Nghiên cứu đánh giá và đề xuất các giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng điện năng ở các mỏ vùng đông triều, quảng ninh

Bộ giáo dục v đo tạo trờng đại học mỏ - Địa chất -o0o Phạm đức trung Nghiên cứu đánh giá v đề xuất giải pháp nhằm nâng cao hiệu sử dụng điện mỏ vùng đông triều, quảng ninh Luận văn thạc sĩ kỹ thuật H nội- 2011 Bộ giáo dục v đo tạo trờng đại học mỏ - Địa chất -o0o Phạm đức trung Nghiên cứu đánh giá v đề xuất giải pháp nhằm nâng cao hiệu sử dụng điện mỏ vùng đông triều, quảng ninh Chuyên ngành Mà số : Điện khí hoá mỏ : 60.52.52 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Ngời hớng dÉn khoa häc pgs.ts nguyÔn anh nghÜa Hμ néi- 2011 Lời cam đoan Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng tôi, nội dung trình bày luận văn thân thực Các số liệu, kết tính toán luận văn trung thực cha công bố công trình khác Hà Nội, ngày 16 tháng 11 năm 2011 Tác giả luận văn Phạm §øc Trung Mơc lơc Trang phơ b×a Lêi cam ®oan Môc lôc Danh mục bảng Dang mục hình vẽ, đồ thÞ Mở đầu Chơng 1: Tổng quan hệ thống cung cấp điện mỏ khu vực Đông Triều- Quảng Ninh 1.1 Khái quác hệ thống cung cấp điện mỏ khu vực Đông Triều- Quảng Ninh 1.1.1 Hệ thống cung cấp điện mỏ 1.1.2 Trạm biến áp 35- 22/6 kv mỏ 1.2 HÖ thèng cung cÊp ®iƯn néi bé xÝ nghiƯp má 1.2.1Mạng điện 6KV mỏ 1.2.2 Đặc điểm cung cấp điện mỏ hầm lò 1.3 NhËn xÐt 12 Chơng 2: Đánh giá tình trạng sử dụng điện mỏ hầm lò vùng đông triều quảng ninh 13 2.1 Đánh giá tình trạng sử dụng mạng điện cao áp mỏ hầm lò vùng Đông TriỊu- Qu¶ng Ninh 13 2.1.1 Công suất tiêu thụ mỏ xác định theo phơng pháp biểu ®å phơ t¶i 13 2.1.2 C«ng suất trạm biến áp mỏ đợc xác định theo phơng pháp công suất đặt hệ số yêu cầu 18 2.1.3 Đánh giá trạng sử dụng trang thiết bị điện 21 2.2 Đánh giá tình trạng kỹ thuật mạng điện hạ áp mỏ hầm lò 23 2.2.1 Đặc ®iĨm tỉ chøc hƯ thèng cung cÊp ®iƯn má 23 2.2.2 Đánh giá thực trạng vận hành mạng hạ áp mỏ hầm lò 29 2.3 NhËn xÐt 52 Chơng 3: Nghiên cứu đề xuất số giải pháp nhằm nâng cao hiệu sử dụng điện mỏ vùng Đông triềuQuảng Ninh 54 3.1 Kh¸i qu¸t chung 54 3.2 Các giải pháp tổ chức quản lý 54 3.2.1 Tổ chức vận hành hợp lý m¸y biÕn ¸p 54 3.2.2 Điều chỉnh biểu đồ phụ tải từ giê cao ®iĨm sang thÊp ®iĨm 56 3.2.3 Khoán chi phí điện 57 3.3 Các giải ph¸p kü thuËt 57 3.3.1 Bù công suất phản kh¸ng 57 3.3.2 Bớc dịch chuyển trạm biến áp 61 3.3.3 øng dụng thiết bị điều khiển phù hợp thực tế sản xuất mỏ hầm lò 66 3.3.4 Nâng cấp điện áp từ 380V lªn 660V, 1140V 75 KÕt luËn kiÕn nghÞ 84 Tµi liƯu tham kh¶o 85 Danh mục bảng Bảng Tên bảng Trang 1.1 Đặc tính kỹ thuật máy biến áp 1.2 Phụ tải điện kV mỏ Mạo Khê 1.3 Phụ tải điện kV mỏ Hồng Thái 2.1 Bảng theo dõi trạm 35/6 kV mỏ Mạo Khê 14 2.2 Bảng theo dõi trạm 35/6 kV mỏ Hồng Thái 14 2.3 Điện tiêu thụ trung bình ngày công suất tính toán 14 mỏ năm gần 2.4 Biểu đồ phụ tải năm 2010 mỏ Mạo Khê 15 2.5 Biểu đồ phụ tải năm 2010 mỏ Hồng Thái 