áp mỏ hầm lò.
Các thông số đầu vào của mô hình có thể đ−ợc nhập theo hai cách:
+ Cách 1: Thông số đầu vào đ−ợc nhập trực tiếp trên mô hình Simulink, cách này áp dụng cho mô hình đơn giản có số thông số đầu vào là tối thiểu.
+ Cách 2: Thông số đầu vào đ−ợc nhập vào M-file của Matlab một dạng file văn bản, Matlab nhận các thông số truyền vào từ M-file, dựa vào kết quả đó tính toán kết quả của hàm và trả lại kết quả tính toán.
Nhằm mục đích đơn giản hoá mô hình mô phỏng, trong bản luận văn này sử dụng cả hai cách trên để nhập thông số cho mô hình.
Dựa mô hình toán học mạng hạ áp mỏ hầm lò, mô hình mô phỏng lập bằng Simulink lần l−ợt đ−ợc trình bày d−ới đây:
• Mô hình hoá máy biến áp mỏ hầm lò.
Hình 2.3. Mô hình hoá máy biến áp mỏ hầm lò trong Subsystem, và giao diện nhập thông số máy biến áp.
39
Mô hình chi tiết máy biến áp mỏ hầm lò trong Simulink đ−ợc thể hiện trên h×nh 2.4.
f(u) hesob kyc
hesob hesoa hesoa
-C- Udmtcba
f(u) Tong ton that cong suat MBA
f(u) Ton hao nang luong MBA Tmax
Thoi gian su dung cong suat lon nhat
-C- Thoi gian lam vi ec
cua MBA
f(u) Thoi gi an chiu ton that
cong suat lon nhat
sqrt(1-u[1]^2) Si nphitb -C-
Sdmmba
Product -C-
Pdmdcpt -C- Pdmdcmax
I0 I0%
f(u) He so mang tai MBA
0 Display5
0 Display4
0 Display3
0 Display2
0 Display1
0 Display
f(u) Delta Up%
-C- Delta Un%
f(u) Delta Ubabt f(u)
Delta Ua%
f(u) Delta Qn
f(u) Delta Q0 -C-
Delta Pn -C- Delta P0
-C- Cosphittdc
u[2]/u[1]
Cosphitb Add1
Add
Hình 2.4. Mô hình hoá máy biến áp mỏ hầm lò
• Mô hình hoá mạng hạ áp mỏ hầm lò xác định dòng tính toán và tổn thất công suất, tổn thất năng l−ợng trên đ−ờng dây.
40
hesob hesob hesoa hesoa
Ky c TongPi Cosphitb Udm
Ittc
cho mot nhom phu tai
Udm Cosphidm Hsuatdm Pdm
Ittm
cap cap cho phu tai rieng re
Ittc Lc Rc Ittm lm In6 To
Ton that nang luong cap chinh
Ton that nang luong cap mem
Subsystem2 TongPi
TongPiCosphi Cosphitb
Subsystem1 hesoa hesob Pmaxcc In4
Ky c
Kyc
0 Display6
0 Display5
0 Display3
0 Display2
0 Display1
0 Display
R0m Constant9
Lc Constant8
R0c Constant7
Hsuatdm Constant6 Cosphidm Constant5
Pdm Constant4
Udm Constant3
T ongPiCosphi Constant2
lm Constant13
To Constant10
TongPi Constant1
Pmaxcc Cnstant
Hình 2.5. Mô hình hoá mạng hạ áp mỏ hầm lò xác định dòng tính toán và tổn thất công suất, tổn thất năng l−ợng trên đ−ờng dây.
41
Mô hình thu gọn thể hiện trên hình 2.6
0
Ton that nang luong tren cac doan cap mem,
kWh/nam 0.00
Ton that nang luong tren cac doan cap chinh,
kWh/nam Out1
Out2
Out3
Out4
Out5
Out6
Subsystem
0
He so yeu cau cua cac doan cap chinh
0
Dong tinh toan cua cac doan cap mem,A 0
Dong tinh toan cua cac doan cap chinh,A
0
Cosphi trung binh cac doan cap chinh
Hình 2.6. Mô hình hoá thu gọn mạng hạ áp mỏ hầm lò xác định dòng tính toán và tổn thất công suất, tổn thất năng l−ợng trên đ−ờng dây.
