Đánh giá hiện trạng mạng điện 6 kV ở các mỏ lộ thiên

Chương 2. Nghiên cứu đánh giá tình trạng sử dụng điện năng ở các mỏ lộ thiên

2.2. Đánh giá hiện trạng mạng điện 6 kV ở các mỏ lộ thiên

Mạng điện 6 kV ở các xí nghiệp mỏ là loại mạng không ổn định do các khu vực khai thác có thể phát triển và thay đổi chiều dài mạng có thể tăng hoặc giảm, dẫn đến chất lượng về cung cấp điện của mạng sẽ giảm.

2.2.2. Đánh giá mạng điện theo một số chỉ tiêu kỹ thuật chính 1. Theo điều kiện dòng nung nóng cho phép

Dòng điện chạy trong dây dẫn của một đoạn mạng nào đó khi làm việc

được xác định theo công thức:

dm tt tt

tt U

Q +

= P

I 3

2 2

(A) trong đó:

Ptt - công suất tác dụng tính toán truyền tải trong đoạn mạng, (kW);

Qtt - công suất phản kháng tính toán truyền tải trong đoạn mạng, (kVAr);

Uđm = 6 kV - điện áp định mức của mạng.

Điều kiện thoả mãn là:

Itt ≤ Icp

Icp (A) - là dòng điện cho phép của dây dẫn.

2. Theo điều kiện tổn hao điện áp cho phép Ucp

Với mạng điện cao áp, giá trị tổn hao điện áp cho phép là:

` Ucp = 8%Uđm - ở chế độ làm việc bình thường;

Ucp = 12%Uđm - ở chế độ sự cố.

Tổn hao điện áp trên đoạn mạng được xác định theo công thức:

dm tt tt

i U

X Q R U  P .  .

 (V)

trong đó:

R - điện trở của dây dẫn, ();

X - điện kháng của dây dẫn, ();

Ptt - công suất tác dụng tính toán truyền tải trên đoạn mạng (kW);

Qtt - công suất phản kháng tính toán truyền tải trên đoạn mạng (kVAr).

Mạng điện cung cấp gọi là đảm bảo điều kiện tổn hao điện áp khi:

cp

i U

U 

  trong đó:

 Ui - tổng tổn hao điện áp của các đoạn mạng nối kế tiếp kể từ cực máy biến áp đến cực phụ tải (V).

2.2.3. Đánh giá mạng theo điều kiện kinh tế.

Tổn thất công suất tác dụng P của đoạn mạng được xác định:

i dm tt

i R

U P S2 .

2





Tổn thất công suất phản kháng Q:

i dm

tt

i X

U Q S2 .

2



 Tổng tổn thất công suất:

2

2 i

i

i P Q

S   



Hiệu suất truyền tải của mạng được xác định:

100 S. + S

= S

tt tt

m Δ

η (%)

Tổn thất năng lượng trong mạng được xác định:

.max

P Wa 

 (kW/n¨m)

max - thời gian tổn thất công suất cực đại, h/năm.

Với các xí nghiệp mỏ lộ thiên lấy thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax=5000 (h/n¨m).

Theo công thức Kezevist:

(0,124+T .10 ) .8760=3411

= max 4 2

max

τ - (h/n¨m)

Để đánh giá mạng theo các chỉ tiêu kể trên, công suất tính toán Ptt, Qtt

truyền tải trên các đoạn mạng được xác định theo phương pháp công suất đặt và hệ số yêu cầu, kết hợp cùng với hệ số hiệu chỉnh xác định như trên.

2.2.4. Đánh giá các điều kiện kinh tế và kỹ thuật các mỏ lộ thiên 1. Đánh giá tình trạng mạng điện mỏ Cọc Sáu

a. Đánh giá theo các chỉ tiêu kỹ thuật

Các kết quả tính toán đánh giá mạng điện mỏ Cọc Sáu theo các điều kiện đã nêu ở trên được trình bày trong các bảng 2.13, 2.14.