16 2.6 Công suất tính toán mỏ Mạo Khê 19 2.7 Công suất tính toán mỏ than Hồng Thái 20 2.8 công suất tính toán trạm biến áp mỏ 21 2.9 Năng lực sử dụng trạng thiết bị điện mỏ 21 2.10 Năng lực sử dụng trang thiết bị điện mỏ 22 2.11 Đặc điểm mạng điện hạ áp mỏ hầm lò Đông Triều- Quảng Ninh 24 2.12 Số lợng chủng loại máy biến áp 25 2.13 Số lợng chủng loại cầu dao 26 2.14 lợng chủng loại máng cào 26 2.15 Số lợng chủng loại khởi động từ 26 2.16 Số lợng chủng loại biến áp khoan chiếu sáng 26 2.17 Số lợng chủng loại trục tời 27 2.18 Số lợng chủng loại rơle rò 27 2.19 Số lợng chủng loại quạt cục bộ, quạt gió 27 2.20 Số lợng chủng loại tủ nạp tầu điện 27 2.21 Số lợng chủng loại bơm nớc 28 2.22 Số lợng chủng loại máy ngắt 28 2.23 Số lợng, công suất thiết bị sử dụng máy biến áp 33 2.24 kết tính cáp mềm theo điều kiện dòng nung nóng cho phép 35 2.25 Kết tính toán cáp theo điều kiện dòng nung nóng cho phép 38 2.26 Kết tính toán tổn thất điện áp máy biến áp khu vực 42 2.27 Kết tính toán tổn thất điện áp từ trạm biến áp khu vực đến 43 phụ tải công trờng lựa chọn khải sát 2.28 Kết tính toán tổn thất công suất tổn thất điện máy 46 biến áp công trờng lựa chọn khảo sát 2.29 Kết tính toán tổn thất công suất tổn thất điện mạng 46 cáp mềm khảo sát 2.30 Kết tính toán tổn thất công suất tổn thất điện mạng 49 cáp khảo sát 2.31 Tổng hợp kết tính toán tổn thất công suất tổn thất điện 52 toàn mạng khảo sát 3.1 Giá trị công suất giới hạn máy biến áp 35-22/6 kV 55 3.2 Biểu giá sử dụng điện 56 3.3 Hiệu điều chỉnh biểu đồ phụ tải mỏ hầm lò trung bình sang 57 thấp điểm năm 3.4 Hiệu kinh tế dùng tơ bï 60 3.5 ChØ tiªu kinh tÕ kü tht hệ thống khai thác lò chợ thủy lực đơn+ xà khớp 64 3.6 Sự thay đổi hiệu suất hệ số công suất động tải thay đổi 74 3.7 Chi phí chuyển đổi cấp điện áp lò chợ 6Đ MR mức -80 Phân 78 xởng KT6 mỏ Mạo Khê 3.8 Chi phí chuyển đổi cấp điện áp lò chợ vỉa 46 mức +251 Phân 79 xởng KT3 mỏ Hồng Thái 3.9 Kết tính toán tổn thất công suất tổn thất điện cáp 80 mềm mỏ 3.10 Kết tính toán tổn thất công suất tổn thất điện cáp 81 mỏ 3.11 Tổng hợp tính toán tổng thất điện hệ thống cung cấp điện 82 toàn mỏ 3.12 Tổng hợp chi phí tiết kiệm năm hai phân xởng 82 3.13 Tổng hợp hiệu nâng cấp điện áp từ 380V lên 660V 83 trạm biến áp mỏ Mạo Khê, Hồng Thái Danh mục Các hình vẽ Hình Tên hình vẽ Trang 1.1 Sơ đồ cung cấp điện cho mỏ hầm lò 1.2 Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp 35/6kV Công ty than Mạo Khê 1.3 Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp 35/6 kV Công ty than Hồng Thái 1.4 Sơ đồ cung điện qua giếng 11 1.5 Mô hình cung cấp điện qua lỗ khoan 12 2.1 Biểu đồ phụ tải ngày điển hình mỏ Mạo Khê 16 2.2 Biểu đồ phụ tải ngày điển hình mỏ Hồng Thái 17 2.3 Sơ đồ thay cung cấp điện lò chợ vỉa Đông mở rộng mức -80 29 phân xởng khai thác thuộc Công ty than Mạo Khê 2.4 Sơ đồ thay cung cấp điện lò chợ vỉa Đông mức -25 phân 30 xởng khai thác mỏ than Mạo