Nghiên cứu và đề xuất các giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng điện năng ở công ty than mạo khê vinacomin

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT

NGUYỄN THANH SƠN

NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP
NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG ĐIỆN NĂNG
Ở CÔNG TY THAN MẠO KHÊ - VINACOMIN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI – 2018


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT

NGUYỄN THANH SƠN

NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP
NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG ĐIỆN NĂNG
Ở CÔNG TY THAN MẠO KHÊ - VINACOMIN

Ngành: Kỹ thuật điện
Mã số: 8520201

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. Hồ Việt Bun

HÀ NỘI - 2018


i
LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tơi. Nội dung luận
văn hồn tồn phù hợp với tên đề tài đã được đăng ký và phê duyệt theo quyết định
số 101/QĐ-MĐC của Hiệu trưởng Trường Đại học Mỏ - Địa Chất. Các số liệu, kết
quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai cơng bố trong bất kỳ
cơng trình nào khác.
Hà Nội, Ngày 10 tháng 10 năm 2018
Tác giả luận văn

Nguyễn Thanh Sơn


ii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................................... i
MỤC LỤC .............................................................................................................................ii
DANH MỤC HÌNH VẼ ....................................................................................................... iv
DANH MỤC BẢNG BIỂU ................................................................................................... v
MỞ ĐẦU ............................................................................................................................... 1
Chương 1. ĐÁNH GIÁ TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Ở CÔNG TY
THAN MẠO KHÊ- VINACOMIN ....................................................................................... 4
1.1. Giới thiệu chung về Công ty than Mạo Khê- Vinacomin ........................................... 4
1.1.1. Vị trí địa lí, tình hình địa chất, khí hậu mỏ ........................................................... 4
1.1.2. Tình hình khai thác, thốt nước, thơng gió, vận tải .............................................. 5
1.1.3. Tình hình tổ chức quản lý của mỏ ........................................................................ 7
1.2. Hệ thống cung cấp điện ngồi mỏ: ............................................................................. 7

1.3. Trạm biến áp chính 35/6 kV của Công ty than Mạo khê- Vinacomin ........................ 8
1.4. Mạng điện 6kV của Công ty than Mạo Khê ............................................................... 8
1.5. Đặc điểm cung cấp điện mỏ hầm lò .......................................................................... 10
1.6. Nhận xét .................................................................................................................... 11
Chương 2. ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐIỆN NĂNGTẠI CÔNG TY THAN
MẠO KHÊ-VINACOMIN .................................................................................................. 13
2.1. Đánh giá tình trạng kỹ thuật mạng điện cao áp tại Công ty than Mạo KhêVinacomin ........................................................................................................................ 13
2.1.1. Công suất tiêu thụ của các mỏ xác định theo phương pháp biểu đồ phụ tải....... 13
Năm............................................................................................................................... 14
2.1.2. Công suất trạm biến áp chính của mỏ xác định theo phương pháp công suất đặt
và hệ số yêu cầu ............................................................................................................ 19
2.1.3. Đánh giá chất lượng cung cấp điện 6 kV của mỏ Mạo Khê ............................... 21
2.3. Đánh giá hiện trạng sử dụng các trang thiết bị điện ................................................. 35
2.2. Đánh giá tình trạng kỹ thuật mạng điện hạ áp tại Công ty than Mạo Khê ............... 37
2.2.1. Đặc điểm tổ chức hệ thống cung cấp điện mỏ .................................................... 37
2.2.2. Đánh giá thực trạng vận hành mạng hạ áp ở Công ty than Mạo Khê ................. 41
Chương 3. NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP NHẰM NÂNG CAO HIỆU
QUẢ SỬ DỤNG ĐIỆN NĂNG Ở CÔNG TY THAN MẠO KHÊ-VINACOMIN ............ 60


iii
3.1. Tổ chức vận hành hợp lý các máy biến áp của trạm biến áp chính 35/6 kV ............ 60
3.2. Bù công suất phản kháng ở các trạm biến áp di động .............................................. 62
3.3. Ứng dụng phần mềm PSS/ADEPT xác định vị trí bù tối ưu cho lưới 6kV .............. 67
Nhận xét: .......................................................................................................................... 73
3.4. Ứng dụng các thiết bị điều khiển mới phù hợp thực tế sản xuất ở Công ty than Mạo
Khê-Vinacomin ................................................................................................................ 73
3.4.1. Ứng dụng thiết bị điều khiển mới cho hệ truyền động quạt gió, bơm nước và
băng tải 6kV .................................................................................................................. 73
3.4.2. Ứng dụng thiết bị điều khiển mới cho hệ truyền động băng tải hạ áp ................ 79

