thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí công ty cổ phần than núi béo

thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí công ty cổ phần than núi béo

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

TS BÙI ĐÌNH THANH

BỘ MÔN ĐIỆN KHÍ HÓA XÍ NGHIỆP

-ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP

TÊN ĐỀ TÀI

THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA

CƠ KHÍ CÔNG TY CỔ PHẦN THAN NÚI BÉO

Phần chung

Giới thiệu khái quát về Công ty cổ phần than Núi Béo và tình hình cung

cấp điện của Công ty cổ phần than Núi Béo

Phần chuyên đề

Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng sủa chữa cơ khí

công ty cổ phần than Núi Béo

Giáo viên hướng dẫn: Trưởng bộ môn:

TS Bùi Đình Thanh TS Nguyễn Hanh Tiến

Lời nói đầu

Trang

Chương 1 1

GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT CHUNG VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN THAN NÚI BÉO 1

1.1 Vị trí địa lý, địa chất và khí hậu mỏ 1

1.2 Công nghệ khai thác 3

1.3 Công tác cơ giới 4

1.4 Tình hình tổ chức quản lý sản xuất và lao động 5

Chương 2 8

TÌNH HÌNH CUNG CẤP ĐIỆN CỦA CÔNG TY CỔ PHẦN THAN NÚI BÉO 8

2.1 Nguồn điện cung cấp 8

2.2 Trạm biến áp chính 8

2.3 Các hình thức bảo vệ trạm biến áp chính 11

2.4 Các thiết bị đo lường 16

2.5 Hiện trạng trang bị điện hạ áp 17

2.6 Tình hình sử dụng điện năng của Công ty 19

Chương 3 25

XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ 25

3.1 Đặt vấn đề 25

3.2 Đối tượng, yêu cầu và nhiệm vụ thiết kế 25

3.3 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán 26

3.4 Xác định phụ tải tính toán phân xưởng sửa chữa cơ khí 31

3.5 Phụ tải tính toán phân xưởng 36

Chương 4 38

THIẾT KẾ MẠNG HẠ ÁP PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ 38

4.1 Thành lập sơ đồ nguyên lý mạng điện hạ áp phân xưởng 38

4.2 Lựa chọn các phần tử bảo vệ mạng hạ áp phân xưởng 40

4.3 Tính ngắn mạch và kiểm tra các thiết bị đã chọn 53

4.4 Kiểm tra mạng điện theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép và điều kiện khởi động động cơ 65

THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG SỦA CHỮA CƠ KHÍ

73

5.1 Đặt vấn đề 73

5.2 Kết cấu trạm 73

5.3 Tính toán lựa chọn chi tiết các phần tử của trạm biến áp 74

5.4 Tính toán thiết kế hệ thống nối đất cho trạm 80

Chương 6 83

THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG 83

6.1 Cơ sở lý thuyết 83

6.2 Tính toán chi tiết 85

6.3 Tính toán tiếp đất bảo vệ cho phân xưởng 90

Đất nước ta đang thực hiện quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa trên tất cảmọi lĩnh vực, đê góp phần vào sự phát triển đó thì ngành năng lượng nói chung vàngành năng lượng điện nói riêng đóng một vai trò đặc biệt quan trọng Nó đòi hỏi các

hộ tiêu thụ điện phải sử dụng một cách hợp lý và kinh tế nhất

Đối với một dự án, một công trình xây dựng cho công ty, nhà máy hay phânxưởng yêu cầu phải có một biên bản thiết kế cung cấp điện không chỉ hoàn chỉnh về

kỹ thuật mà còn phù hợp về kinh tế cũng như đảm bảo về chất lượng cung cấp điện vàchất lượng điện năng Đồng thời đảm bảo thiết kế cung cấp điện phải đảm bảo chongười vận hành, đơn giản, dễ dàng thi công, lắp đặt và sửa chữa, nâng cấp cải tạo vềsau

Là một sinh viên chuyên nghành Điện khí hóa trải qua quá trình học tập, nghiêncứu được sự dạy bảo tận tình của các thầy cô trong khoa Cơ điện và các thầy cô trongtrường đã giúp em trang bị vốn kiến thức cơ bản về chuyên môn Với thời gian thựctập gần hai tháng tại Viện khoa học công nghệ Mỏ có tìm hiểu một số công ty thantrong đó có Công ty cổ phần than Núi Béo và được sự nhất trí của thầy giáo hướng

dẫn: TS Bùi Đình Thanh, em đã chọn đề tài “ Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho

phân xưởng sửa chữa cơ khí Công ty cổ phần than Núi Béo” làm đồ án tốt nghiệp.

Trong thời gian làm đồ án, bản thân em đã cố gắng tìm hiểu các tài liệu thamkhảo phục vụ cho đề tài và được sự hướng dẫn, chỉ bảo nhiệt tình của các thầy côtrong bộ môn đặc biệt là thầy Bùi Đình Thanh cùng các bạn đồng nghiệp đến nay em

đã hoàn thành bản đồ án tốt nghiệp của mình Mặc dù vậy, do kiến thức, thời gian vàkinh nghiệm còn hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong được cácthầy cô và các bạn tham gia góp ý để đồ án của em được hoàn thiện hơn

Em xin trân thành cảm ơn!