Khê 2.5 Sơ đồ thay cung cấp điện lò chợ vỉa 8CN tây mức -150 phân 30 xởng khai thác mỏ than Mạo Khê 2.6 Sơ đồ thay cung cấp điện lò chợ vỉa 45 mức +251 phân 31 x−ëng khai th¸c má than Hång Th¸i 2.7 Sơ đồ thay cung cấp điện lò chợ vỉa 46 mức +251 phân 31 xởng khai thác thuộc Công ty than Hồng Thái 2.8 Sơ đồ thay cung cấp điện lò chợ vỉa 47 mức +251 phân 32 xởng khai thác mỏ than Hồng Thái 3.1 Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện khu vực khai thác mỏ 61 3.2 Sơ đồ mạch điều khiển động biến tần 68 3.3 Đặc tính ĐCKĐB ba pha điều khiển biến tần 69 mômen cản không thay đổi theo tốc ®é 3.4 S¬ ®å khèi ®iỊu khiĨn cho ®éng c¬ bơm nớc kV nối tầng van 71 Phụ lục 1.1 Các phụ tải điện mỏ Mạo Khê STT Tên Khởi hành Sđm Số lợng ( kVA) (Chiếc) I Khëi hµnh sè 1 Máy biến áp BAD-320KVA 320 Máy biến áp BAD-320KVA 320 Máy biến áp BAD-320KVA 320 II Khëi hµnh sè Máy biến áp KBSGZY-100KVA 100 Máy biến áp KBSGZY-250/6R 250 Máy biến áp KBSGZY-500/6R 500 Máy biến áp KTП B– 160KVA 160 Máy biến áp KTПB – 160KVA 160 Máy biến áp KТПB – 160KVA 160 III Khëi hµnh sè Máy biến áp KТПB – 400KVA 400 Máy biến áp TBHDP – 250KVA 250 Máy biến áp TBHDP – 250KVA 250 Máy biến áp TBHDP – 250KVA 250 Máy biến áp TBHDP – 250KVA 250 IV Khëi hµnh sè Máy biến áp TBHDP – 250KVA 250 Máy biến áp TBHDP – 250KVA 250 Máy biến áp TBHDP – 250KVA 250 V Khëi hµnh sè Máy biến áp TBHDP – 400KVA 400 Máy biến áp TBHDP – 400KVA 400 Máy biến áp TCBП – 160KVA 160 VI Khëi hµnh sè Máy biến áp КTПB – 160KVA 160 Máy biến áp Т3SВ – 315KVA 315 VII Khëi hµnh sè Máy biến áp ТBHDP – 160KVA 160 Máy biến áp ТCВП – 160KVA 160 Máy biến áp ТCВП – 160KVA 160 Máy biến áp ТCВП – 160KVA 160 Máy biến áp ТCВП – 160KVA 160 Máy biến áp ТCВП – 160KVA 160 Máy biến áp ТCВП – 160KVA 160 Máy biến áp ТCВП – 160KVA 160 Máy biến áp ТCВП – 160KVA 160 10 Máy biến áp ТCВП – 160KVA 160 11 Máy biến áp ТCВП – 160KVA 160 12 Máy biến áp ТCШВП – 250KVA 250 VIII Khëi hµnh sè Máy biến áp ТCШВП – 250KVA 400 Máy biến áp ТCШВП – 400KVA 400 Máy biến áp ТCШВП – 400KVA 400 Máy biến áp ТCШВП – 400KVA 400 Máy biến áp ТКШВП – 180KVA 180 Máy biến áp ТCВП – 160KVA 160 IX Khëi hµnh sè Máy biến áp ТCВП – 160KVA 160 Máy biến áp ТCВП – 160KVA 160 Máy biến áp ТCШВП – 250KVA 240 71 Hình 3.4 Sơ đồ khối điều khiển cho động bơm nớc kV nối tầng van Các trạm bơm công suất lớn giải pháp tối u sử dụng động rôto dây quấn cấp điện áp kV điều khiển nối tầng van Qua thực tế ứng dụng hệ truyền động công suất lớn nớc giới ngời ta đà khẳng định có hệ truyền động động không đồng dùng nối tầng van thực cho phép đạt số lợng chất lợng điều chỉnh cao Các tiristor TY1, TY2, ®iƯn trë R1, R2 ®Ĩ ®iỊu khiĨn động tới tốc độ tới hạn dới nmin dải điều chỉnh trạng thái xác lập TY2 khoá, TY1 mở, cầu chỉnh lu CLT1 đợc mở với góc cố định 1= 1max= 1500, cầu chỉnh lu CLT2 có góc mở cố định điều chỉnh đợc dải = (0 ữ1500) tuỳ theo tốc độ cần đặt tơng ứng với dải n= (nmax ữ nmin) Cầu