KẾT LUẬN.......................................................................................................................... 81
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................... 83


iv
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1: Mơ hình cung cấp điện khu vực khai thác ................................................11
Hình 2.1. Biểu đồ phụ tải ngày điển hình 15/4/2018 của Cơng ty than Mạo Khê ....16
Hình 2.2. Sơ đồ thay thế khởi hành 1........................................................................22
Hình 2.3. Sơ đồ thay thế khởi hành 2........................................................................23
Hình 2.4. Sơ đồ thay thế khởi hành 3........................................................................24
Hình 2.5. Sơ đồ thay thế khởi hành 4........................................................................26
Hình 2.6. Sơ đồ thay thế khởi hành 5........................................................................27
Hình 2.7. Sơ đồ thay thế khởi hành 6........................................................................29
Hình 2.8. Sơ đồ thay thế khởi hành 7........................................................................29
Hình 2.9. Sơ đồ thay thế khởi hành 8........................................................................31
Hình 2.10. Sơ đồ thay thế khởi hành 9......................................................................32
Hình 2.11.Sơ đồ thay thế khởi hành 10.....................................................................33
Hình 2.12. Sơ đồ thay thế khởi hành 11....................................................................34
Hình 2.13. Sơ đồ thay thế khởi hành 12....................................................................34
Hình 2.14. Sơ đồ thay thế mạng cung cấp nguồn điện chính mức (-80; +3Đ) và
nguồn điện dự phòng cho mức (+15Đ, +28Đ, +28T) Vỉa 3 Đơng (-80/+33)- PX
KT3 ..................................................................................................................................... 41
Hình 2.15.Sơ đồ thay thế mạng cung cấp nguồn điện chính mức (+15Đ, +28Đ,
+28T) và nguồn điện dự phịng cho mức (+3Đ) Vỉa 3 Đơng (+33) - PX KT6 .........42
Hình 2.16. Sơ đồ thay thế mạng cung cấp điện lị Vỉa 7 Đơng mức (-80) phân xưởng
Khai thác 8 Cơng ty than Mạo Khê...........................................................................42
Hình 3.1. Thiết lập thơng số tụ bù.............................................................................67
Hình 3.2. Hộp thoại thẻ CAPO .................................................................................69
Hình 3.3. Kết quả tính tốn bù tối ưu cho lưới 6kV cơng ty than Mạo Khê.............70

Hình 3.4. Sơ đồ mạch điều khiển động cơ bằng biến tần .........................................74
Hình 3.5.Đặc tính cơ của ĐCKĐB ba pha khi điều khiển bằng biến tần khi mômen
cản không thay đổi theo tốc độ .................................................................................75