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN THAN NÚI BÉO VÀ TÌNH

HÌNH CUNG CẤP ĐIỆN CỦA CÔNG TY

Chương 1 GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT CHUNG VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN THAN NÚI BÉO

1.1 Vị trí địa lý, địa chất và khí hậu mỏ

1.1.1 Vị trí địa lý

Công ty cổ phần than Núi Béo – TKV nằm trong khoáng sàng Hà Tu – hàLầm, có trụ sở đặt tại 799 Lê Thánh Tông – TP Hạ Long – Quảng Ninh, cáchtrung tâm thành phố Hạ Long 7 km về phía đông Công ty có tọa độ và địa lý nhưsau

X = 18.000 ÷ 21.600

Y = 409.000 ÷ 412.000

Theo Quyết định của Tổng giám đốc Tổng Công ty Than Việt Nam ( số 649

Công ty cổ phần than Núi Béo – TKV được giao quản lý, bảo vệ, thăm dò và khaithác than 3 công trường:

- Công trường Tây Vỉa 11

- Công trường Đông Bắc Vỉa 11

- Công trường Vỉa 14

Nằm trong địa phận phường Hà Tu, phường Hà Trung với tổng diện tíchkhai thác 112 ha

- Phía đông giáp mỏ than Tân Lập

- Phía Tây giáp khu mỏ Bình Minh

- Phía Nam giáp quốc lộ 18 A

- Phía Bắc giáp mỏ than Hà Tu

1.1.2 Điều kiện khí hậu

Khí hậu khu mỏ mang đặc điểm khí hậu vùng Đông Bắc Việt Nam, một năm

có hai mùa rõ rệt Mùa mưa kéo dài từ tháng 4 đến tháng 10, nhiệt độ thay đổi từ

24  350C, trung bình 28  300C, đôi khi lên trên 380C Mùa khô kéo dài từ tháng

11 đến tháng 3 năm sau, nhiệt độ thay đổi từ 16  210C, thấp nhất có năm xuống

bình hàng năm là 2.116,4 mm, cao nhất là vào tháng 7, tháng 8, tháng 9 Lượngmưa thấp nhất vào các tháng 1, tháng 2, tháng 12

Tại Công trường Vỉa 14 địa hình khai thác phức tạp, hiện nay mỏ đang khaithác nằm tại mức -70 so với mặt nước Biển

Tại Công trường Đông Bắc Vỉa 11 (phía nam giáp Moong nước Hà Tu nơikhai thác trước kia của thực dân pháp), hiện tại đáy mỏ đang khai thác tại mức -45

và đang sâu hơn nữa

Hệ thống sông suối trong phạm vi ranh giới mỏ do Công ty quản lý khôngcòn tồn tại, nước mưa tập trung chủ yếu vào Moong nước Hà Tu (phía đông namkhai trường)

1.1.4 Đặc điểm dịa chất thủy văn

+ Nước mặt: tập trung chủ yếu trong moong khai thác và moong Hà Tu.Nguồn cung cấp cho nước mặt chủ yếu là nước mưa, nước mặt không có tính chất

ăn mòn, độ PH = 6,4 ÷ 8 Theo tính toán thì lượng nước mặt chảy vào khai trườngvới lượng mưa lớn nhất là 350 mm/ngày đêm

+ Nước ngầm: địa tầng khu mỏ thuộc hệ Triat hống thượng bậc Nori điệpHòn Gai, phụ điệp Hòn Gai giữa (T3n hg2), bao gồm các loại đá cuội kết, sạn kết,cát kết, bột kết, nước dưới đất có quan hệ thủy lực chặt chẽ với nước trên mặt vìsau khi kết thúc mùa mưa lượng nước của các suối và Công trường khai thác giảm

đi rõ rệt Nguồn cung cấp cho nguồn này chủ yếu là nước mưa thấm từ trên quacác tầng dá chứa nước lộ ra và đới phá hủy kiến tạo

1.1.5 Đặc điểm địa chất công trình

Trong các giai đoạn thăm dò địa chất đã tiến hành lấy trên 250 mẫu cơ lý đá

để nghiên cứu các chỉ tiêu cơ lý phục vụ cho thiết kế bờ Công ty khai thác lộ thiên

Cuội kết: có màu trắng đến phớt hồng Thành phần hạt chủ yếu là thạch anh

ít Silic, kích thước hạt từ 5 ÷ 12 mm, Xi măng gắn kết là cát thạch anh Đá có cấutạo khối hoặc phân lớp dày, bị nứt nẻ mạnh

Sạn kết: màu từ sám đến sám phớt hồng, thành phần hạt chủ yếu là thạchanh, độ hạt từ 1 ÷ 3 mm độ chọn kém Xi măng gắn kết là cát thạch anh, Silic đá bịnứt nẻ mạnh Đá thường có cấu tạo khối, phân lớp dày

Cát kết: là loại đá phổ biến trong khu mỏ, màu xám tro đến xám trắng Thànhphần chủ yếu là thạch anh độ hạt nhỏ hơn 1mm Đá có cấu tạo phân lớp dày, ít bịnứt nẻ

Bột kết: phân bố ở vách, trụ vỉa than Bột kết có màu xám tro đến xám đen.Thành phần hạt chủ yếu là xét, đá có cấu tạo phân lớp, ít bị nứt nẻ