chỉnh lu CL biến đổi lợng trợt từ xoay chiều sang chiều, cầu CLT1; CLT2 biến áp BA biến đổi lợng trung gian từ chiều sang xoay chiều trả lới nguồn Do đặc điểm mô men điện từ 72 động tỉ lệ bình phơng với tốc độ (M n2) lên dải điều chỉnh tốc độ cho hệ truyền động dùng nối tầng van thờng (0,5 ữ 1).nđm Hiệu kinh tÕ tõ øng dơng bé nèi tÇng van cã thĨ khẳng định qua so sánh phơng pháp điều chỉnh suất bơm thiết bị điều chỉnh nối tầng van phơng pháp dùng van tiết lu nh sau: Khi dùng van tiết lu để giảm lu lợng nớc, giảm suất bơm công suất trục bơm là: Pb1 = Kc.Pđmb đó: Kc- hệ số giảm công suất dùng tiết lu; kết thực nghiệm cho thấy Kc= 0,9 Pdmdc Pđmb- công suất định mức trục bơm, Pđmb=K0 dc = 0,9 Pdmdc = 0,947.Pdmdc 0,95 K0= 0,9- tỉ số công suất định mức bơm công suất định mức ®éng c¬ η= 0,95- hiƯu st cđa ®éng c¬ Nh− vËy Pb1 = Kc.P®mb= 0,9x0,947x P®mdc= 0,85P®m®c Khi ®iỊu chØnh lu lợng nớc cách thay đổi tốc độ động cơ, giả thiết giảm 15% tốc độ định mức th×: ⎛ n ⎞ ⎟⎟ ⎜⎜ n Pb2 = P®mb ⎝ dm ⎠ = 0,853 P®mb= 0,61.P®mb= 0,58 P®m®c Tổn hao công suất đổi nối tầng van lµ: ⎛ n ⎞ ⎛ ⎞ ⎜⎜ − 1⎟⎟.(1 − 0,947 ) = 0,58.Pdmdc ⎜ − 1⎟.(1 − 0,94) = 0,006.Pdmdc n ⎝ 0,85 ⎠ ΔPtt= Pb2 ⎝ dm Phần công suất tiết kiệm đợc dùng nối tầng van so với tiết lu là: P = Pb1- Pb2- ΔPtt = 0,85.P®m®c- 0,58 P®m®c- 0,006 P®m®c= 0,264 Pđmđc Nếu số giảm bớt lu lợng năm vận hành 4000 phần điện tiết kiệm đợc năm là: W = P.4000 = 1056.Pđm, kWh 73 trạm bơm nớc trung tâm mức -80 Công ty than Mạo Khê có ba bơm 1250/125; HACOC-350/125 công suất động Pm= 1890 kW (hoạt động 01 bơm, 02 bơm dự phòng),.Với đơn giá điện trung bình Co= 1.093 đồng/kW.h lợng tiền tiết kiệm hàng năm: G =1056xPđmxC0 = 1056x 630x 1093 = 727.151.040 ®ång Nh− vËy sư dơng bé nèi tầng van để điều chỉnh tốc độ động điều chỉnh suất bơm, điện tiêu thụ giảm đáng kể: cần giảm 15% tốc độ giảm đợc 40% điên tiêu thụ * Đặc điểm tời trục, băng tải Các tời trục giếng nghiêng đợc dẫn động động rôto dây quấn, khởi ®éng vµ ®iỊu chØnh tèc ®é b»ng bé ®iỊu khiĨn cắt trở, lợng vật liệu (than đất đá) chuyển chân giếng không liên tục nên tời trục vận hành chế độ ngắt quÃng, thờng xuyên phải khởi động hÃm Băng tải, tời trục thiết bị có công suất lớn có mặt tất mỏ khai thác hầm lò vùng Đông Triều- Quảng Ninh Qua việc khảo sát cho thấy băng tải sử dụng cấp điện áp 6kV mỏ Mạo Khê đà sử dụng biến tần để điều chỉnh tốc độ, băng tải lại sử dụng cấp điện áp 660 V 380 V đợc truyền động động xoay chiều rôto lồng sóc đợc khởi động trực tiếp qua khởi động từ Các tời trục, băng tải mỏ hầm lò vùng Đông Triều- Quảng Ninh thờng 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) đợc 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 đợc chế độ làm việc định mức có hiệu suất định mức (đm) hệ số công suất định mức (cosđm) tơng ứng với công suất tải (Pt) Nh với giải pháp việc tiết kiệm điện giảm đợc đồng thời tổn thất công suất tác dụng động giảm đợc tổn thất