1 Mở đầu Tính cấp thiết đề tài Do đặc thù công nghệ sản xuất mỏ yếu tố đe doạ tới điều kiện an toàn lao động, nên mỏ than hầm lò đợc coi hộ tiêu thụ điện đặc biệt quan trọng Khi khả khai thác phát triển xuống sâu, diện tích khai thác ngày mở rộng, suất chiều dài lò chợ phát triển, dẫn đến hậu tổn hao điện áp đờng dây truyền tải tăng, ảnh hởng trực tiếp đến điều kiện làm việc bình thờng điều kiện khởi động động cơ, làm giảm suất máy tuổi thọ động cơ, động bị tải Để khắc phục hậu kể việc tìm giải pháp hữu hiệu kinh tế phù hợp với khả phát triển tơng lai, đồng thời nâng cao hiệu sử dụng giảm giá thành sản phẩm cần thiết Vì đề tài "Nghiên cứu, đánh giá đề suất giải pháp hữu hiệu nhằm nâng cao chất lợng điện áp mạng hạ áp mỏ hầm lò vïng Qu¶ng Ninh", mang tÝnh cÊp thiÕt, cã ý nghÜa khoa học thực tiễn Mục đích nghiên cứu đề tài Nghiên cứu, đánh giá đề suất giải pháp hữu hiệu nhằm nâng cao chất lợng điện áp mạng điện hạ áp mỏ hầm lò, đảm bảo điều kiện kinh tế, kỹ thuật an toàn phù hợp với chiến lợc phát triển ngành than Việt Nam Đối tợng phạm vi nghiên cứu Các mỏ hầm lò lớn vùng Quảng Ninh: Mạo Khê, Vàng Danh, Thống Nhất, Dơng Huy Khe Chàm Nội dung nghiên cứu - Tổng quan mạng điện hạ áp mỏ hầm lò - Đánh giá chất lợng điện áp mạng hạ áp mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh - Nghiên cứu, đánh giá đề suất giải pháp hữu hiệu nhằm nâng cao chất lợng điện áp mạng điện hạ áp mỏ hầm lò đảm bảo điều kiện kinh tế, kỹ thuật an toàn, phù hợp với chiến lợc phát triển ngành than Việt Nam Phơng pháp nghiên cứu Thống kê, đo lờng, thu thập số liệu phục vụ cho công tác nghiên cứu Tính toán thông số phục vụ cho mục đích nghiên cứu cở sử dụng thông tin thu thập đợc mỏ, kết hợp với thông số kinh nghiệm nớc có công nghiệp khai th¸c má ph¸t triĨn ý nghÜa khoa häc thực tiễn đề tài Nghiên cứu giải pháp hữu hiệu nhằm nâng cao chất lợng điện áp mạng điện hạ áp mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh, đảm bảo điều kiện kinh tế, kỹ thuật an toàn phù hợp với chiến lợc phát triển ngành than Việt Nam Luận văn Thạc sĩ đợc thực Bộ môn Điện khí hóa, Trờng Đại học Mỏ - Địa chất Trong trình thực hiện, tác giả đ nhận đợc bảo tận tình cđa ng−êi h−íng dÉn khoa häc PGS TS Ngun Anh Nghĩa, nh ý kiến đóng góp nhà khoa học lĩnh vực Điện khí hóa mỏ Tác giả xin chân thành cảm ơn! Chơng Tổng quan mạng điện hạ áp mỏ hầm lò 1.1 Khái quát hệ thống cung cấp điện mỏ hầm lò 1.1.1 Hệ thống cung cấp điện mỏ Các mỏ hầm lò lớn vùng Quảng Ninh tËp trung chñ yÕu ë khu vùc: - Khu vực Mạo Khê - Uông Bí gồm mỏ Mạo Khê, Vàng Danh - Khu vực Hòn Gai có mỏ Hà Lầm - Khu vực Cẩm Phả gồm mỏ Thống Nhất, Dơng Huy, Mông Dơng, Khe Chàm