• Mô hình hoá mạng hạ áp mỏ hầm lò xác định tổn hao điện áp trên đường cáp.
42
Pdmmax
TongPi
Lc
Udm
Sc
Gama
DeltaULc
Subsystem1
Pdm
lm
Udm
Gama
Hsuatdm
Sm
DeltaUlm
Subsystem
0 Display1
0 Display
Gama Constant9
Sc Constant8
Udm Constant6
Lc Constant5
TongPi Constant3
lm Constant13
Hsuatdm Constant12
Sm Constant11
Pdm Constant10
Pmaxcc Constant
Hình 2.7. Mô hình hoá mạng hạ áp mỏ hầm lò xác định tổn hao điện áp trên
đ−ờng cáp.
Mô hình thu gọn thể hiện trong hình 2.8.
0
Ton hao dien ap tren cac doan cap mem,V
0
Ton hao dien ap tren cac doan cap chinh,V DeltaULc
DeltaUlm
Subsystem2
Hình 2.8. Mô hình hoá thu gọn mạng hạ áp mỏ hầm lò xác định tổn hao điện áp trên đ−ờng cáp.
43
• Mô hình hoá mạng hạ áp mỏ hầm lò khi động cơ lớn nhất trong mạng khởi
động.
Imttdc
lmmm lmmm
f(u) kyc 1 f(u) kyc
hesob hesob1 hesob hesob
hesoa hesoa1 hesoa hesoa
Ky c TongPiccmm-Pdmdcmax Cosphitb Udm
I'ccmm
cho mot nhom phu tai Un
Un%
-C- Udmtcba
T ongPiccmm T ongPiccmm
-C- TongPiCosphiccmm
Cosphitbccmm Sinphitbccmm
Subsystem3 TongPiccmm
TongPiCosphiccmm Cosphitbccmm
Subsystem1 Udm
K
a Ummin
Subsystem
sqrt(1-u[1]^2) Sinphitb
sqrt(1-u[1]^2) Sinphimdc
-C- Sdmmba
Product8 Product7
Product6
Product5
Product4 Product3
Product2
Product16 Product15 Product14
Product1 Product
-C- Pdmdcmax1
-C- Pdmdcmax
-C- Pdm
Lcmm Lcmm
f(u) Idmba
f(u) Ibamm
f(u) I'dmba f(u)
He so mang tai MBA
0.001 Gain4
0.001 Gain1
0 Display5
0 Display4
0 Display3
0 Display2
0 Display1
f(u) DeltaUcmmm2
In1 In2 In3 In4 In5 In6
Out1
DeltaUccmm f(u)
DeltaUbamm1 f(u)
Delta Up%
f(u) Delta Ubabt f(u)
Delta Ua%
-C- Delta Pn
-C- Cosphittdc
u[2]/u[1]
Cosphitb Udm
Constant6
Cosphimdc Constant4 Imdm Constant3
a Constant2
R0m Constant16
X0m Constant15
X0cmm Constant14
R0cmm Constant12
K Constant1
Add1
Add
Hình 2.9. Mô hình hoá mạng hạ áp mỏ hầm lò khi động cơ lớn nhất trong mạng khởi động.
44
Mô hình hoá thu gọn đ−ợc thể hiện trên hình 2.10
0
Ton that dien ap tren cap mem khi dong co cong suat lon nhat khoi dong
0
Ton that dien ap tren cap chinh khi dong co cong suat lon nhat khoi dong
0
Ton that dien ap MBA khi dong co cong suat lon nhat khoi dong Ummin
Imttdc
DeltaUbamm
DeltaUcmmm
DeltaUccmm
Subsystem2
0
Dong mo may thuc te cua dong co co cong suat lon nhat dau vao MBA
0 Dien ap mo may toi thieu
tren cuc dong co
Hình 2.10. Mô hình hoá thu gọn mạng hạ áp mỏ hầm lò khi động cơ lớn nhất trong mạng khởi động.