công suất tác dụng lới điện Tổn thất công suất tác dụng động mang tải Pt < Pđm đợc xác định 74 Pt = (1- ηt).Pt + kkt Pt tgϕt ®ã: ηt - hiệu suất động ứng với tải Pt; tgt đợc xác định từ hệ số công suất cost ứng với tải Pt động cơ; kkt - đơng lợng kinh tế hệ thống điện Tổn thất công suất tác dụng động đợc cung cấp qua biến tần: Pđm = (1- đm).Pt + kkt Pt tgđm Vì đm > t, tgt > tgđm (do cost < cosđm) nên ứng với giá trị tải Pt, lợng tổn thất công suất tác dụng tiết kiệm đợc: P = ΔPt - ΔP®m = Pt.[(η®m - ηt + kkt (tgt - tgđm)] Sự thay đổi hiệu suất hệ số công suất cos theo hệ số mang tải động kt = Pt Pdm động thông dụng (loại A Nga) đợc dẫn b¶ng 3.4 Sè liƯu dÉn b¶ng 3.5 chØ 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 Loại động A52-4 A61-4 A62-4 A71-4 A72-4 A81-4 A82-4 A91-4 A92-4 C«ng suÊt ®Þnh møc, (kW) 7,0 10 14 20 28 40 55 75 100 HiƯu st η, % HƯ sè c«ng st cos Tải so với công suất định mức kt 0,25 0,50 0,75 1,0 0,25 0,50 0,75 1,0 0,78 0,50 0,61 0,60 0,60 0,57 0,68 0,67 0,67 87,0 87,5 88,5 89,0 90,0 90,5 91,0 91,0 92,0 0,86 0,77 0,78 0,79 0,81 0,79 0,81 0,83 0,80 0,88 0,85 0,86 0,86 0,87 0,87 0,86 0,88 0,88 0,86 0,88 0,88 0,88 0,88 0,89 0,89 0,89 0,89 59,5 80,5 83,5 85,0 81,0 74,5 77,5 85,5 88,0 74,5 86,5 87,5 90,0 87,0 79,5 86,5 91,0 89,5 63,5 87,5 88,5 90,0 89,0 90,5 90,0 92,0 92,0 75 Hiện mỏ sử dụng loại động A81- có Pđm = 40 kW, cosđm= 0,89; đm = 90,5% làm việc non tải với kt = 0,5 Lợng giảm tổn thất công suất tác dụng tiết kiệm đợc động đợc cung cấp thông qua biến tần là: P = Pt [ dm η t + k kt (tgϕ t − tgϕ dm )] = 20[0,905 − 0,795 + 0,12(0,776 − 0,512)] = 2,934 ( kW ) ®ã: kkt = 0,12kW/kVAr - đơng lợng kinh tế hệ thống điện tính đến chỗ đấu động Giả thiết động làm việc với thời gian T = 5.000 h/năm lợng điện tiết kiệm đợc: W = P.T = 2,934 x 5000 = 14.670 (kW.h/năm) Với đơn giá điện Co = 1.093 đồng/kW.h, lợng tiền tiết kiệm hàng năm: C = Co ΔW = 1.093 x 14.670 = 16,03.106 ® Đơn giá tủ biến tần 40kW-400V loại SJ300 HITACHI có giá trung bình ko = 90 USD/kW tơng đơng ko = 1,71.106 đồng/kW Nh giá mua thiết bị (chi phí đầu t): K = 40.1,71.106 = 68.106,đ Thời gian thu håi vèn: T= K 64.10 = = 3,99 C 16,03.10 năm Việc đầu t nh có hiệu Ngoài u điểm tiết kiệm điện năng, thiết bị HITACHI thiết bị khởi động êm dịu theo phơng pháp điện leo, giảm đợc tổn thất công suất khởi động động giảm đợc 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 cấp điện áp 660V Các loại biến áp di động phòng nổ có cuộn thứ cấp chuyển đổi đợc cho mức điện áp 660V 76 + 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 (trớc đây) Liên bang Nga (hiện nay) chế tạo, nên có đủ ®iỊu kiƯn ®Ĩ chun sang lµm viƯc ë cÊp ®iƯn áp 660V + Đối với máy biến áp đặt miệng lỗ khoan cửa lò lựa chọn phơng án sử dụng tủ bù tụ điện, dựa sở tính toán kinh tế kỹ thuật Trong mỏ, trình chuyển cấp điện áp đợc triển khai theo khu vực, nhằm khai thác hiệu thiết bị cha thích ứng với cấp