v
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Đặc tính kĩ thuật của máy biến áp chính Cơng ty than Mạo Khê ...............8
Bảng 1.2.Các phụ tải điện 6 kVcủa Công ty than Mạo Khê .......................................9
Bảng 2.1. Bảng theo dõi tại trạm 35/6 kV của mỏ than Mạo Khê từ ngày 9/4/2018
đến ngày 15/4/2018 ...................................................................................................14
Bảng 2.2. Năng lượng tác dụng, năng lượng phản kháng trung bình một ngày và
cơng suất tiêu thụ của Cơng ty trong những năm gần đây ........................................14
Bảng 2.3. Các thông số đặc trưng của biểu đồ phụ tải ..............................................18
Bảng 2.4. Cơng suất tính tốn của Cơng ty than Mạo Khê .......................................20
Bảng 2.5. Cơng suất tính tốn của trạm biến áp chính 35/6kV ................................21
Bảng 2.6. Kết quả tính tốn các khởi hành 1. ...........................................................23
Bảng 2.7. Kết quả tính tốn các khởi hành 2 ............................................................23
Bảng 2.8. Kết quả tính tốn các khởi hành 3 ............................................................25
Bảng 2.9. Kết quả tính tốn các khởi hành 4 ............................................................26
Bảng 2.10. Kết quả tính tốn các khởi hành 5 ..........................................................27
Bảng 2.11. Kết quả tính tốn các khởi hành 6 ..........................................................28
Bảng 2.12. Kết quả tính tốn các khởi hành 7 ..........................................................30
Bảng 2.13. Kết quả tính tốn các khởi hành 8. .........................................................31
Bảng 2.14. Kết quả tính tốn các khởi hành 9. .........................................................32
Bảng 2.15. Kết quả tính tốn các khởi hành 10. .......................................................33
Bảng 2.16. Kết quả tính tốn các khởi hành 11. .......................................................34
Bảng 2.17. Kết quả tính tốn các khởi hành. ............................................................35
Bảng 2.18. Năng lực sử dụng trang thiết bị điện của mỏ ..........................................36
Bảng 2.19. Đặc điểm và tình trạng làm việc của mạng điện hạ áp 660V .................38

Bảng 2.20.Số lượng và chủng loại biến áp khu vực .................................................39
Bảng 2.21.Số lượng và chủng loại Cầu dao ..............................................................39
Bảng 2.22.Số lượng và chủng loại khởi động từ.......................................................39
Bảng 2.23.Số lượng và chủng loại Máng cào ...........................................................39
Bảng 2.24.Số lượng và chủng loại biến áp khoan và chiếu sáng ..............................40
Bảng 2.25. Số lượng và chủng loại trục tời ..............................................................40


vi
Bảng 2.26.Số lượng và chủng loại rơle rò ................................................................40
Bảng 2.27.Số lượng và chủng loại quạt cục bộ.........................................................40
Bảng 2.28. Kết quả kiểm tra cơng suất tính tốn của máy biến áp. ..........................44
Bảng 2.29. Kết quả tính tốn cáp mềm theo điều kiện dịng nung nóng cho phép ... 46
Bảng 2.30. Kết quả tính tốn cáp chính theo điều kiện dịng nung nóng cho phép .. 47
Bảng 2.31. Kết quả tính tốn tổn thất điện áp trong máy biến áp khu vực ...............51
Bảng 2.32.Kết quả tính tốn tổn thất điện áp từ trạm biến áp khu vực đến cựcphụ tải
của các công trường lựa chọn khảo sát .....................................................................51
Bảng 2.33.Kết quả tính tốn tổn thất công suất và tổn thất điện năng trong máy biến
áp của các công trường lựa chọn khảo sát ...............................................................54
Bảng 2.34. Kết quả tính tốn tổn thất cơng suất và tổn thất điện năng trong mạng
cáp mềm của các cơng trường lựa chọn khảo sát .....................................................55
Bảng 2.35.Kết quả tính tốn tổn thất cơng suất và tổn thất điện năng trong mạng
cáp trục của các công trường lựa chọn khảo sát ......................................................57
Bảng 3.1. Giá trị công suất giới hạn của máy biến áp 35/6 kV ................................62
của các trạm biến áp chính ........................................................................................62
Bảng 3.2. Các sơ đồ đấu bộ tụ điện tĩnh ...................................................................63
Bảng 3.3. Kết quả tính tốn bù tối ưu lưới 6kV Công ty than Mạo Khê ..................71
Bảng 3.4. Tổng hợp kết quả bù kinh tế công suất phản kháng .................................73