Các mỏ đợc cung cấp điện từ hệ thống điện quốc gia, đờng dây 110 kV dẫn trạm biến áp vùng 110/35/6 kV; từ trạm biến áp vùng, điện theo hai tuyến đờng dây 35kV (một làm việc, dự phòng) đợc dẫn trạm biÕn ¸p chÝnh 35/6 kV cđa má Víi hƯ thèng nh việc cung cấp điện cho mỏ đến phía 35 kV trạm biến áp liên tục, thời gian điện thời gian cần thiết để đóng nguồn dự phòng không đáng kể điều kiện mỏ hầm lò 1.1.2 Trạm biến áp 35/6 kV mỏ mỏ hầm lò, mỏ có trạm biến ¸p chÝnh 35/6 kV gåm m¸y biÕn ¸p HiÖn máy biến áp làm việc theo nguyên lý dự phòng nguội, luân phiên có sơ đồ nguyên lý đợc thể hình 1.1ữ1.5, công suất máy biến áp đợc trình bày bảng 1.1 PBC-35 CD1-35 MBA Tô bï 10 11 12 13 14 16 JDJJ-6 15 CD2-35 MBA 17 18 19 20 21 22 Phân đoạn II-35KV 376MK Tụ bù 28 PBC-6 23 24 25 26 27 Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp 35/6kV mỏ Mạo Khê JDJJ-35 Phân đoạn I-35KV 374MK 29 31 JDJJ-6 30 CL CL 400kVA Qu¹t giã BO? -1.1 CDCL CL CL 250kVA Ðp khÝ ? B.20 CDCL P10 T1 250kVA KTCB-1 CDCL P1 Đầu vào C1 TN - 1.1 320kVA Ga +54 52C PB? - 240kVA Lò +18 52A PBZ-6GA HOM-35 C4 C.lƯu GTF 600/275V Số P2 C.l¦u GTF 600/275V Sè PB? - ? KHO-10 P3 Dù phßng KH.VP-110 Tù dïng KH.13-50+MB 41 Dù phßng CDCL KH13-50 NZ-300 C3 240kVA Lß 13 P4 Bï P5 P8 PHO-6 CDCL 180kVA 18A-110 P7 180kVA 18A-110 63kVA M.giăng CDCL CDCL PHO-6 P9 KH VP- Xe kh¸ch -110-VT13 CDCL 240kVA B.D III P6 CDCL Bï 320kVA 180kVA VT-13, PXCĐ V.Phòng Trạm N ? KHO-10 Bï ? KHO-10 Sè JS-1800kVA 35/6kVA C-35M C2 TN-2.1 Hình 1.2 Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện trạm trung gian 35/6kV, mỏ Thống Nhất 400kVA Lò giếng MB-41 KH dự phòng mặt +41 Trạm PP MB+41 CL CDCL KH dự phòng mặt +41 ? KHO-10 Sè JS-1800kVA 35/6kV DW-35TH P CÈm Thành - Cẩm Phả cửa lò +207/v13 KBSGZY -100-6/0,4 100KVA BAD -160-6/0,4 160KVA TCBBF -400-6/0,4 400KVA cưa lß +150/v12 Dân cƯ x dƯơng huy (3x160kva) BAD -160-6/0,4 160KVA BK -400-6/0,4 400KVA cửa lò +150/v12 TCBBF -250-6/0,4 250KVA Trạm bơm cÊp ii BKΠ -100-6/0,4 100KVA PKX-6 X.L.M.C.P BKH0-6 Khu N99 Lß XV-1+100 KBSGZY -100-6/0,4 100KVA PKX-6 BKΠ -240-6/0,4 240KVA BKH0-6 BKΠ -250-6/0,4 250KVA -160-6/0,4 160KVA TCBBF -250-6/0,4 250KVA PKX-6 Cöa Lß V8+100 X.L.M.C.P BKΠ -180-6/0,4 180KVA -180-6/0,4 180KVA TUC61 Lß vvii +100 312-15 BKΠ -180-6/0,4 180KVA KBSGZY -100-6/0,4 100KVA PKX-6 Trạm bơm cấp i C61 KBSGZY -100-6/0,4 100KVA PKX-6 Lß däc v8+100 X.L.M.C.P BKΠ -250-6/0,4 250KVA BKΠ -100-6/0,4 100KVA 6x75KVA Bï cosϕ Ν21 T601 T1 PBC-35 312-1 10 BKΠ -400-6/0,4 400KVA SL-35-50 331-2 371-7 MB+157 12 KBSGZY -100-6/0,4 100KVA BKΠ -160-6/0,4 160KVA Lß V9+38-CT xlcp N.X.E-35 CL+115_V14 T2 13 TUC62 KBSG200-6/0,4 200KVA 6x75KVA 160KVA Bï