Từ các mô hình mạng hạ áp đ# trình bày ở trên tác giả ứng dụng để mô hình hoá một số mạng điện hạ áp mỏ hầm lò Quảng Ninh.
45
2.5.1. Mô hình hoá mạng hạ áp khu vực khai thác 5 vỉa 9 mỏ than Mạo Khê Từ mô hình mạng hạ áp khu vực khai thác 5 vỉa 9 mỏ than Mạo Khê, lập mô
h×nh thay thÕ nh− d−íi h×nh 2.11.
Hình 2.11. Sơ đồ thay thế mạng hạ áp khu vực khai thác 5 vỉa 9 mỏ than Mạo Khê.
Từ mô hình thay thế mạng lập các mô hình mô phỏng cho máy biến áp và cho mạng điện.
2.5.1.1. Mô hình mô phỏng máy biến áp.
Dựa vào mô hình mô phỏng máy biến áp trên hình 2.3, thay thế thông số kỹ thuật của máy biến áp vào mô hình và chạy mô phỏng, kết quả mô phỏng đ−ợc hiển thị trên mô hình nh− trên hình 2.12.
3x25+1x10 3x25+1x103x25+1x10
3x25+1x10
3x25+1x10 3x25+1x10 3x25+1x10 3x4+2x2,5
3x4+2x2,5
3x16+1x10
3x25+1x10 3x50+1x10
3x50+1x10
L4L5
L9
L1 5
3x50+1x10 3x50+1x10 l1 l2 l3 l4
l5 l6
l7 l8 l9
l10 l11 l12 l13
ГPШЭ ГPШЭ ГPШЭ
ГPШЭ
ГPШЭ
ГPШЭГPШЭ ГPШЭ ГPШЭ
ГPШЭ ГPШЭ ГPШЭ ГPШЭ
ГPШЭ ГPШЭ
46
Hình 2.12. Mô hình hoá máy biến áp khu vực khai thác 5 vỉa 9 mỏ than Mạo Khê.
2.5.1.2. Mô hình mạng hạ áp.
Để mô hình hoá mạng hạ áp khu vực khai thác 5 vỉa 9 mỏ than Mạo Khê, các thông số của mạng cần cung cấp cho mô hình mô phỏng đ−ợc nhập vào M-file đ−ợc trình bày trong phụ lục 1.
Các thông số mạng sẽ gửi vào mô hình mô phỏng Simulink, chạy mô phỏng theo các điều kiện kỹ thuật, kết quả mô hình hoá lần luợt đ−ợc thể hiện trên cửa sổ biểu diễn kết quả nh− trên hình vẽ từ hình 2.13 đến hình 2.15.
47
72.31 110 99.99 68.84 68.84 110.5 99.99 271.2 72.24 215.1 251 Ton that nang luong tren cac doan cap mem,
kWh/nam 63330.82
6665.18 163.20 760.81 38.00 0.50 71.49 41.95 1357.79 531.94 0.25 797.59 330.46 298.67 146.06 Ton that nang luong tren cac doan cap chinh,
kWh/nam Out1
Out2
Out3
Out4
Out5
Out6
Subsystem
0.5267 0.5315 0.6269 0.7035 0.9559 1 0.715 1 0.7282 0.9559 1 0.6532 0.6888 0.715 1 He so yeu cau cua cac doan cap chinh
29.46 36.34 36.34 27.52 27.52 42.71 36.34 24.43 14.56 68.81 68.81 Dong tinh toan cua cac doan cap mem,A 266.6
150.9 78.47 63.4 44.8 3.623 43.45 30.39 71.58 44.8 3.623 145.1 132.1 125.6 87.84 Dong tinh toan cua cac doan cap chinh,A 0.6547
0.6613 0.65 0.65 0.65 0.65 0.7 0.7 0.65 0.65 0.65 0.6461 0.6455 0.64 0.64 Cosphi trung binh cac doan cap chinh
Hình 2.13. Kết quả mô phỏng xác định dòng nung nóng và tổn thất năng l−ợng trong mạng hạ áp khu vực khai thác 5 vỉa 9 mỏ than Mạo Khê.