điện áp Đối với thiết bị điện cải tạo đợc, đợc ®iỊu chun sang c¸c khu vùc ch−a n»m diƯn nâng cấp điện áp giai đoạn đầu, thiết bị tiếp tục đợc khai thác sử dụng lới 380V xảy cố cần đa 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 chế tạo nh: Mạo Khê, Hồng Thái 3.3.4.2 Một số khó khăn trớc mắt cần phải khắc phục Một số động hoạt động liên tục nh quạt cục bộ, bơm nớc máng cào không dạng nguyên bản, đà bị cháy đợc 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 thờng đà phải quấn lại nên không nấc lấy 660V, cần phải quấn lại Các loại quạt cục WLE, khởi động từ KWSOI, tời EKO, động máng cào SKAT Ba Lan làm việc đợc với cấp điện áp 380V Kinh phí đầu t− thay thÕ cïng mét lóc c¸c m¸y biÕn áp thông thờng đặt cửa lò 6/0,4kV lớn, gây khó khăn cho số mỏ, cần tiến hành qua giai đoạn Khi nâng cấp điện áp, cần phải trọng nâng cao độ an toàn hiệu sử dụng điện mạng lới điện mỏ Các rơle rò sử dụng 77 mạng 380V không thích hợp mạng đợc 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 Riêng khởi động từ loại KWSOI Ba Lan đợc chế tạo cho hai cấp điện áp 380 500V nên tiếp tục sử dụng đợc cấp điện áp 660V Đối với biến áp động đổi cách đấu nối đợc cần phải đa 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 xởng đợc triển khai cải tạo giai đoạn đầu, lập phơng án điều chuyển nội thiết bị có khả thích ứng đợc với điện áp 660V, lập kế hoạch tổ chức cải tạo, sửa chữa mua sắm thiết bị mới, đáp ứng nhu cầu cần thiết Đối với thiết bị chuyển đổi đợc cách đấu, hoạt động tốt, đợc điều chuyển khu vực tiếp tục hoạt động điện áp 380V 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 hớng dẫn tổ chức thực tiếp mỏ lại; hớng dẫn quy trình kiểm định thiết bị sau sửa chữa cải tạo 78 3.3.4.5 Hiệu kinh tế nâng cấp điện áp từ 380 V lên 660 V Hiện mỏ than Mạo Khê Hồng Thái dùng cấp điện áp 380V, cần đánh giá hiệu kinh tế nâng cấp điện áp hai mỏ Chi phí tính toán phơng án chuyển đổi cấp điện áp mỏ đợc thống kê bảng 3.7 -:- 3.8 Bảng 3.7 Chi phí chuyển đổi cấp điện áp lò chợ 6Đ MR mức -80 Phân xởng KT6mỏ than Mạo Khê Loại thiết bị Mà hiệu Giải pháp Kinh phí (x1000đ) Chuyển đổi cách đấu dây cuộn thứ cÊp 5.000 1 Thay ®ỉi cn 0K 1500 ПBИ- 63 ПBИ-125Б QJZ-200 QBZ-120 2 Thay cuộn công tắc tơ (K), chuyển nấc sơ cấp biến áp điều khiển 3.500 SKAT80 Quấn lại động 12.000 1 Đổi cách đấu dây cuộn dây stator Quấn lại Trạm biến áp TKBC -240/6/0,4 Máy cắt AB-2A; DW80-350 Khởi động từ Máng cào Quạt cục Số lợng Đà Còn qua nguyên sửa chữa FBD-2x15 BM- 6 Tời JD-11,4 Trạm bơm XRB2B(A) chuyển cách đấu dây 500 A M01 chuyển cách đấu dây 500 Biến áp chiếu sáng Rơle rò JY-82A 10 Cáp điện H Tổng kinh phÝ 500 Thay thÕ ®iƯn trë ®Ĩ thích ứng với điện áp Giữ nguyên hệ thống cáp cũ, thay đoạn cáp bị hỏng 1.200 250 8.000 32.950 79 Bảng 3.8 Chi phí chuyển đổi cấp điện áp lò chợ vỉa 46 mức +251 Phân xởng KT3 mỏ than Hồng Thái Loại thiết bị Mà hiệu Số lợng Đà Còn qua nguyên sửa chữa Giải pháp