1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Mạng điện Cơng ty than Mạo Khê- Vinacomin hiện tại vẫn đang sử dụng chủ
yếu cấp điện áp 6kV và 660V. Khi khả năng khai thác phát triển xuống sâu, diện
khai thác ngày càng mở rộng, năng suất và chiều dài lò chợ càng phát triển, sẽ dẫn
đến hậu quả là tổn hao điện áp trên đường dây truyền tải tăng, ảnh hưởng trực tiếp
đến điều kiện làm việc bình thường và điều kiện khởi động của động cơ, làm giảm
năng suất của máy và tuổi thọ của động cơ, động cơ có thể bị q tải. Khi đó chi phí
điện năng trong máy biến áp và trên đường dây cũng tăng cao, ảnh hưởng trực tiếp
đến giá thành sản phẩm.
Để khắc phục hậu quả, nâng cao sản lượng khai thác và đáp ứng nhu cầu của
tổng sơ đồ phát triển ngành than, Công ty than Mạo Khê-Vinacomin cần phải tiến
hành đổi mới, áp dụng cơ giới hóa và tự động hóa trong công nghệ khai thác. Trong
giá thành sản phẩm, tỷ trọng về chi phí điện năng tương đối cao, vì vậy việc nghiên
cứu đề xuất các giải pháp hữu hiệu nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng điện năng
mang tính cấp thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn.
2. Mục đích của đề tài
- Đánh giá tổng quan về tình trạng sử dụng điện năng Công ty than Mạo
Khê- Vinacomin.
- Phân tích và lựa chọn một số giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng
điện năng ở Công ty than Mạo Khê- Vinacomin.
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu của đề tài là hệ thống cung cấp điện cao áp và hạ áp
ở Công ty than Mạo Khê- Vinacomin.
- Phạm vi nghiên cứu của đề tài nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng điện năng
của lưới điện Cao áp, hạ áp ở Công ty than Mạo Khê- Vinacomin
4. Nội dung của đề tài
- Đánh giá tổng quan hệ thống cung cấp điện cao áp, hạ áp và tinh hình sử

2
dụng điện năng ở Công ty than Mạo Khê- Vinacomin.
- Giới thiệu các giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng điện năng tại Công ty
than Mạo khê- Vinacomin.
- Đề xuất một số giải pháp hữu hiệu nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng điện
năng ở Công ty than Mạo Khê- Vinacomin.
5. Phƣơng pháp nghiên cứu
Để giải quyết các nhiệm vụ của đề tài, tác giả sử dụng các phương pháp
nghiên cứu tổng hợp sau:
+ Thống kê, đo lường, thu thập số liệu phục vụ cho công tác nghiên cứu.
+ Xác định các thơng số phục vụ cho mục đích nghiên cứu trên cơ cở các số
liệu thu thập được tại mỏ, kết hợp với các thông số kinh nghiệm của các nước có
cơng nghiệp khai thác mỏ phát triển.
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Nâng cao hiệu quả sử dụng điện năng nhằm giảm chi phí sử dụng điện năng là
một chủ trương lớn của Đảng và Chính Phủ. Trong giá thành khai thác một tấn than chi
phí điện năng chiếm một tỷ trọng đáng kể vì vậy việc tìm các giải pháp nhằm sử dụng
hiệu quả điện năng sẽ mang tính cấp thiết, có tính khoa học và thực tiễn.
7. Cơ sở tài liệu
Luận văn được thực hiện dựa trên cơ sở các tài liệu sau:
+ Các số liệu về lưới điện cao áp và hạ của Công ty than Mạo KhêVinacomin.
+ Năng lượng tiêu thụ của Công ty than Mạo Khê- Vinacomin trong những
năm gần đây.
8. Cấu trúc của đề tài
Luận văn được trình bày tồn bộ trong 3 chương, phần mở đầu và kết luận
với tổng cộng: 90 trang; 39 bảng biểu; 23 hình vẽ. Luận văn được hồn thành tại Bộ
mơn Điện khí hố xí nghiệp Mỏ và Dầu khí, trường Đại học Mỏ- Địa chất dưới sự

3
hướng dẫn khoa học của:TS.Hồ Việt Bun.
Trong quá trình thực hiện luận văn, tác giả đã nhận được sự giúp đỡ chân thành
và nhiệt tình của các nhà khoa học, các cán bộ giảng dạy trong Bộ mơn Điện khí hố xí
nghiệp, Phịng Đại học và Sau đại học, Phịng Cơ điện-Vận tải công ty than Mạo Khê.
Nhân dịp này tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới TS.Hồ Việt Bun,
người trực tiếp hướng dẫn khoa học, các tập thể, cá nhân, các nhà khoa học và các
đồng nghiệp về những đóng góp quý báu trong quá trình thực hiện đề tài.