Xét kết: màu xám đến xám đen, cấu tạo dạng phân lớp, bị nén ép có dạngphân phiến, đá kém bền vững dễ bị vỡ vụn, bở rời

1.1.6 Điều kiện gao thông

Mỏ than Núi Béo thuộc địa bàn có địa hình giao thông hết sức thuận lợi kể

cả đường bộ, đường thủy Đường bộ có quốc lộ 18A, đường thủy có Công ty tuyểnthan Cầu Trắng, Hạ Long, Quảng Ninh do đó việc vận chuyển xuất nhập tham gia

và thiết bị được dễ dàng

1.2 Công nghệ khai thác

- Hệ thống mở vỉa:

Hệ thống hào mở vỉa bằng hệ thống hào dốc, đường chữ chi Theo đặc điểmkiến tạo của Vỉa 11 và Vỉa 14 có chiều dày thật từ 27,44 ÷ 32,86 m nhưng chiếudày nằm ngang từ 50 m (khu Tây Vỉa 110) đến 250 m (khu Đông Vỉa 11) và uốnlượn gần như nằm ngang (Vỉa 14) Theo đặc điểm kiến tạo toàn vỉa có 9 ÷ 11 lớp

đá kẹp Từ đặc điểm trên, hào mở vỉa khai thác than đặt trong vỉa than có chiềurộng B = 22 ÷ 23 m, nhưng mở vào các lớp than, hoặc lớp đá kẹp, chiều dày nằmngang phải lớn hơn chiều rộng hào mỏ vỉa Khi hoàn thành chu kỳ bờ phát triển bờcông tác đến vách vỉa, tiếp tục mở vỉa vào vách vỉa để khai thác than từ vách quatrụ và xúc chọn lọc các lớp đá kẹp và than có chiều dày ≥ 0,5 m

- Các thông số của hệ thống khai thác như sau:

+ Chiều rộng đường vận chuyển: 15 ÷ 20 m

- Các khâu sản xuất phụ trợ như:

+ Sàng tuyển, chế biến than

+ Xây dựng đường xá các tuyến vận tải cố định hay tạm thời phục vụ cho sảnxuất

+ Sửa chữa thiết bị cơ điện, thiết bị vận tải

+ Bơm thoát nước, cấp nước tưới đường

+ Cung cấp điện: phục vụ cho sản xuất và nhu cầu thắp sáng

+ San gạt bãi thải, làm đường xá.

Ngoài ra còn có một số bộ phận khác như bộ phận văn hóa, phúc lợi, y tế,môi trường

1.3 Công tác cơ giới

1.3.1 Công tác cơ giới hóa về khai thác – xúc bốc – vận chuyển

Công ty cổ phần than Núi Béo – TKV là công ty khai thác lộ thiên lớn nhấtngành than, khối lượng sản xuất lớn nhất của Công ty chiếm tỷ trọng cao nhấttrong Tập đoàn công nghệp than khoáng sản Việt Nam

Các máy móc thiết bị dùng trong quá trình sản xuất chính và phụ trợ củaCông ty phần lớn là do nước ngoài cung cấp Các thết bị có năng suất lớn, tínhnăng kỹ thuật cao và tương đối phù hợp với điều kiện địa chất khai thác của Công

ty Nhìn chung cơ sở vật chất và trang bị máy móc của Công ty tương đối đầy đủ

và có khả năng đáp ứng mở rộng sản xuất

1.3.2 Công tác thoát nước

Nước hình thành ở trong mỏ gồm hai nguồn: nước ngầm và nước mưa

- Nước ngầm: được tàng trữ ở các tầng cuội kết, cát kết có trong các vỉa than,

- Nước mưa: từ mức +30 được dồn vào hệ thống mương thoát nước của mỏ,rồi chảy ra biển từ mức -30 trở xuống nước được dồn vào lòng các moong của

mỏ Từ đáy các moong nước được các hệ thống bơm lên qua các tuyến ống lên của

lò +28 rồi ra biển

Thoát nước: xây dựng hệ thống hào, mương thoát nước quanh khai trường,thoát nước cưỡng bức bằng bơm có công suất lớn và chiều cao đẩy trên 100 m

1.4 Tình hình tổ chức quản lý sản xuất và lao động

1.4.1 Bộ máy quản lý và sản xuất của Công ty cổ phần than Núi Béo – TKV

Công ty cổ phần than Núi Béo – TKV là doanh nghiệp hoạch toán độc lậptrực thuộc Tập đoàn Công nghiệp than khoáng sản Việt Nam, toàn bộ quá trình

sản xuất và tiêu thụ sản phẩm đều do Công ty chịu trách nhiệm Bộ máy quản lýcủa Công ty được bố trí theo kiểu trực tuyến chức năng và tư tưởng điều hành làtăng cường các mối liên hệ ngang nhằm giải quyết công việc nhanh chóng Theo

cơ cấu này, bên cạnh các bộ phận trực tuyến này còn có các bộ phận tham mưucác chức năng hỗ trợ điều hành, quản lý