cosϕ Ν21 6/0,4-0,23KV 11 T602 M.B.A-N22 BAD-1600-35/6 1600 KVA 35/6KVA C62 BKH0-6 160KVA 6/0,4-0,23KV MB+157 Tr¹m qu¹t giã +100/v8 (ILV/IDF) Cung cÊp ®iƯn MB +100/V8; +150 BKΠ -400-6/0,4 400KVA 312-25 312-2 BKΠ -400-6/0,4 400KVA BKΠ -180-6/0,4 180KVA Cưa lß +38-ct xlcp Ng Hai 14 632 PBC-35 Cưa lß +38 BKΠ -400-6/0,4 400KVA BKΠ -180-6/0,4 180KVA BKΠ -160-6/0,4 160KVA Khe Chàm PKX-6 Trạm quat K gió +100-IV (ILV/DF) cung cÊp ®iƯn MB+100IV; +125-II BKΠ -160-6/0,4 160KVA Khe Chàm BK -180-6/0,4 180KVA ĐƯờng dây ĐDK-35kV-No2 Từ đ Ường dây 372 (373)3xAC-70; L=6,4Km Hình 1.3 Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp 35/6kV, mỏ DƯơng Huy Cung cấp ®iƯn MB +100/V10; +125-II Tr¹m qu¹t giã +100/v10 (ILV/IDF) BKΠ -400-6/0,4 400KVA Tự Dùng nhà bơm BK -50-6/0,4 50KVA Trạm bơm nƯớc khe T.t.công Đ-có bơm 200KW BAD -160-6/0,4 160KVA PBX-6 BKH0-6 Cung cấp điện khu bao gia ĐDK-6kV cấp điện khai tr Ường bao gia 3xAc50; L=0,65Km 631 M.B.A-N21 BAD-1600-35/6 1600 KVA 35/6KVA SL-35-50 331-2 371-7 §DK-35KV - No1 Từ đ Ường dây 371 (3xAC70.L=118 km) TCBBF -400-6/0,4 400KVA PKX-6 N.X.E-35 BKΠ -320-6/0,4 320KVA Nhµ sµng +38 PKX-6 BKΠ -400-6/0,4 400KVA ChØnh l¦u +38 BKΠ -320-6/0,4 320KVA Lß Xv+100-iv TKBBT -240-6/0,4 240KVA PKX-6 lß +100/v7 TKBBT -240-6/0,4 240KVA PKX-6 671-76 671 200/5 A tñ lé II 100/5 A 673 673-76 tñ lé ra1 671-7 673-1 673-7 671-1 677 675-76 331 100/5 A T601 100/5 A tủ máy cắt tụ T601-1 Thanh đóng MT-80x8 3AF 0143 100/5 A tủ lộ V 679 679-1 TuyÕn Cty than Hßn Gai 100/5 A tđ lé VI 681 681-1 Tù dïng TD31 10 100/5 A tñ lé VII 683 683-1 tủ cầu dao phận đoạn 612-1 300/5 A tủ máy cắt phân đoạn 612 100/5 A 3AF 0143 PH∆-1-33Y630T1 332-2 CT 35-2C-102B 671 674-1 MỈt phẳng khe Chàm III trạm bơm 100/5 A 200/5 A tñ lé X 676 T602-3 T602 100/5 A Tủ mắt cắt tụ 676-1 T602-2 Thanh ®ãng MT-80x8 BAD-6300-35/6(kv) 312-24 312-2 tñ lé VIII tđ lé IX 674 672-1 tđ ph©n phèi 6kv- trạm 35/6kv hợp khối từ 20 tủ tca -6 BAD-50-35/0,4 (kv) S1-35 331-3 PH-1-33Y630T1 372-24 500/5 A tủ đầu vào từ điện 632 ZnO-35 tủ điều khiển áp chèng sÐt TUC62 TUC62-2 T2 6300-35/6,3 332 332-25 C32 372-7 Tun II Cty than Hßn Gai 100/5 A tđ lé XI 678 678-1 10 300/5 A Tñ đầu vào từ máy phát 680 Cấp PVC 3x95 BAD 6300-0,4/6,3(kv) 1x4x25 CÊp 3x8x180 4000A Huyndai 1x4x25 CÊp 3x8x180 CATTERPOILLER 2500kvA-0,4kV Nguồn vào từ máy phát điêzen C62 PT35-IZHODI TUC32 377-E51 Hình 1.4 Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện trạm biến áp 35/6 kV, mỏ Khe Chàm 300/5 A Tủ đầu vào từ điện lƯới 631 tủ điều khiển áp chống sét TUC61 677-1 TUC61-1 tủ lộ IV 677-76 Tuyển văn phòng công ty 100/5 A tñ lé III 651 675-1 677-7 C61 675-7 T1 2500-35/6,3 