4
Chƣơng 1
ĐÁNH GIÁ TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Ở CÔNG TY
THAN MẠO KHÊ- VINACOMIN
1.1. Giới thiệu chung về Công ty than Mạo Khê- Vinacomin
Công ty than Mạo Khê-Vinacomin là một doanh nghiệp quốc doanh sản xuất
khai thác than hầm lị trực thuộc tập đồn than Việt Nam, nằm trong bể than Đơng bắc
có diện tích khoảng 40km2. Cơng ty than Mạo Khê là một xí nghiệp điển hình của
ngành khai thác mỏ hầm lị Việt Nam. Từ việc khai thác đến vận tải, sàng tuyển cho
đến khâu tiêu thụ sản phẩm, Công ty đã áp dụng nhiều tiến bộ kỹ thuật như: thử điểm
giàn chống cứng, giàn chống thủy lực trong khai thác các vỉa than và độ dốc lớn. Dưới
sự chỉ đạo của các chuyên gia Liên Xơ cũng áp dụng giàn chống vì neo, xây gạch đỏ
thay cho vì chống sắt ở các lị chuẩn bị vì thế đã đem lại hiệu quả kinh tế cao. Gần đây
mỏ than luôn đổi mới công nghệ, máy móc, thiết bị dưới sự hướng dẫn của chuyên gia
Nhật Bản nâng cao năng suất qua từng mét lò, giảm bớt được sức lao động.
Được sự quan tâm của Đảng, nhà nước, sự giúp đỡ của các chuyên gia nước
ngoài, quá trình sản xuất của mỏ dần được trang bị máy móc và cơ giới hố. Một
phần mỏ đã nhanh chóng ổn định sản xuất và dần dần xây dựng cơ sở vật chất, kỹ
thuật để phục vụ sản xuất và sinh hoạt.
Dưới sự lãnh đạo của Công ty than Mạo Khê luôn luôn đổi mới và phát triển

đã đạt được những thành tựu to lớn đáng kể, sản lượng khai thác ngày càng cao diện
tích sản xuất được mở rộng. Do đó đời sống của cán bộ cơng nhân viên được cải
thiện, cơ sở hạ tầng và các công trình phúc lợi được mở mang, xây dựng bộ mặt của
mỏ đổi mới từng ngày, đánh dấu sự cố gắng không ngừng và tiến bộ vượt bậc của
cán bộ công nhân viên Cơng ty than Mạo Khê.
1.1.1. Vị trí địa lí, tình hình địa chất, khí hậu mỏ
1. Vị trí địa lí
Mỏ than Mạo Khê là một mỏ khai thác hầm lò nằm trên địa bàn Phường Mạo Khê
- Thị xã Đông Triều - tỉnh Quảng Ninh. Mỏ nằm trong vịng cung Đơng Triều có toạ độ:
+ 106o35’45” đến 106o41’15” kinh độ Đông.
+ 21o01’35” đến 21o06’15” vĩ độ Bắc.


5
Ranh giới của mỏ:
- Phía Đơng giáp xã Phạm Hồng Thái.
- Phía Tây giáp Phường Kim Sơn.
- Phía Bắc giáp xã Tràng Lương.
- Phía Nam giáp Phường Mạo Khê.
Diện tích của mỏ khoảng 40km2
2. Tình hình địa chất
Địa hình mỏ nằm trên khu đồi tương đối bằng phẳng, thấp dần về phía Nam
có độ cao trung bình từ +15 đến 505m so với mực nước biển, trong địa bàn mỏ có
hai con suối, đó là suối Văn Lơi và Bình Minh.
Nguồn nước sinh ra trong khu vực mỏ:
+ Nước mặt chỉ có vào mùa mưa, ở hai con suối Văn Lơi và Bình Minh.
+ Nước ngầm do nước ngấm qua các kẽ nứt của đất đá từ các con suối và ao
hồ sinh ra, nước này có thể dùng cho sản xuất cong nghiệp và sinh hoạt.
3. Khí hậu
Mỏ than Mạo Khê chịu tác động của khí hậu nhiệt đới gió mùa, được phân