1.4.2 Tổ chức quản lý các bộ phận trong Công ty

Cơ cấu quản lý các Công trường, phân xưởng theo nguyên tắc gọn nhẹ, hoạtđộng có hiệu quả đáp ứng được nhu cầu chuyên môn hóa, sản xuất trong nội bộCông ty Vớí mô hình quản lý này cho ta thấy ở cấp công trường phân xưởng đã

có sự quản lý mang tính chất khoa học tạo ra khả năng hoàn thành tốt các nhiệm

vụ của bộ phận mình

Sơ đồ tổ chức quản lý công ty thế hiện hình 1.1

P.KTVP.Y tếP.QLCPP.KTTCP.CNTTP.ĐTXD - CBP.TĐMP.An ToànP.KCSP.ĐHSXP.KVTP.Vật TưP.CĐM

NM CKHG

NATT

CT.CBTCT.CG-LĐCT.XD-KTT

Sơ đồ bộ máy quản lý Công ty cổ phần than Núi Béo thể hiện hình 1.2

Hình 1.2 Sơ đồ tổ chức quản lý bộ phận sản xuất của Công ty

Quản đốc

Phó Quảnđốc cơ điện -vận tải

Phó Quảnđốc ca 3

Phó Quảnđốc ca2

Phó Quản

đốc ca

1

Thống kê-NVKinh tế

Các tổ sảnxuất ca3

Các tổ sảnxuất ca2

Các tổ sản

xuất ca

1

Chương 2 TÌNH HÌNH CUNG CẤP ĐIỆN CỦA CÔNG TY CỔ PHẦN THAN NÚI

BÉO 2.1 Nguồn điện cung cấp

Nguồn điện 35 kV của mỏ được lấy từ trạm 110 kV Hà Tu Điện năng đượcdẫn bằng hai tuyến 375 và 377 bằng dây dẫn AC-95 dài 19 km Để đảm bảo việchiện tượng quá áp tự nhiên do xét gây ra theo đường dây truyền vào trạm 35/6 kV,trên hai tuyến đường dây này ở đoạn gần vào trạm có dùng dây chống sét loại AC-

35 với chiều dài 1,5 km Đặc tính kỹ thuật của dây AC-35 và AC-95 được thống

kê trong bảng 2.1

Bảng 2.1 Tiết diện định

mức của dây dẫn,

Tiết diện tính toán (mm 2 )

Đường kính tính toán (mm)

Điện trở khi nhiệt

độ +20 0 C Ω/kmkm

Khối lượng tính toán, kg/kmkm

Phầnnhôm

Lõithép

Dâydẫn

Lõithép

2.2 Trạm biến áp chính

2.2.1 Giới thiệu trạm biến áp 35/6 kV

Để cung cấp điện cho toàn bộ khu vực sản xuất và đân dụng mỏ than NúiBéo sử dụng một trạm biến áp 35/6 kV, nhà Trạm biến áp trung gian 35/6 kV được

phường Hà Tu, Thành phố Hạ Long, xung quanh có tường vây bảo vệ và có đườngôtô

Các thiết bị phân phối đóng cắt 35 kV (TBPP – 35 kV) được lắp đặt trên cáckết cấu bằng bê tông cốt thép đặt ngoài trời Trạm có hàng rào cao 2m bảo vệ.Thiết bị phân phối 6 kV (TBPP – 6 kV), thiết bị điều khiển, bảo vệ, đo lường, bù

và các thiết bị phụ đặt trong nhà phân phối riêng, liền kề TBPP 35 kV

Sơ đồ nguyên lý trạm 35/6 kV được thể hiện trên hình 2.1

Nhà trạm sử dụng 01 máy biến áp 6300 kVA và 01 máy biến áp 3200 kVA,một máy biến áp 1800 kVA (dự phòng) loại máy biến áp ngoài trời, tổ đấu dây Y/

Δ, tần số 50 Hz do Việt Nam chế tạo Các máy biến áp này có thông số kỹ thuậtđược thống kê trong bảng 2.2

Bảng 2.2

Mã hiệu

Tổ đấu dây

U đm , sơ cấp (kV)

U đm , thứ cấp (kV)

S đm , (kVA)

ΔP 0 , (W)

Số pha

Tần số

+ 02 bộ chống sét van 35 kV

+ Trạm biến áp tự dùng 35/0.4 kV – 50 kVA trên cột, bảo vệ cầu chì

Tất cả các thiết bị trên đều do khối G7 chế tạo Thông số kỹ thuật của các thiết bị được thống kê trong bảng sau:

Các thông số kỹ thuật của bộ cầu dao cách ly 35 kV – 630 A trong bảng 2.3

Cấp chính xác

2ms (A) (0,2s) thời 1s (kV)

cách dòng điện bò nhỏ nhất (mm)

- Phía 6 kV bao gồm các thiết bị:

Các tủ trọn bộ 7,2 kV trong nhà theo sơ đồ một hệ thống thanh cái có máycắt phân đoạn gồm 02 phân đoạn sau:

- 01 tủ phân đoạn 7,2 kV – 630 A

- 01 tủ máy cắt và cầu dao phân đoạn 7,2 kV – 630 A

- 10 tủ lộ ra loại 8DH10 7,2 kV – 630 A, máy căt chân không

- Hệ thống đo lường, bảo vệ phía 6 kV cho máy biến áp gồm: Bảo vệ quádòng điện 2 cấp, bảo vệ quá tải và bảo vệ khác như: Chạm đất báo tín hiệu, hỏngmáy cắt, thấp điện áp, quá điện áp, ; Rơle sử dụng loại kỹ thuật số 7SJ80 đa chứcnăng