Kinh phí (x1000đ) 1.Trạm biến áp TKBC -250/6/0,4 Chuyển đổi cách đấu dây cuộn thứ cấp 5.000 Máy cắt AB-2A; DW80-350 1 Thay đổi cuén 0K 1.000 Khëi ®éng tõ ПBИ- 63 ПBИ-125Б 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 Tời FBD-2x15 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 đợc thống kê bảng 3.9 -:- 3.10 80 Bảng 3.9 Kết tính toán tổn thất công suất tổn thất điện cáp mềm mỏ nh sau: Điện áp 380V Hồng Thái Mạo Khê Tên mỏ Tuyến cáp R () L2 L5 L7 L9 L11 L14 L16 L18 L20 L22 L24 L26 L28 L30 L32 Itt (A) ΔP (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 Cộng 0,046 6,7 0,006 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 L4 0,046 85,3 1,004 L7 0,005 87,7 L9 0,007 L12 Điện áp 660V Itt (A) ΔP (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 Céng 5030 81 Bảng 3.10 Kết tính toán tổn thất công suất tổn thất điện cáp trục mỏ nh sau: Điện áp 380V Hồng Thái Mạo Khê Tên mỏ Tuyến cáp R () L1 L3 L4 L6 L8 L10 L12 L13 L15 L17 L19 L21 L23 L25 L27 L29 Itt (A) ΔP (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 0,0005 7,16 L3 0,007 L5 0,005 L6 0,007 L8 0,005 L10 0,015 L11 193,8 0,015 0,451 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 0,261 890,22 189,8 0,757 134,7 0,272 928,3 79,1 0,094 320,13 99,4 0,207 707,7 58,4 0,072 244,05 61,2 0,056 191,6 35,9 0,019 66,09 46,8 0,099 336,2 27,5 0,034 115,91 0,015 32,5 0,048 162,1 19,1 0,016 55,82 L16 0,015 17,1 0,013 44,88 10,0 0,005 15,47 L16 0,036 27,9 0,084 286,8 16,4 0,029 98,84 L18 0,005 32,9 0,016 55,4 19,3 0,006 19,12 L20 0,036 32,9 0,117 398,7 19,3 0,040 137,65 L21 0,036 31,7 0,109 370,2 18,6 0,037 127,31 L25 0,036 15,8 0,027 4,4 91,96 9,29 0,009 1,52 31,79 5196 Cộng 15064 82 Các tiêu kinh tế, kỹ thuật đạt đợc sau nâng cấp điện áp đợc thống kê bảng 3.11 đến 3.12 Bảng 3.11 Tổng hợp tính toán tổng thất điện hệ thống cung cấp điện toàn mỏ Tổn hao điện năng; W(kWh) Tên mỏ Cấp điện áp 380 V Cáp Cáp mềm Mạo Khê 25979 2024 Hồng Thái 15064 5030 W Cấp điện áp 660 V Cáp Cáp mềm 28003 8662 20094 5196 Tổng (kWh/ Tổng năm) 2761 11423 16580 2652 7848 12246 Từ kết tính toán bảng 3.9 ta tính đợc chi phí tiết kiệm điện nâng cấp điện áp cho lò chợ 6Đ MR mức -80 Phân xởng KT6 mỏ Mạo Khê, lò chợ vỉa 46 mức +251 Phân xởng KT3 mỏ Hồng Thái bảng 3.10 C = Co x [W(380V) - ΔW(660V)] ®ã: ΔC, chi phÝ tiÕt kiƯm ®iƯn hàng năm, (VNĐ) Co, đơn giá điện lấy trung bình, 1.093 (VNĐ) W, tổn hao công suất mạng, (kW/năm) Bảng 3.12: Tổng hợp chi phí tiết kiệm năm hai phân xởng W W (380V) (660V) Mạo Khê 28003 11423 1.093 18.122 Hồng Thái 20094 7848 1.093 13.385 Tên mỏ Co (VNĐ) Thời gian thu hồi vốn đợc xác định: T= K C đó: T - thời gian thu hồi vốn; (năm) K - tổng chi phí đầu t; (VNĐ) C - chi phí tiết kiệm hàng năm; (VNĐ) C (x1000đ) 83 Đối với mỏ Mạo Khê nâng cấp điện áp 12 lò chợ: từ KT1 đến KT12; Đối với mỏ Hồng Thái nâng cấp điện áp lò chợ: từ KT1 đến KT7 Kết tính toán đợc tổng hợp bảng 3.13 Bảng 3.13 