48
0.3817 0.4708 0.428 0.3844 0.3844 0.4072 0.428 1.747 0.7808 0.492 0.574 Ton hao dien ap tren cac doan cap mem,V
28.93 5.433 0.2474 1.427 0.1009 0.01632 0.2107 0.1768 2.256 1.412 0.008158 0.6497 0.2954 0.2785 0.1947 T on hao dien ap tren cac doan cap chinh,V DeltaULc
DeltaUlm
Subsystem2
Hình 2.14. Kết quả mô phỏng xác định tổn hao điện áp các đoạn mạng trong mạng hạ áp khu vực khai thác 5 vỉa 9 mỏ than Mạo Khê.
1.201
T on that dien ap tren cap mem khi dong co cong suat lon nhat khoi dong
52.39 1.317 0.6183 0.5955 0.4812
Ton that dien ap tren cap chinh khi dong co cong suat lon nhat khoi dong
21
Ton that dien ap MBA khi dong co cong suat lon nhat khoi dong Ummin
Imttdc
DeltaUbamm
DeltaUcmmm
DeltaUccmm
Subsystem2
231.9
Dong mo may thuc te cua dong co co cong suat lon nhat dau vao MBA
213.5 Dien ap mo may toi thieu
tren cuc dong co
Hình 2.15. Kết quả mô phỏng xác định tổn hao điện áp các đoạn mạng trong mạng khi động cơ có công suất lớn nhất khởi động khu vực khai thác 5 vỉa
9 mỏ than Mạo Khê.
49
2.5.2. Mô hình hoá mạng hạ áp công tr−ờng khai thác 3 mỏ than Thống Nhất.
Để mô hình hoá mạng hạ áp công tr−ờng khai thác 3 mỏ than Thống Nhất, trước hết cũng cần phải lập sơ đồ thay thế nguyên lý cung cấp điện như dưới hình vẽ 2.16.
Máy biến áp ềấỉ Âẽ -240 – 6/0,4
Máng cào 420/30N
30 kW
Ãéỉí3.6+1.6 10m Ãéỉí3.25+1.10 10m
Ãéỉ í3.35+1.10 100m
Ãéỉ í3.35+1.10 40m
Ãéỉ í3.35+1.10 40m
Ãéỉ í3.35+1.10 60m Ãéỉ í3.35+1.10
60m
Ãéỉ í3.35+1.10 20m Ãéỉ í3.50+1.25
100m
Ãéỉ í3.50+1.25 80m
Ãéỉ í3.35+1.10 10m
Têi EKOC – 15 15 kW
Ãéỉí3.25+1.10 10m Ãéỉí3.25+1.10 10m
Ãéỉí3.25+1.10 10m Ãéỉí3.25+1.10 10m Ãéỉí3.25+1.10 10m Ãéỉí3.35+1.10 10m Ãéỉí3.35+1.10 10m
Quạt gió YBT -11
11kW
Ãéỉí3.6+1.6 10m Ãéỉ í3.35+1.10
100m Ãéỉí3.50+1.25 50m
Khoan điện M Z – 1,2
1,2 kW
Quạt gió YBT -11
11kW
Têi À ÂÄ -24 13 kW
Têi EKOC – 7 7 kW
Máng cào 420/30N
30 kW
Máng cào 420/30N
30 kW
Khoan điện M Z – 1,2
1,2 kW
Ãéỉ í3.50+1.25 10m
L1 L2 L3 L4 L5 L6
L7
L8 L9 L10 L11 L12
l1 l2 l3 l4
l5 l6 l7 l8 l9 l10
Hình 2.16. Sơ đồ thay thế mạng hạ áp công trường khai thác 3 má than Thèng NhÊt.
Từ mô hình thay thế mạng ta lập các mô hình mô phỏng cho máy biến áp và cho mạng điện.
2.5.2.1. Mô hình mô phỏng máy biến áp.
Sau khi nhập thông số vào giao diện nhập số liệu, kết quả mô phỏng đ−a ra mô hình nh− trên hình 2.17.