- Các lộ ra phía 6 kV dùng bảo vệ quá dòng 2 cấp và chạm đất báo tín hiệu

- Đo lường được lắp đặt trên các tủ phía 6 kV bao gồm: Đo điện áp, đo dòngđiện và đếm điện năng tác dụng

- 02 tủ máy cắt cho tụ bù loại 8DH10 7,2 kV – 630 A

- 02 bộ tụ điện chọn bộ 7,2 kV – 750 kVAr

- 02 bộ chống sét 6 kV máy biến áp 35/6 kV

- Nguồn tự dùng trong trạm được cung cấp bằng máy biến áp 35/0,4 kV, kiểuđặt trên cột với máy biến áp công suất 50 kVA, làm nguội bằng dầu và trung tínhnối đất

- Lưới chiếu sáng trong và ngoài nhà trạm được đóng, cắt bảo vệ bằng phần

tử phân phối 0,4 kV với 01 áptômát 3 cực đầu vào, dòng định mức 63 A và 01 lộ

ra với áptômát 3 cực, 09 áptômát 1 cực với dòng điện định mức 15 A

- Chiếu sáng sự cố bằng máy biến áp khô 1 pha 220/12 V – 150 W Sử dụngcác kiểu đèn huỳnh quang kết hợp với bóng sợi đốt kiểu thông thường hoặc chốngbụi, nước công suất bóng đến 300 W – 250 V treo tường và trên giá để chiếu sángtrong nhà phân phối hoặc ngoài mặt bằng trạm

2.2.3 Nguyên lý vận hành trạm biến áp 35/6 kV

Tram biến áp 35/6 kV Núi Béo được cấp điện thông qua 2 đường dây 35 kV

từ trạm 110 kV Hà Tu về mỏ Tại trạm đặt 02 máy biến áp có dung lượng 3200kVA – 35/6 kV và 6300 kVA – 35/6 kV Để đảm bảo cho người và thiết bị, ngoàicác quy định theo pháp quy quản lý kỹ thuật hiện hành, Công ty than duyệt và banhành quy trình thao tác đóng cắt phía 35 kV cũng như phía 6 kV trong điều kiệnvận hành một đường dây 35 kV và một trong 2 máy biến áp 3200 kVA – 35/6 kV

và 6300 kVA – 35/6 kV như sau:

- Đối với MBA mới lắp, sau sửa chữa lớn hoặc thay đổi vị trí khi đưa vàovận hành phải thử đồng pha

- Việc thay đổi nấc điều áp dưới tải phải ghi vào sổ theo dõi vận hành

- Khi mức dầu của MBA lên cao quá vạch quy định thì phải tìm nguyên nhân

để khắc phục Nếu chưa tách van dẫn dầu của rơle thì không được mở các van tháodầu, van xả khí để rơle tác động nhầm

- Đóng điện vào MBA phải thực hiện từ phía cung cấp điện đến, có trang bịbảo vệ ở tình trạng sẵn sàng làm việc khi MBA có sự cố

được vượt quá 900C

Máy biến áp vận hành liên tục, giá trị điện áp không vượt quá mức sau:

- Cấp điện áp 35 kV: điện áp làm việc lớn nhất 40,5 kV.

- Cấp điện áp 6 kV: điện áp làm việc lớn nhất là 7,2 kV

Khi máy biến áp quá tải: trực ca phải báo ngay cho Phòng ĐHSX để tìm

biện pháp giảm tải MBA được phép quá tải với dòng điện và thời gian như sau

- Bội số dòng điện quá tải ngắn hạn: 1,5 (so với dòng điện định mức)

Hiện nay mỏ đang sử dụng 2 hình thức bảo vệ chạm đất một pha sau:

+ Bảo vệ chạm đất một pha không chọn lọc

+ Bảo vệ chạm đất một pha có chọn lọc

1 Bảo vệ chạm đất một pha không chọn lọc

Khi xảy ra chạm đất một pha sẽ xuất hiện điện áp thứ tự không 3U0 cung cấpcho rơle điện áp XJL, có mã hiệu DJ-131/60CN Rơle điện áp XJL tác động cungcấp tín hiệu cho đèn và còi báo sự cố chạm đất xảy ra

Hình 2.3 Sơ đồ bảo vệ chạm đất một pha không chọn lọc

(+)

TÝn hiÖu

M¸y c¾t

Hình 2.4 Sơ đồ bảo vệ chạm đất một pha có chọn lọc

Nguyên lý làm việc của bảo vệ như sau: khi có chạm đất một pha ở khởihành nào thì phía thứ cấp của máy biến dòng thứ tự không BI0 khởi hành đó xuấthiện dòng thứ tự không 3I0, dòng điện này chạy qua rơle dòng điện RI Khi giá trịdòng điện này lớn hơn giá trị dòng chỉnh định thì rơle sẽ RI tác động đóng mạchcho rơle thời gian RTG

Sau một thời gian duy trì nó tác động đóng mạch cho rơle tín hiệu RG, rơle

RG báo hiệu cho người vận hành biết và đồng thời gửi tín hiệu sự cố đến máy cắt,tác động máy cắt của khởi hành đó