Tổng hợp hiệu nâng cấp điện áp từ 380V lên 660V trạm biến áp mỏ Mạo Khê, Hồng Thái Kinh phí Tên mỏ chuyển cấp điện áp W, Co C (kWh/năm) (VNĐ) (x1000đ) T (năm) Mạo Khê 434.850.000 6743 1.093 217.464 2,0 Hồng Thái 296.550.000 8401 1.093 120645 2,46 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 tơng lai, đồng thời làm giảm đáng kể tổn thất điện năng, giảm giá thành sản phẩm Tuy nhiên việc nâng cấp điện áp từ 380V lên 660V 1140V cần thiết phải giải vấn đề đảm bảo an toàn điện giật 84 Kết luận kiến nghị Những kết luận văn đợc thể điểm sau Đánh giá tổng quan mạng điện mỏ tình trạng sử dụng điện mỏ than vùng Đông Triều- Quảng ninh Đề suất số giải pháp hữu hiệu nhằm giảm thiểu chi phí điện hạ áp thành sản phẩm, mang lại hiệu kinh tế xà hội đáng kể: + Đề xuất giải pháp tổ chức quản lý vận hành trạm + Đa sâu cao áp gần đến phụ tải, xác định bớc dịch chuyển trạm phù hợp với thực tế sản xuất + Xác định công suất bù tối u trạm đặt cửa lò + áp dụng phơng pháp đại hoá công nghiệp điện tử công suất, ứng dụng thiết bị điều khiển nh: 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 đà bộc lộ hạn chế, làm cản trở phát triển mỏ Khi chiều dài suất lò chợ tăng, mức độ giới hoá tự động hoá tăng, xét phơng 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 Mạo Khê sử dụng số trạm biến áp di động lò, mỏ Hồng Thái số diện sản xuất dùng chủ yếu trạm biến áp đặt cửa lò Khi chiều dài trung bình tuyến cáp tăng, ảnh hởng xấu đến chất lợng cung cấp khu vực khai thác, nên cần có lộ trình thay dần trạm biến áp khu vực 85 Tài liệu tham khảo Trần Bá Đề (2003), Giáo trình trạm điện, Trờng Đại học - Địa chất - Hà Nội Hoàng Hữu Hiên Nguyễn Đức Lợng, Bạch Quang Minh, Nguyễn Đô Thiện, Nguyễn Đức Trung (1977) Sổ tay điện mỏ,(Tập1) NXB khoa học kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn 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, Trờng đại học mỏ - Địa chât, Hà néi Ngun Anh NghÜa, Ngun Hanh TiÕn (2005) Tỉ chức cung cấp điện mỏ, Giáo trình dùng cho cao học ngành mạng hệ thống điện mỏ Trờng Đại học mỏ - Địa chất, Hà Nội Nguyễn Anh NghÜa (2007), Tỉ chøc cung cÊp ®iƯn má NXB Giao thông vận tải, Hà Nội Nguyễn Đức Trung (1970), Kỹ thuật mỏ trờng Đại học - Địa Chất, Hà néi П Л СВЕТЛИЧНЫЙ (1971), СПРАВОЧНИК ЭНЕРГЕТИКА УГОЛЬНОЙ ШАХТЫ, ИЗДАТЕЛЬСТВО “НЕДРА”, МОСКВА ... mỏ vùng Đông Triều- Quảng Ninh Nghiên cứu đề xuất giải pháp hữu hiệu nhằm nâng cao hiệu sử dụng điện mỏ vùng Đông Triều- Quảng Ninh Đối tợng phạm vi nghiên cứu đề tài Các mỏ vùng Đông Triều- Quảng. .. đích nghiên cứu: Đánh giá tình hình sử dụng điện đề xuất số giải pháp hữu hiệu nhằm nâng cao hiệu quản sử dụng điện mỏ vùng Đông Triều- Quảng Ninh ý nghĩa khoa học thực Nâng cao hiệu sử dụng điện. .. điện mỏ khu vực Đông TriềuQuảng Ninh Chơng 2: Đánh giá tình trạng sử dụng điện mỏ hầm lò vùng Đông Triều- Quảng Ninh Chơng 3: Nghiên cứu đề xuất số giải pháp nhằm nâng cao hiệu sử dụng điện mỏ