làm hai mùa rõ rệt:
+ Mùa mưa bắt đầu từ tháng 5 đến tháng 10, lượng mưa trung bình từ 1.500
đến 1.800mm3 H2O (tập chung vào các tháng 7,8,9), có năm lên tới 3.500mm3 H2O.
+ Mùa khơ bắt đầu từ tháng 10 đến tháng 04 năm sau. Về mùa này khí hậu
lạnh giá có năm nhiệt độ xuống tới 50C lượng mưa không đáng kể.
+ Nhiệt độ trung bình mùa hè là 320C, nhiệt độ trung bình mùa Đơng là 100C đến 150C
1.1.2. Tình hình khai thác, thốt nƣớc, thơng gió, vận tải
1. Tình hình khai thác.
Cơng ty than Mạo Khê hiện nay sử dụng hình thức khấu giật, chia cột kết hợp với
phá hoả toàn phần, chống giữ bằng gỗ kết hợp với chống cột thuỷ lực và vì ma sát.
Cơng tác khấu than ở lị chợ dùng khoan, nổ mìn, khai thác ở lị đá dùng
khoan khí ép 7665YT-27, xúc bổ thủ cơng kết hợp với máng cào. Than khai thác
vận chuyển bằng máng cào xuống xe goòng và được tầu ắc qui chở ra ngồi. Máy
ép khí cố định sử dụng loại 4L-20/8; AS-251và máy nén khí di động MVF-9/7G.


6
2. Cơng tác thốt nước
Cơng tác thốt nước của mỏ Mạo Khê rất đơn giản vì phần lớn các lị của mỏ
hiện nay đang khai thác có độ dốc 70/00 do vậy mức nước tự chảy được. Lợi dụng ưu thế
trên chỉ cần khai mương, đào rãnh ở mép thành lị là nước tự chảy tới mương thốt nước.
3. Cơng tác thơng gió.
Cơng ty than Mạo Khê dùng phương pháp thơng gió hút, khơng khí sạch
được hút qua của lị vận chuyển chính, đưa qua các lị chợ lên lị bằng cuối cùng gió
bẩn được quạt gió chính hút thải ra ngồi.
Thơng gió chính của mỏ than Mạo Khê dùng 2 trạm quạt: FBCDZ-8 No
3.5/2x710 ở mức +120 và FBCDZ-8 No 2.7/2x280 ở mức +45.
Thơng gió ở các gương lị dùng quạt cục bộ của Trung Quốc: YBT-30; YBT-22;
YBT-11; YBT-5,5.....
4. Cơng tác vận tải

Khu vực trong lị: Than khai thác được từ các lò chợ, được vận chuyển bằng
máng trượt sau đó dùng máng cào và được rót vào gng vận chuyển ra quang lật bằng
tầu ắc qui loại AM-8. Từ quang lật đưa xuống máy cấp liệu và đưa lên mặt bằng về kho
bãi của mỏ qua hệ thống băng tải loại: B1, B2, B3, C1, BG2, BG2-1, T1, T2.........
Than nguyên khai sau khi khai thác được đưa về kho bãi của mỏ qua các
phương tiện: băng tải, xe tải, máy xúc
Công nghệ vận chuyển than sau khi khai thỏc c biu din theo s sau:

Lò chợ

Máng tr-ợt

Nhà sàng

Băng tải

Máng cào

Quang lật

Xe goòng

Tàu điện


7
1.1.3. Tình hình tổ chức quản lý của mỏ
1. Tổ chức hành chính
Bộ máy tổ chức quản lý và chỉ đạo sản xuất dựa trên những nguyên tắc cơ
bản về xây dựng bộ máy quản lý xí nghiệp cơng nghiệp mỏ:

- Đứng đầu là giám đốc.
- Các phó giám đốc sản xuất, kỹ thuật, cơ điện, khai thác.
- Phòng kỹ thuật khai thác, phịng kế tốn tài chính, phịng vật tư, phòng tổ
chức lao động, phòng kế hoạch, phòng an tồn, phịng hành chính, phịng bảo vệ
qn sự, thanh tra v trung tõm iu khin sn xut

Giám đốc

Các Phó giám đốc

PGĐ cơ điện

PGĐ kỹ thuật

PGĐ kinh tế

PGĐ sản xuất

Các khối phòng

Các phân x-ởng sản xuất

Các tổ sản xuất

1.2. H thng cung cấp điện ngồi mỏ:
Nguồn điện của Cơng ty than Mạo khê- Vinacomin được cung cấp điện từ hệ
thống điện quốc gia, bằng 02 tuyến đường dây 35 kV (373 và 374) dẫn về trạm biến
áp trung gian 35/6 kV (một làm việc, một dự phòng) của mỏ.