2.3.3 Bảo vệ quá tải

Khi MBA làm việc quá tải thì dòng điện trong máy biến áp tăng lên Nếu xảy

ra quá tải tức là dòng điện quá tải bằng (1,1 ÷ 1,2) lần dòng điện định mức củaMBA, sẽ có tín hiệu cảnh báo của chuông hoặc còi Khi xảy ra quá tải nặng giá trịdòng điện qua rơle 2LJ, 4LJ tăng hơn dòng chỉnh định định mức, các rơle này sẽtác động đóng các tiếp điểm của nó trong rơle thời gian 1JS và 2JS Sau thời gianchỉnh định rơle tác động dưa tín hiệu tới rơle trung gian 1BCJ, rơle 1BCJ tác độngbáo hiệu cho người trực trạm biết, MBA đang làm việc quá tải cắt bớt phụ tải

BA35 kV

1LH

Hình 2.5 Sơ đồ bảo vệ quá tải

2.3.4 Bảo vệ so lệch của máy biến áp

Bảo vệ làm việc dựa trên nguyên lý so sánh dòng điện đầu vào và dòng điệnđầu ra của phần tử được bảo vệ so sánh dòng điện thứ cấp của máy biến dòng đặt

ở phía sơ cấp và thứ cấp của MBA Nhiệm vụ bảo vệ là chống ngắn mạch bêntrong vùng bảo vệ của hệ thống từ sau máy biến dòng 1LH đến trước máy biếndòng 2LH

2LH

-2MK BA35 kV

Hìn

h 2.6 Sơ đồ bảo vệ so lệch của máy biến áp

2.3.5 Bảo vệ bằng rơle điện

Trong máy biến áp chính có lắp một rơle điện để bảo vệ sự cố trong máybiến áp như: chập mạch một số vòng dây, mức dầu trong máy biến áp hạ quá thấp

so với mức quy định Những nguyên nhân đó làm cho nhiệt độ trong máy biến áptăng lên Khi sự cố xảy ra nhẹ thì rơle WX sẽ tác động đóng tiếp điểm của nó lại

và báo tín hiệu sự cố Còn nếu xảy ra sự cố máy biến áp nặng thì rơle WX và rơleWSJ tác động đưa tín hiệu tới rơle tín hiệu 3WJ sẽ báo tín hiệu sự cố qua rơletrung gian 1BCJ đến cuộn cắt của máy cắt Máy cắt tác động cắt, loại máy biến áp

ra khỏi lưới điện

Hình 2.7 Sơ đồ bảo vệ bằng rơle điện

2.3.6 Bảo vệ quá áp thiên nhiên

Quá áp thiên nhiên là hiện tượng quá điện áp phát sinh khi sét đánh trực tiếpvào các thiết bị đặt ngoài trời (đường dây tải điện, thiết bị phân phối ngoài trời cáccông trình điện vv)

Sự phóng điện của sét chỉ kéo dài vài chục micrô giây và điện áp tăng cao cótính xung kích, do đó nó ảnh hưởng rất lớn đến tình trạng cung cấp điện, cách điệncủa thiết bị

Để đảm bảo quá áp thiên nhiên cho trạm 35/6 kV, Công ty than Núi Béo đãdùng các phương pháp sau:

- Đối với đường dây vào trạm được bảo vệ bởi đường dây chống sét toàntuyến Dây chống sét bố trí trên các đầu cột điện và được đấu nối tiếp đất Trị sốquy đổi điện trở tiếp đất ≤ 10 Ω nhằm ngăn ngừa sét đánh trực tiếp vào đường dây

- Để bảo vệ sét đánh trực tiếp vào trạm dùng 3 cột thu sét, mỗi cột caokhoảng 34 - 40 m được bố trí theo hình tam giác đều Để bảo vệ sét đánh tực tiếpdùng van chống sét 35 kV dùng loại FZ-35, phía 6 kV loại PBC-6 có cấu tạo làmột chuỗi khe hở phóng điện ghép nối tiếp các điện trở phi tuyến Trên thanh cáiđặt van chống sét, van phía 35 kV có gắn số lần sét đánh vào đường dây các thông

số của van chống sét được ghi trong bảng 2.7

Bảng 2.7

2.4 Các thiết bị đo lường

2.4.1 Đo lường phía 35 kV

Phía 35 kV trạm sử dụng MBA đo lường 3HOM-35 để cung cấp điện chomạch đo lường Thông số kỹ thuật cảu MBA đo lường phía 35 kV được cho trongbảng 2.8

Bảng 2.8

Mã hiệu

Sơ cấp (kV)

Hình 2.8 Sơ đồ đo lường phía 35 kV

2.4.2 Đo lường phía 6 kV

Phía 6 kV trạm sử dụng máy biến áp đo lường HTMN-6 các thông số kỹthuật được ghi trong bảng 2.9

Bảng 2.9

Mã hiệu

Sơ cấp (kV)

2.5.1 Các trạm biến áp 6/0,4 kV cung cấp cho các phụ tải

Tại các mặt bằng công nghiệp và các công trường khai thác lộ thiên đềuđược đặt các trạm biến áp khu vực biến đổi điện áp 6 kV xuống 0,4 kV cung cấpcho các phụ tải Các máy biến áp có thông số kỹ thuật được cho ở bảng 2.10

