dương, cuộn cảm bù rơ le bảo vệ rò điện cần phải đặt nấc sau: - Rơ le bảo vệ rò điện YAKИ – 660V: đấu cọc Lb= 18H - Rơ le bảo vệ rò điện JY – 82A : đấu cọc D0 D5 Lb= 20H - Áp tơ mát chân khơng phịng nổ mã hiệu KBZ – 400: đấu cọc Lb= 17H 3.3.5 Giải pháp áp dụng mạng điện hạ áp xí nghiệp than Cẩm Thành Các thông số cách điện mạng điện khảo sát xí nghiệp than Cẩm Thành thống kê bảng 3-13 - 75 - Bảng 3-13 Thống kê thơng số cách điện xí nghiệp than Cẩm Thành TT 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 Tên mạng điện Lò DV mức +40 V13 -2 cánh đông Trạm điện mức – 20 TBĐM Lò DV mức – 50 cánh nam V11 Lò DV vận chuyển mức +38 cánh nam Hầm bơm trung tâm mức – 50 N L Rcđ r Ccđ C Cái km kΩ kΩ μF μF 16 0,970 5,17 15,58 0,601 0,200 25 0,846 3,57 10,75 0,554 0,184 27 1,160 3,34 10,06 0,675 0,224 22 0,872 3,98 11,99 0,564 0,188 0,695 8,56 25,91 0,496 0,165 Từ bảng 3-13 phân tích thơng số cách điện rút số nhận xét sau: Giá trị điện trở cách điện mạng điện khảo sát có giá trị phạm vị r = (10,06 ÷ 25,91)kΩ có điện trở cách điện thực tế thấp mức độ cần thiết để chỉnh định điện trở cắt bảo vệ rò điện Giá trị điện dung mạng điện khảo sát sử dụng thiết bị bảo vệ rò điện loại: YAKИ – 660V lắp đặt máy biến áp trọn mã hiệu ТСЩВП, JY – 82A lắp đặt với cầu dao tổng AΦB có giá trị điện dung phạm vị C= (0,165 ÷ 0,224) μF đảm bảo điều 389 mục V trang 213 quy phạm kỹ thuật an tồn hầm lị than điệp thạch TCN – 14 – 06 – 2006 ngày 26/12/2006 Giá trị bù điện dung mạng tương ứng với giá trị Ctb xác định: - 76 - C tb = C + C max 0,165 + 0,224 = = 0,1945 μF 2 Để bù hiệu quả, điện cảm bù cần chọn có giá trị trung bình bằng: Lb = 3ω C = = 17,4 H 3.314 0,1945.10 −6 Như vậy, mạng điện mỏ Cẩm Thành, cuộn cảm bù rơ le bảo vệ rò điện cần phải đặt nấc sau: - Rơ le bảo vệ rò điện YAKИ – 660V: đấu cọc Lb= 18H - Rơ le bảo vệ rò điện JY – 82A : đấu cọc D0 D5 Lb= 20H - Áp tơ mát chân khơng phịng nổ mã hiệu KBZ – 400: đấu cọc Lb= 17H Từ phân tích trên, rút kết luận chung vấn đề bù thành phần điện dung dòng rò cho mạng điện hạ áp khu vực hầm lò vùng Cẩm Phả sau: Do hầu hết mạng điện hạ áp khu vực hầm lị vùng Cẩm Phả có điện dung C > 0,07 μF nên để đảm bảo điều kiện an toàn điện giật cần phải tiến hành bù thành phần điện dung dịng rị Vì tất mạng điện có điện dung khơng vượt q μF mạng phân nhánh nên thay đổi điện dung mạng trình vận hành không lớn Mặt khác, điện trở cách điện mạng điện hạ áp khu vực hầm lò vùng Cẩm Phả khơng cao nên áp dụng phương pháp bù tĩnh mà khơng sợ có tăng đột biến dòng rò qua người bù thiếu bù thừa Có thể sử dụng mạch bù rơ le rị có mỏ như: YAKИ, JL, JY vv với việc hiệu chỉnh điện cảm bù cộng hưởng với điện dung trung bình mạng khoảng Ctb = 0,2 μF Nên sử dụng loại rơ le bảo vệ rò điện YAKИ – 660V cuộn bù cần đấu cọc 3, Lb= 18H - 77 - Nếu sử dụng rơ le bảo vệ rò điện JY – 82A: đấu vào cọc D0 D5, Lb= 20H Trường hợp sử dụng áp tơ mát chân khơng phịng nổ mã hiệu KBZ – 400: đấu cọc 3, Lb= 17H Riêng số loại rơ le rị Trung Quốc định kỳ hiệu chỉnh bù cho cộng hưởng với điện dung thực tế mạng thao tác đơn giản Với mạng điện 660V có điện trở cách điện thấp 15 kΩ/pha, hiệu bù tốt bù theo phương pháp bù không đối xứng Sơ đồ nguyên lý mạch bù điện dung không đối xứng trường hợp tổng quát hình 3-12 U& fC C U& fB B U& fA A C0 C0 C0 C0 C0 C0 R L1 C C R C R I&ro Zn L2 Hình 3-12 Sơ đồ ngun lý bù khơng đối xứng Trong sơ đồ sử dụng hai cuộn bù L1 (cuộn bù đối xứng) L2 (cuộn bù không đối xứng) Đối với mạng điện hạ áp hầm lò vùng Cẩm Phả-Quảng Ninh điện cảm bù chọn sau: điện cảm bù L1=0, L2=10,2H Quy luật điều khiển cuộn bù không đối xứng L2 là: người chạm vào pha mạng, bù thành phần điện dung pha pha vượt pha trước nó, khơng bù pha chậm sau - 78 - KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Các mạng điện hạ áp mỏ hầm lò khu vực Cẩm Phả - Quảng Ninh thuộc loại ngắn, phân nhánh, có điện trở cách điện thấp điện dung nhỏ Cấu hình mạng tiêu biểu có chiều dài trung bình L = 0,956 (km), số ượng thiết bị trung bình đấu vào mạng N = 17,86 ứng với Ccđ = 0,596 (μF); Rcđ = 4,73(kΩ) tức C = 0,198 (μF/pha); R = 14,25 ( kΩ/pha ) Có 56/58 tức 96,55% số mạng điện khu vực khảo sát cơng ty than khu vực mỏ hầm lị vùng Cẩm Phả - Quảng Ninh có điện trở cách điện r < 30 (kΩ/pha) Điều có nghĩa mạng điện có điện trở cách điện thực tế thấp mức độ cần thiết để chỉnh định điện trở cắt bảo vệ rị điện Có 58/58 tức 100% số mạng điện mỏ hầm lò khảo sát có điện dung lớn điện dung tới hạn C > Cth = 0,07 (μF) Điều cho thấy dòng rò qua người chẳng may chạm vào pha mạng điện ln lớn dịng an tồn lâu dài cho phép cho dù điện trở cách điện mạng cao hay thấp Có 58/58 tức 100% số mạng khảo sát có điện dung C < 0,6 μF Điều có nghĩa mạng điện khu vực mỏ hầm lò vùng Cẩm Phả - Quảng Ninh tại, dù có bù hay khơng bù thành phần điện dung dịng rị biện pháp làm tăng điện trở cách điện làm giảm trị số dịng điện qua người Có thể sử dụng mạch bù rơ le rò có mỏ như: YAKИ, JL, JY vv với việc hiệu chỉnh điện cảm bù cộng hưởng với điện dung trung bình mạng khoảng Ctb = 0,2 μF Nên sử dụng loại rơ le bảo vệ rò điện YAKИ – 660V cuộn bù cần đấu cọc 3, Lb= 18H Nếu sử dụng rơ le bảo vệ rò điện JY – 82A: đấu vào cọc D0 D5, - 79 - Lb= 20H Trường hợp sử dụng áp tô mát chân khơng phịng nổ mã hiệu KBZ – 400: đấu cọc 3, Lb= 17H KIẾN NGHỊ Áp dụng kết nghiên cứu luận văn để chọn nấc đấu cuộn bù rơ le rò sử dụng mỏ hầm lò vùng Cẩm Phả - Quảng Ninh - 80 - TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Hữu Hiền, Nguyễn Đức Lượng, Bạch Quang Minh, Nguyễn Đỗ Thiện, Nguyễn Đức Trung, (1997) Sổ tay điện mỏ (Nhà xuất Khoa học kỹ thuật) Kim Ngọc Linh(2009) Điện tử ứng dụng cơng nghiệp mỏ (Giáo trình dùng cho học viên cao học ngành Điện khí hố & Kỹ thuật điện điện tử - Đại học Mỏ-Địa chất) Nguyễn Anh Nghĩa, Trần Bá Đề, (1997) Giáo trình điện khí hố mỏ (Nhà xuất Giao thông vận tải, Hà Nội) Nguyễn Hanh Tiến, (2009) Kĩ thuật an toàn điện phịng chống cháy nổ (Giáo trình dùng cho học viên cao học ngành Điện khí hố & Kỹ thuật điện - điện tử - Đại học Mỏ-Địa chất) Tập đồn cơng nghiệp Than – Khống Sản Việt Nam, (tháng 4/2007) Quy phạm kỹ thuật an toàn mỏ hầm lò than diệp thạch TCN – 14 – 06 – 2006 ... dụng mạng điện hạ áp mỏ hầm lò vùng Cẩm Phả - Quảng Ninh 3.3 Đề xuất giải pháp hợp lý bù thành phần điện dung dòng rò mạng điên hạ áp mỏ hầm lò vùng Cẩm Phả - Quảng Ninh 3.3.1 Giải pháp áp dụng mạng. .. vực Cẩm Phả - Quảng Ninh - Nghiên cứu lý thuyết bù thành phần điện dung dòng điện rò - Nghiên cứu đề xuất giải pháp bù điện dung hợp lý nhằm đảm bảo an toàn điện giật mạng điện hạ áp mỏ hầm lò. .. ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT -* - LÊ THANH THẢO NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP HỢP LÝ BÙ THÀNH PHẦN ĐIỆN DUNG CỦA DÒNG RÒ TRONG MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP MỎ HẦM LÒ VÙNG CẨM PHẢ - QUẢNG NINH Chuyên