Bảng 2.13 Đánh giá tình trạng kỹ thuật mạng điện 6 kV mỏ Cọc Sáu

TT Khởi

hành

Đánh giá mạng theo các điều kiện Dòng nung

nãng cho phÐp

Tổn hao điện áp lớn nhất đến cực phụ tải Giá trị, V So sánh

1 2 Đảm bảo 635,2 Không đảm bảo

2 3 Đảm bảo 225 Đảm bảo

3 4 Đảm bảo 8,3 Đảm bảo

4 5 Đảm bảo 124,9 Đảm bảo

5 6 Đảm bảo 193,4 Đảm bảo

6 7 Đảm bảo 426,9 Đảm bảo

7 8 Đảm bảo 84,6 Đảm bảo

8 9 Đảm bảo 99,5 Đảm bảo

9 10 Không đảm bảo 534,6 Không đảm bảo

10 11 Đảm bảo 40,7 Đảm bảo

11 12 Đảm bảo 288,8 Đảm bảo

12 13 Đảm bảo 11,2 Đảm bảo

Kết quả cho thấy:

- Khởi hành 2 không đảm bảo theo điều kiện tổn hao điện áp cho phép;

khởi hành 10 không đảm bảo theo điều kiện dòng nung nóng cho phép và điều kiện tổn hao điện áp cho phép.

- Tuy nhiên theo giả thiết ban đầu, để xác định tổn hao điện áp trên các

đoạn mạng cần xác định công suất Ptt và Qtt truyền tải trong đoạn mạng theo phương pháp công suất đặt nên không đảm bảo, nhưng trong thực tế vẫn đảm bảo do hệ số hiệu chỉnh thực tế quá thấp.

b. Đánh giá theo điều kiện kinh tế

Bảng 2.14 Đánh giá điều kiện kinh tế mạng 6 kV mỏ Cọc Sáu

Khởi hành

Công suất truyền tải trong khởi hành Stt, (kVA)

Tổn thất công suất

Hiệu suất mạng, (%)

P, (kW) Q, (kVAr) S, (kVA)

2 2480 187,4 165,3 249,9 90,8

3 2327 108,5 79,8 134,7 94,5

4 191 0,2 0,1 0,2 99,9

5 1404 20,4 17,6 26,9 98,1

6 1505 31,4 31,8 44,7 97,1

7 1575 88,2 75,4 116 93,1

8 416 3,8 3,6 5,2 98,8

9 1099 10,9 9,5 14,5 98,7

10 3559 194,7 171,5 259,5 93,2

11 275 1,6 1,1 1,9 99,3

12 2037 71,4 62,8 95,1 95,5

13 679 0,8 0,7 1,1 99,8

Céng 17547 719,3 619,2 949,7 94,9

Từ kết quả ở trên có thể tính được một số chỉ tiêu đánh giá các điều kiện kinh tế của mỏ Cọc Sáu như thống kê trong bảng 2.15.

Bảng 2.15 Các thông số chỉ tiêu kinh tế mỏ Cọc Sáu

Chỉ tiêu Công thức Kết quả Đơn vị

Tổn thất điện năng trong mạng: A=P.max 2453532 (kWh/năm) Hiệu suất của toàn mạng: =Stt/(Stt+S) 94,9 % Suất tổn hao công suất truyền tải: kth=P/Stt 41 (W/kVA) Suất truyền tải công suất tác dụng: kth.td=P/Ptt 60,2 (W/kW)

Từ kết quả tính toán cho thấy suất tổn hao thấp, hiệu suất mạng không cao.

2. Đánh giá tình trạng mạng điện 6 kV mỏ Cao Sơn a. Đánh giá theo các chỉ tiêu kỹ thuật

Các điều kiện về kỹ thuật của mỏ Cao Sơn được trích từ phụ lục 2.2 và

được thể hiện trong bảng 2.16

Bảng 2.16 Đánh giá tình trạng kỹ thuật mạng điện 6 kV mỏ Cao Sơn

TT Khởi hành

Đánh giá mạng theo các điều kiện Dòng nung nóng

cho phÐp

Tổn hao điện áp lớn nhất đến cực phụ tải Giá trị, V So sánh

1 1 Không đảm bảo 576,6 Không đảm bảo

2 2 Đảm bảo 213,8 Đảm bảo

3 3 Đảm bảo 159,9 Đảm bảo

4 5 Đảm bảo 360,7 Đảm bảo

5 6 Không đảm bảo 561,2 Không đảm bảo

6 7 Đảm bảo 639,6 Không đảm bảo

7 PX CĐ Không đảm bảo 407,6 Đảm bảo

8 PX TM Đảm bảo 115,8 Đảm bảo

Với mỏ Cao Sơn có khởi hành PXCĐ không đảm bảo theo điều kiện dòng nung nóng cho phép; khởi hành 7 không đảm bảo theo điều kiện tổn hao