Bảng 2.10

Tổn thất (kW) Không tải

Mạng điện hại áp mỏ là mạng trung tính cách ly, nên để phát hiện và loại trừ

rò điện một pha Công ty dùng rơle rò phòng nổ PB các thông số kỹ thuật co trongbảng 2.12

Bảng 2.12

V

R’, kΩ

R’’c, (kΩ/kmph)

R th , (kΩ/kmph)

Loại mạng sử dụng

Điện trở cách điện cực tiểu cho phép

Tiếp đất trung tâm bằng nhũng tấm thép phẳng diện tích 0,8 m2, bề dày 7 mmchiều dài 3m, đặt trong hầm chứa nước Dây nối tiếp đất trung tâm với mạng tiếpđất có tiết diện 100 mm2

Để tiếp đất cục bộ cho các thiết bị điện như: khởi động từ, máy cắt tự động,hộp nối cáp Công ty dùng cọc tiếp đất bằng thép ống đường kính 35 mm, dài 1,5

m xung quanh thành ống khoan 20 lỗ đường kính 6 mm để tăng cường sự tiếp xúc

của ống với đất đá Dây tiếp đất cục bộ có tiết diện 50 mm2 được nối tiếp đất trungtâm tạo thành mạng tiếp đất chung, điện trở tiếp đất quy định Rtd ≤ 2 Ω.

Việc tiếp đất vỏ máy di động được thực hiện bằng lõi thứ 4 trong đường cápmềm cung cấp điện Một đầu của lõi này được nối với vỏ thiết bị cung cấp điệnđặt tại trạm cung cấp điện lò chợ Bản thân vỏ các thiết bị cung cấp điện được tiếpđất nhờ các cọc tiếp đất cục bộ

2.6 Tình hình sử dụng điện năng của Công ty

* Biểu đồ phụ tải ngày điển hình

Biểu đồ phụ tải cho biết sự thay đổi công suất phản kháng và công suất tácdụng, cho biết tình hình cung cấp điện năng của Công ty nó được biểu diễn dướidạng các hèm P(t), Q(t), ta có thể xây dựng biểu đồ phụ tải thời gian quan sát làmột ngày đêm một tháng hay một năm

Biểu đồ phụ tải ngày là biểu đồ được thành lập với thời gian là 24h mỗi ngàyđược ghi lại một lần các chỉ số đo của các đại lượng P, Q

Biểu đồ phụ tải tháng xây dựng theo phụ tải trung bình hàng ngày

Biểu đồ phụ tải năm được căn cứ vào biểu đồ phụ tải điển hình của mộtngày, của một mùa, mà ta có thể vẽ được đồ thị năm

* Thông số đặc trưng của biểu đồ phụ tải

Đối với mỏ than Núi Béo việc xác định phụ tải điện thích hợp nhất là sửdụng phương pháp xác định theo công thức trung bình và hệ số hình dáng của biểu

đồ phụ tải Biểu đồ phụ tải ngày 24 giờ của mỏ được xây dựng trên cơ sở số liệughi năng lượng của trạm TBA chính 35/6 theo từng giờ từ ngày 20/04/2014 đếnngày 26/04/2014 được ghi trong bảng 2.13

Bảng 2.13

Từ bảng thống kê ta tính được các đại lượng trung bình sau:

- Năng lượng tác dụng trung bình trong 7 ngày khảo sát

Công suất tác dụng và phản kháng của ngày điển hình

2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000

Hình 2.10 Biểu đồ phụ tải ngày điển hình

Xác định các thông số đặc trung của bản đồ phụ tải

- Công suất trung bình:

+ Công suất tác dụng trung bình (Ptb)

i ks

i ks

P(t) – công suất tác dụng của phụ tải trong khoảng thời gian ti giờ, kW

Q(t) - công suất phản kháng của phụ tải trong khoảng thời gian ti giờ, kVAr

Tks – thời gian khảo sat, Tks = 24h

- Công suất biểu kiến trung bình (Stb)

P c

S

- Công suất trung bình bình phương:

+ Công suất tác dụng trung bình bình phương (Ptbbp):

1 2 0

tb dk m

P K P

- Hệ số cực đại (Kmax)

ax ax

4127

2

2061, 29

m m

tb

P K

P K

tb

P K

P

Q K

tt mt

dmMBA

S K

phản kháng về tổn hao công suất tác dụng (kW/kWAr)

ΔP0 – tổn thất công suất tác dụng khi máy biến áp không tải, ΔP0 = 9,4 kW

ΔPN – tổn thất công suất tác dụng khi ngắn mạch, ΔPN = 46,5 kW

0 0

Nhận xét: với công suất của hai máy biến áp hiện tại của trạm biến áp chính Công ty

Cổ phần Than Núi Béo và theo các kết quả tính toán ở trên cho thấy, hệ số mang tảicũng như hệ số sử dụng máy biến áp còn thấp, máy biến áp làm việc ở chế độ non tải.Như vậy hai máy biến áp của trạm chính hiện tại đảm bảo tốt trong quá trình vừa khaithác lộ thiên vừa phực vụ cho các quá trình xây dựng đào lò, Trong xây dựng, mởrộng và phát triển sang khai thác hầm lò của Công ty Cổ phần Than Núi Béo