8
Với hệ thống cung cấp điện như vậy thì việc cung cấp điện 35kV cho mỏ đến thanh
cái phía 35 kV của trạm biến áp chính là liên tục, thời gian mất điện chỉ bằng thời gian cần
thiết để đóng nguồn dự phịng và khơng đáng kể đối với điều kiện mỏ hầm lị.
1.3. Trạm biến áp chính 35/6 kV của Cơng ty than Mạo khê- Vinacomin
Trạm biến áp chính của 35/6 kV của Công ty than Mạo khê gồm 2 máy biến
áp ABB 12000kVA. Hiện tại các máy biến áp này làm việc theo nguyên lý dự
phòng nguội. Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp chính 35/6 kV của Cơng ty than Mạo
Khê được thể hiện ở hình 1.1 và các thông số kỹ thuật của các máy biến áp được
thống kê trong bảng 1.1.
Bảng 1.1. Đặc tính kĩ thuật của máy biến áp chính Cơng ty than Mạo Khê
Uđm (kV)

Tên

Mã

Tổ đấu

Cty

hiệu

dây

Mạo

ABB1

Y/

35

Khê

ABB2

Y/

35

Sơ

Sđm

Pnm

Pkt

Un

I0

(kVA)

(kW)

(kW)

(%)

(%)

6,3

12000

59,85

13,68

8,0

0,95

6,3

12000

59,85

13,68

8,0

0,95

Thứ

cấp cấp

Số lượng và công suất máy biến áp chính trong những năm gần đây hầu như
khơng có gì thay đổi.
1.4. Mạng điện 6kV của Cơng ty than Mạo Khê
Các thiết bị phân phối 6kV của trạm gồm các tủ cao áp trọn bộ được đấu
điện từ hệ thanh cái 6 kV gồm hai phân đoạn. Các khởi hành được đấu vào cả hai
phân đoạn, chứng tỏ không có dự phịng thanh cái mà chỉ sử dụng một số tủ cao áp
để dự phịng. Với việc bố trí hệ thanh cái và tủ phân phối cao áp như vậy sẽ tiện lợi
và linh hoạt cho việc vận hành 1 máy biến áp hoặc 2 máy biến áp, dễ dàng thực hiện
các hình thức bảo vệ trong trạm.
Cơng ty hiện tại gồm một tập hợp các máy móc dùng điện được bố trí cả ở
trên mặt mỏ và ở trong hầm lò. Tuỳ theo sản lượng của mỏ, chiều sâu vỉa, các kích
thước của ruộng mỏ, chế độ khí và bụi, độ ngập nước và các yếu tố địa chất mỏ mà
tổng công suất lắp đặt của các phụ tải điện có thể từ hàng nghìn đến hàng chục


9
nghìn kW.
Các phụ tải trên mặt mỏ chủ yếu gồm: Trục tải, quạt gió, máy ép khí, cũng như các
thiết bị phụ trợ khác để vận chuyển khoáng sản và đất đá, phân xưởng Điện, Cơ khí
v.v...Ngồi ra trong hệ thống điện, cịn có các phụ tải sinh hoạt của các khu dân cư lân cận.
Trong hầm lò, phụ tải điện có cơng suất lớn nhất là thiết bị thốt nước chính
bố trí ở sân giếng, ngồi ra cịn có các phụ tải khác như trạm chỉnh lưu cho tàu điện,
các thiết bị để chất dỡ tải cho trục tải, tời...
Phụ tải điện ở khu khai thác là máy khai thác và máng cào ở gương lò chợ.
Để di chuyển máng cào và các vì chống cơ giới hố, sử dụng trạm bơm dầu cao áp.
Để vận chuyển ở lò phân tầng và lò thượng thường dùng băng tải. Để chất và dỡ
hàng ở các trạm chất và nhận, bố trí máy đẩy gng, quang lật, máy cấp liệu...
Ở các lò chuẩn bị, phụ tải điện chủ yếu là máy đào lị, máy xúc, máy nén khí
di động để cấp cứu khí nén cho khoan. Các quạt cục bộ trong lị chuẩn bị thường có