điện áp cho phép; khởi hành 1, 6 không đảm bảo cả 2 điều kiện dòng nung nóng và tổn hao điện áp cho phép.

b. Đánh giá mạng theo điều kiện kinh tế

Bảng 2.17 Tổn thất điện năng trên các khởi hành 6 kV mỏ Cao Sơn

Khởi hành

Công suất truyền tải trong khởi hành Stt, (kVA)

Tổn thất công suất

Hiệu suất mạng, (%)

P, (kW) Q, (kVAr) S, (kVA)

1 3075 152,4 116,6 191,9 94,1

2 1047 23,6 11,2 26,1 97,6

3 1047 3,9 9,5 10,3 99

5 2112 67,5 39,1 78 96,4

6 2575 129,7 90,9 158,4 94,2

7 1863 122 75,2 143,3 92,9

PXC§ 2211 121,2 71,8 140,9 94

PXTM 655 11,1 5,1 12,2 98,2

Céng 14584 631 419 761 95

Thông số về các chỉ tiêu của mạng 6 kV mỏ Cao Sơn được thể hiện trong bảng 2.18

Bảng 2.18 Các thông số chỉ tiêu kinh tế mỏ Cao Sơn

Từ kết quả tính toán cho thấy mạng 6 kV mỏ Cao Sơn do có nhiều thiết bị dùng điện trải trên diện rộng, tiết diện dây dẫn bé không phù hợp làm cho tổn thất công suất tác dụng cao, riêng tổn thất công suất phản kháng không cao do có sử dụng các động cơ đồng bộ.

Chỉ tiêu Công thức Kết quả Đơn vị

Tổn thất điện năng trong mạng: A=P.max 2982920 (kWh/năm) Hiệu suất của toàn mạng: =Stt/(Stt+S) 94,1 % Suất tổn hao công suất truyền tải: kth=P/Stt 51,5 (W/kVA) Suất truyền tải công suất tác dụng: kth.td=P/Ptt 78,6 (W/kW)

3. Đánh giá tình trạng mạng điện 6 kV mỏ Đèo Nai a. Đánh giá theo kỹ thuật

Tính toán đánh giá kiểm tra theo một số tiêu chuẩn chính, kết quả được thống kê trong bảng 2.19.

Bảng 2.19 Đánh giá tình trạng kỹ thuật mạng điện 6 kV mỏ Đèo Nai

TT Khởi hành

Đánh giá mạng theo các điều kiện Dòng nung nóng

cho phÐp

Tổn hao điện áp lớn nhất đến cực phụ tải Giá trị, V So sánh

1 3 Đảm bảo 219,9 Đảm bảo

2 6 Không đảm bảo 719,6 Không đảm bảo

3 8 Đảm bảo 275,4 Đảm bảo

4 10 Đảm bảo 44,4 Đảm bảo

5 12 Đảm bảo 141,3 Đảm bảo

6 13 Không đảm bảo 6341 Không đảm bảo

Từ kết quả tính toán cho thấy ở các khởi hành 6 và 13 không đảm bảo

điều kiện tổn hao điện áp cho phép và dòng nung nóng cho phép.

b. Đánh giá theo điều kiện kinh tế

Bảng 2.20 Tổn thất điện năng trên các khởi hành 6 kV mỏ Đèo Nai

Khởi hành

Công suất truyền tải trong khởi hành Stt, (kVA)

Tổn thất công suất

Hiệu suất mạng, (%)

P, (kW) Q, (kVAr) S, (kVA)

3 1409 1333 37.3 22.5 43.6

6 2390 2377 213.6 123.5 246.7

8 1776 1776 60.7 34.1 69.6

10 362 362 2.5 1.4 2.9

12 886 886 12.8 7.6 14.9

13 2679 2657 188.3 108.8 217.5

Céng 9503 9390 515.2 297.9 595.2

Một số chỉ tiêu kinh tế mạng điện mỏ Đèo Nai thể hiện trong bảng 2.21 Bảng 2.21 Các thông số chỉ tiêu kinh tế mỏ Đèo Nai