2.7 Dự án trạm biến áp mới 12500 kVA -35/km6 kV

Xét đến tương lai, hiện tại Công ty Cổ phần Than Núi Béo đang trong quátrình xây dựng cơ bản dự án khai thác hầm lò Công ty dự định sử dụng lại trạmbiến áp chính hiện tại của mỏ (khai thác lộ thiên) Và sẽ xây dựng một trạm biến

áp mới phục vụ khái thác hầm lò với công suất mỗi máy là 12500 kVA (TBA2x12500 kVA-35/6 kV) Trong đó một máy làm việc chính và một máy dự phòngnguội

Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện chung cho toàn mỏ trong dự án khai thác hầm

lò được thể hiện trên hình 2.11

Nguồn điện cung cấp cho trạm biến áp chính vẫn được cung cấp trực tiếp từ

2 lộ của 375 và 377 của TBA 110/35/22 kV Hà Tu đến

TBA 2x12500 kVA - 35/6 kV kiểu nửa ngoài trời, có phân đoạn phía 35 kV

và phía 6 kV

Trạm phát điện cục bộ Diesel với dung lượng 4x2500 kVA, điện áp phát 6

kV, có tủ hòa đồng bộ và tự động đóng nguồn dự phòng

03 TBA 6/0,4 kV loại có 01 MBA trọn bộ ngoài trời, trung tính nối đất đặt ởmặt bằng sân công nghiệp +35.

01 TBA 6/0,4 kV loại có 02 MBA trọn bộ ngoài trời, trung tính nối đất đặt ở

MB khu xử lý nước thải, nước sinh hoạt

10 TBA 6/0,4 kV loại có 01 MBA trọn bộ ngoài trời, trung tính nối đất đặttheo vị trí dọc tuyến băng tải vận tải than sang nhà máy tuyển Hà Lầm

Hệ thống khởi động, đóng cắt, bảo vệ, đo lường, điều khiển trọn bộ được lựachọn và lắp đặt phù hợp theo đúng yêu cầu kỹ thuật

Sử dụng lại các công trình điện hiện có của mỏ than Núi Béo (khai thác lộthiên): đoạn ĐDK-35 kV mạch kép cấp điện 35 kV và TBA 35/6 kV, một số đoạnĐDK-6 kV và các công trình khác phù hợp với phần công nghệ

Các thiết bị, vật liệu điện chủ yếu sử dụng loại công nghiệp thông thường

Thông số máy biến áp mới 12500 kVA-35/6 kV được thể hiện trên bảng 2.15

Máy biến áp số 1 được nối với tủ lộ ra phía 35 kV phân đoạn I TBA110/35/22 kV Hà Tu là máy biến áp làm việc thường xuyên, còn máy biến áp số 2được nối với tủ lộ ra phía 35 kV phân đoạn 2 TBA 110/35/22 kV Hà Tu, là máy

dự phòng nguội

Toàn bộ hệ thống máy biến áp, thanh cái 35kV đều được đặt ngoài trời.

Trạm biến áp 12500 kVA-35/6 kV mới sắp xây dựng cũng sẽ được Công tytrang bị đầy đủ các hình thức điều khiển, đo lường và bảo vệ theo theo đúng tiêuchuẩn kỹ thuật

Các hệ thống nối đất chống sét và nối đất an toàn cho trạm biến áp chínhcũng được thực hiện theo đúng tiêu chuẩn kỹ thuật

Các thiết bị phía 35 kV

Phía 35 kV của trạm được trang bị các thiết bị bảo vệ, đo lường sau:

- 2 cầu dao cách ly 35 kV có 2 má dao tiếp đất

- 2 cầu dao cách lý 35 kV có 1 má dao tiếp đất

- 2 máy cắt 35 kV-630 A

- 2 chống sét van 35 kV

- 2 biến áp đo lường 3 cuộn dây BU-35/√3/0,1 kV

- 2 máy biến dòng BI-35 kV-250/5/5

- 2 máy biến dòng BI-35 kV-250/5

- Tất cả các thiết bị đều được lắp đặt ngoài trời

Các thiết bị phía 6 kV

Phía 6 kV của trạm gồm 2 chống sét van 6 kV và các tủ điều khiển được đặttrong nhà trạm để cung cấp điện cho các khởi hành khu vực

Với quy mô khai thác hầm lò, nhà trạm mới 12500 kVA sẽ được trang bị 30

tủ điều khiển và phân phối phía 6 kV

Nguyên lý vận hành trạm biến áp 12500 kVA – 35/6 kV

Trạm biến áp mới 35/6 kV của mỏ Than Núi Béo cũng sẽ được vận hànhtheo chế độ dự phòng nguội, một máy làm việc chính, một máy dự phòng Khi

trạm biến áp đang ở vị trí không làm việc (các máy cắt, cầu dao ở vị trí mở) Máybiến áp T1 thường xuyên được đưa vào vận hành, còn máy biến áp T2 dùng để dựphòng cho máy biến áp T1.

Các hình thức vận hành cũng theo đúng quy chuẩn như trạm biến áp cũ đãtrình bày ở trên

Sơ đồ nguyên lý thiết kế mới cho trạm được thể hiện trong hình 2.12

Phần chuyên đề THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA

CƠ KHÍ CÔNG TY THAN NÚI BÉO