BAD-2500-35/6(kv) TUC61-3 312-15 681-76 PH∆-1-33Y630T1 331-1 671-79 312-14 683-76 CT 35-2C - 102B TI 371 681-7 PT35-IZHODI TUC31 679-7 312-1 683-7 C31 672-76 371-14 674-76 CS C-31 672-7 372-76 676-76 371-76 674-7 371-7 676-7 ZnO-35 TUC62-3 PH∆-1-33Y630T1 678-76 PHA-2-33Y/630T1 678-7 372-E51 KB? T-1-600/600 T? 0AT-10-0,5 -600/5 TM-2/10T 6/0,23/0,133 Y/Y0 ? K-6T-2A 5A §i khu §VD 3HOM-35T CC-35T R POH3-35 BWF-6,3-30 540kVAr KB? T-1-400 KB? T-1-400 XN Đồng vông Đi lò Cánh gà Y Đi 034 POH3-35 POH3-35 TB? -35 100-300 Đi Cánh gà 10 Đi lò 122 TVD 11 Y/∆−11 12 TM3200/35-35/6 3A POH3-35 13 IIIB BM-35-600 KB? T-1-400 Đi 260 + lò 122 TVD 14 TB? -35 100-300 Đi Cánh gà 15 Khu lò giÕng 16 TCO 3200-35/6 Y/∆−11 3B POH3-35 KB? T-1-400 Tr¹m nhà sàng Cánh gà 17 4B 2B 1B KB? T-1-400 KB? T-1-400 M¸y ph¸t 19 TB? -35 100-300 POH3-35 POH3-35 Đi nhà sàng 18 Y TB? -35 100-300 IB MB-35-600 POH3-35 BWF-6,3-30 540kVAr 20 3HOM-35T CC-35T R POH3-35 TM 75-35/0,22 Cầu chì tự rơi 21 HTM? -6T 6/0,1/0,13 22 PBC-35 Chiếu sáng trạm điều khiển máy cắt Hình 1.5 Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện trạm biến áp 35/6kV, mỏ Vàng Danh HTM? -6T 6/0,1/0,13 PBC-35 POB-6T 2A KB? T-1-400 TB? -35 100-300 KB? T-1-400 Chiếu sáng trạm điều khiển máy cắt KB? T-1-400 IB MB-35-600 KB? T-1-400 TM 75-35/0,22 KB? T-1-400 TB? -35 100-300 KB? T-1-400 POHZ-2-35T-600 KB? T-1-400 1A KB? T-1-400 Cầu chì tự rơi KB? T-1-400 Đầu vào sè 235 KV 373 POB-6T 372 23 24 T? 0AT-10-0,5 -600/5 TM-2/10T Y/Y0 6/0,23/0,133 ? K-6T-2A Đầu vào số 135 KV KB? T-1-600/600 Bảng 1.1 Công suất máy biến áp trạm biến áp Mạo Khê Số lợng máy biến áp Công suất định mức máy, kVA 8000 Vàng Danh 2500 Thống NhÊt 1800 D−¬ng Huy 1600 Khe Chàm 2500; 6300 TT Tên mỏ Số lợng công suất máy biến áp trạm biến áp năm gần thay đổi Các thiết bị phân phối kV trạm gồm tủ cao áp trọn đợc đấu điện từ kV gồm hai phân đoạn Các khởi hành đợc đấu vào hai phân đoạn, chứng tỏ dự phòng mà sử dụng số tủ cao áp để dự phòng Với việc bố trí hệ tủ phân phối cao áp nh tiện lợi linh hoạt vận hành, đồng thời dễ dàng thực hình thức bảo vệ cho máy biến áp trạm 1.2 Hệ thống cung cấp điện néi bé xÝ nghiƯp má 1.2.1 Phơ t¶i kV xí nghiệp mỏ Phụ tải điện kV năm gần xí nghiệp mỏ đợc thống kê bảng 1.2; 1.3; 1.4; 1.5; 1.6 Trong Công suất biểu kiến định mức động cáo áp đợc tính theo công thức: S dm = Pdm (kVA) cos ϕ dm η dm (1-1) 10 Bảng 1.2 Phụ tải điện kV mỏ Mạo Khê Máy biến áp 6/0,4 kV Số lợng 35 Động cao áp khác Tổng công suất định mức, kVA 11340 Số lợng Tổng công suất định mức, kVA 1093 Bảng 1.3 Phụ tải điện kV mỏ Vàng Danh Máy biến áp 3/0,4 kV Số lợng 34 Động cao áp khác Tổng công suất định mức, kVA 5790 Số lợng Tổng