Chỉ tiêu Công thức Kết quả Đơn vị

Tổn thất điện năng trong mạng: A=P.max 1757347 (kWh/năm) Hiệu suất của toàn mạng: =Stt/(Stt+S) 94 % Suất tổn hao công suất truyền tải: kth=P/Stt 54,9 (W/kVA) Suất truyền tải công suất tác dụng: kth.td=P/Ptt 84 (W/kW)

Từ các thông số mạng và kết quả tính toán kinh tế nhận thấy suất truyền tải công suất tác dụng và phản kháng của mỏ Đèo Nai lớn nhất trong ba mỏ

được khảo sát, các thông số về kinh tế của mạng kém ( kth, kth.a cao).

2.2.5. Đánh giá chung mạng điện 6 kV của các mỏ lộ thiên 1. Về điều kiện kỹ thuật

Nếu kiểm tra các điều kiện kỹ thuật của mạng theo công suất đặt và hệ số yêu cầu theo kinh nghiệm của nước ngoài như trên thì một số khởi hành tại các mỏ không đảm bảo về mặt kỹ thuật, nếu hiệu chỉnh theo tình trạng vận hành thực tế của các mỏ khảo sát phù hợp với điều kiện của Việt Nam thì

hiện tại các mạng điện 6 kV của các mỏ vẫn làm việc bình thường. Trong thời gian tới do sự phát triển của phụ tải tăng lên thì các khời hành đó có thể không

đảm bảo, những khởi hành không đảm bảo về mặt kỹ thuật sẽ có phương án cải tạo để mạng làm việc tốt hơn.

2. Về điều kiện kinh tế

Các thông số để đánh giá tình trạng kinh tế của tất cả các mỏ được trình bày trong bảng 2.22.

Bảng 2.22 Đánh giá tình trạng kinh tế mạng điện 6 kV của các trạm biến áp chính

TT Thông số

Kết quả tính toán Theo tÝnh

toán

Theo tính toán có hiệu chỉnh

Theo thùc tÕ 1 Tổng công suất tính toán

Stt, kVA 37355,4 26522,3 10745

2 Tổng tổn hao công suất tác

dông Pt, kW 2109 1497,4 606,6

3 Tổng tổn hao công suất

phản kháng Qt, kVAr 1523,2 1081,5 438,1 Tổng tổn hao công suất

biÓu kiÕn St, kVA 2612,4 1854,8 751,4

5 Tổng tổn thất năng lượng

tác dụng Wat, kWh/năm 7193799 5107597,3 2069139,7

6 Hiệu suất mạng điện 94,3 94,3 94,3

7 Suất tổn thất công suất

truyền tải, W/kVA 49,1 49,1 49,1

8 Suất tổn thất truyền tải

công suất tác dụng, W/kW 74,3 74,3 74,3

Từ những kết quả tính và phân tích như ở trên nhận thấy:

1. Công suất thực tế mà các mỏ đang tiêu thụ chỉ đạt .100 28,6% 4

, 37355

10745 

công suất tính toán theo hệ số yêu cầu lấy theo kinh nghiệm của các nước tiên tiến và bằng .100 40,3%

3 , 26522

10745  công suất tính toán có hiệu chỉnh theo điều kiện sản xuất của Việt Nam.

2. Hiệu suất truyền tải của mạng điện 6 kV của các mỏ tương đối thấp và chỉ bằng 94,3%.

3. Suất tổn thất công suất tác dụng truyền tải đủ lớn, trung bình bằng 49,1 W/kVA và bằng 74,3 W/kW, tuy tổng chiều dài của mạng không lớn.

Nếu lấy đơn giá điện năng là 1200 đ/kWh thì hàng năm thực tế mỏ phải trả khoản tiền cho tổng tổn thất trong mạng 6 kV bằng:

2069139,7.1200 =2,5.109 (đồng/năm)

Nếu sử dụng hết năng lực sản xuất như kinh nghiệm của các nước tiên tiến thì số tiền phải trả bằng: 7193799.1200= 8,6.109 (đồng/năm), sẽ phát huy hết được năng lực thiết bị, tăng sản lượng, hạ giá thành sản phẩm.

Vì vậy việc tìm các giải pháp để giảm tổn thất điện năng sẽ càng cho hiệu quả kinh tế lớn.