50
Hình 2.17. Mô hình hoá máy biến áp công tr−ờng khai thác 3 má than Thèng NhÊt.
2.5.2.2. Mô hình mạng hạ áp.
Thông số của mạng hạ áp đ−ợc nhập vào M-file đ−ợc trình bày trong phô lôc 2:
Chạy thông số cho mô hình, kết quả mô phỏng lần l−ợt đ−ợc thống kê trong các hình 2.18 đến 2.20.
51
61.33 33.71 274.7 33.71 44.06 13.98 274.7 351.7
Ton that nang luong tren cac doan cap mem,
kWh/nam 14684.50
1740.62 691.24 1614.82 0.72 9173.96 1569.64 2499.71 2185.41 1614.82 3.61 Ton that nang luong tren cac doan cap chinh,
kWh/nam Out1
Out2
Out3
Out4
Out5
Out6
Subsystem
0.5445 0.729 0.8352 0.9781 1 0.6155 0.6406 0.6807 0.7094 0.9781 1 He so yeu cau cua cac doan cap chinh
28.46 21.1 60.23 21.1 24.12 13.59 60.23 68.15 Dong tinh toan cua cac doan cap mem,A 187.8
95.89 80.59 71.12 2.605 131.3 121.4 108.4 101.3 71.12 2.605 Dong tinh toan cua cac doan cap chinh,A 0.6582
0.6607 0.6645 0.6519 0.7 0.6566 0.6507 0.6509 0.651 0.6519 0.7 Cosphi trung binh cac doan cap chinh
Hình 2.18. Kết quả mô phỏng xác định dòng nung nóng và tổn thất năng luợng trong mạng hạ áp công tr−ờng khai thác 3 mỏ than Thống Nhất.
52
0.347 0.2602 0.7177 0.2602 0.2975 0.1619 0.7177 0.7177 Ton hao dien ap tren cac doan cap mem,V
9.419 2.195 1.06 2.753 0.03609 8.533 1.564 2.793 2.611 2.753 0.1805 Ton hao dien ap tren cac doan cap chinh,V DeltaULc
DeltaUlm
Subsystem2
Hình 2.19. Kết quả mô phỏng xác định tổn hao điện áp các đoạn mạng trong mạng hạ áp công tr−ờng khai thác 3 mỏ than Thống Nhất.
1.765
Ton that dien ap tren cap mem khi dong co cong suat lon nhat khoi dong
20.41 19.77 3.768 7.093 6.854 8.748
Ton that dien ap tren cap chinh khi dong co cong suat lon nhat khoi dong 10.8
Ton that dien ap MBA khi dong co cong suat lon nhat khoi dong Ummin
Imttdc
DeltaUbamm
DeltaUcmmm
DeltaUccmm
Subsystem2
265 Dong mo may thuc te cua dong co co cong suat lon nhat dau vao MBA
278.7 Dien ap mo may toi thieu
tren cuc dong co
Hình 2.20. Kết quả mô phỏng xác định tổn thất điện áp các đoạn mạng khi động cơ công suất lớn nhất khởi động mạng hạ áp công
tr−ờng khai thác 3 mỏ than Thống Nhất.
53
Qua các mô hình hoá mạng hạ áp mỏ hầm lò đ−ợc xây dựng trên đây có thể rót ra nhËn xÐt sau:
+ Mô hình hoá mạng hạ áp hầm lò có tính chất tổng quát và phản ánh chính xác các thông số vật lý trong mạng điện hạ áp mỏ, thích hợp cho mọi mạng hạ áp hầm lò có cấu hình khác nhau.
+ Kết quả mô phỏng là cơ sở để đ−a ra các nhận xét, đánh giá hiện trạng mạng hạ áp mỏ, từ đó có thể đ−a ra các giải pháp vận hành hợp lý mạng hạ áp mỏ về ph−ơng diện kỹ thuật và kinh tế.
+ Dễ dàng thay đổi thông số của mô hình khi thông số của mạng hạ áp thay
đổi, đảm bảo tính mềm dẻo và linh hoạt của mô hình.
d z