công suất định mức, kVA Bảng 1.4 Phụ tải điện kV mỏ Thống Nhất Máy biến áp 6/0,4 kV Số lợng 14 Động cao áp khác Tổng công suất định mức, kVA 4790 Số lợng Tổng công suất định mức, kVA 193 Bảng 1.5 Phụ tải điện kV mỏ Dơng Huy Máy biến áp 6/0,4 kV Số lợng 28 Tổng công suất định mức, kVA 5720 Động cao áp khác Số lợng Tổng công suất định mức, kVA 905 88 Phơ lơc H−íng ph¸t triĨn cđa ngành than Việt Nam Theo tổng sơ đồ chiến lợc phát triển ngành than Việt Nam nhu cầu than năm 2005 14ữ16 triệu tấn, nm 2010 20ữ23 triệu đến năm 2020 24ữ27 triệu Trong năm 2003, Tổng công ty than Việt Nam đ đạt sản lợng 18 triệu tấn, vợt trớc kế hoạch năm Kế hoạch sản xuất năm 2004 22 triệu công ty than hầm lò cần phải phát triển sn lợng để đáp ứng từ 50ữ60% nhu cầu nêu trên, tức sản lợng than khai thác phơng pháp hầm lò cần phải tăng từ 2ữ4 lần so với sản lợng khai thác đạt đợc Theo chủ trơng chung tập đoàn than khoáng sản Việt Nam tất mạng hạ áp mỏ thời gian không xa đa toàn cấp điện áp lên 660V, ssó mỏ sử dụng cấp điện áp 1140V Sản lợng khai thác than đến năm 2020 (106 T) 25 20 Tổng sản lợng, 106 T Khai thác Hầm lò, 106 T 15 10 2005 2010 2020 Năm 89 Năng suất khai thác (10 T/năm) 450 400 350 300 250 200 150 100 50 Gỗ Cột thủy lực Giá thủylực Giá thủy lực Máy combai Dàn tự hành Máy combai Lò chợ 90 Phụ lục Tỷ lệ thiết bị trang thiết bị mỏ hầm lò Trạm biến áp Trung Quốc 10% Rơle rò Ba Lan 9% Ba Lan 0% Trung Quèc 29% Nga 71% Nga 81% Máy cắt Khởi động từ Ba Lan 3% Ba Lan 0% Trung Quèc 45% Nga 39% Trung Quốc 58% Nga 55% Biến áp khoan Động điện Ba Lan 17% Ba Lan 13% Nga 44% Trung Quèc 43% Nga 42% Trung Quèc 41% 91 92 93 94 95 96 Phụ lục Một số hình ảnh thiết bị điện dùng mỏ hầm lò S-100 QPZ-160 SGB-62080 97 YBT-62-2 JH-14 JD 98 BGP12-6N KBSGZY-500-6/0,69 KBSGZY-630-6/1,2 99 BBZ-4 KBZ-630 DW80-350 100 JL82 (JY82) QJZ BQD7-120 101 SZB-730/75 XPB-250/55 & XPA WRB-200/31,5 & RX 102 MG150/375-W & ZZ3200-16/26 MG150/375-W & ZZ3200-16/26 MG150/375-W & ZZ3200-16/26 ... vỊ mạng điện hạ áp mỏ hầm lò - Đánh giá chất lợng điện áp mạng hạ áp mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh - Nghiên cứu, đánh giá đề suất giải pháp hữu hiệu nhằm nâng cao chất lợng điện áp mạng điện hạ. .. thông tải mạng 50 Chơng Nghiên cứu, đề xuất giải pháp hữu hiệu nhằm nâng cao chất lợng điện áp mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh 3.1 Các giải pháp áp dụng để nâng cao chất lợng điện áp Để nâng cao chất lợng... Chơng Đánh giá chất lợng điện áp Các mạng điện hạ áp mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh theo số tiêu Chất lợng điện áp tiêu quan trọng để đánh giá chất lợng điện Chất lợng điện áp đợc đánh giá thông