cơng suất khơng lớn nhưng có yêu cầu cao về độ tin cậy cung cấp điện.
Các phụ tải điện 6kV của Công ty bao gồm các máy biến áp 6/0,69 kV và
các động cơ cao áp.
Phụ tải điện 6kV trong những năm gần đây của các xí nghiệp mỏ được thống
kê trong bảng 1.2.
Trong bảng trên công suất biểu kiến định mức của động cơ cáo áp được tính:

S dm 

Pdm
,
cos  dm . dm

kVA

Bảng 1.2.Các phụ tải điện 6 kVcủa Công ty than Mạo Khê
Máy biến áp 6/0,69-0,4 kV
Số lượng
93

Tổng công suất
định mức, kVA
30780

Động cơ cao áp
Số lượng

Tổng công suất định
mức, kW

13

7265

Mạng điện 6 kV ở Cơng ty than Mạo Khê có dạng hình tia. Cách bố trí như vậy là
đơn giản và linh hoạt cho việc đấu phụ tải vào mạng. Tổng chiều dài mạng điện 6 kV ở mỏ
và chiều dài mạng kể từ trạm biến áp chính đến phụ tải xa nhất không lớn.


10
1.5. Đặc điểm cung cấp điện mỏ hầm lò
Do đặc thù hoạt động sản xuất và các yếu tố đe dọa tới điều kiện an tồn lao
động (cháy nổ khí, bục nước, sập lị...), nên mỏ than hầm lị ln được coi là hộ tiêu
thụ điện đặc biệt quan trọng. Khơng giống như phần lớn các xí nghiệp cơng nghiệp
sản xuất tập trung, các xí nghiệp mỏ thường được cung cấp điện theo mơ hình: lưới
cao áp quốc gia -> lưới phân phối -> lưới hạ áp. Hiện nay ở Việt Nam, lưới phân
phối có các cấp điện áp được áp dụng như sau: 3, 6, 10 kV; lưới hạ áp khu vực có:
660V và 1140V.
Tùy theo độ sâu, diện tích của vỉa than và cấp điện áp làm việc của các thiết
bị điện sử dụng trong hầm lò, trên thế giới từ lâu nay phổ biến hai phương pháp
cung cấp điện như sau:
* Cấp điện qua giếng:
Phương pháp này được áp dụng cho mỏ sâu. Trạm chính của mỏ nhận điện
cao áp từ lưới quốc gia, hạ chuyển cấp điện áp xuống lưới phân phối, thường là 6
kV. Điện áp này được dẫn từ trạm biến áp chính (T.B.A.C) hoặc trạm phân phối
trên mặt bằng qua lò giếng (thường là giếng phụ) tới các trạm biến áp di động
(TBD) hoặc cố định (TBC) trong lị với mơ hình chung như minh hoạ nêu trên hình
1.4a. Trạm phân phối trung tâm hầm lị (T.P.T.H) thường được bố trí lắp đặt cạnh
sân giếng, lân cận với trạm bơm thốt nước chính và trạm chỉnh lưu.
* Cấp điện qua lỗ khoan:

Phương pháp này nói chung chỉ áp dụng cho các mỏ nơng, khi các vỉa than
nằm sâu nhất không quá 300 m. Theo phương pháp này, điện hạ thế được cấp thẳng
từ trạm chính hoặc từ các biến áp phân phối đặt trên mặt bằng đến tận lò chợ, dẫn cáp
qua lỗ khoan hoặc thượng thơng gió. Như vậy sơ đồ này khơng có trạm phân phối
ngầm. Mơ hình cung cấp điện theo phương án này được minh hoạ trên hình 1.1.


11

Hình 1.1: Mơ hình cung cấp điện khu vực khai thác
a. Qua giếng; b. Qua lỗ khoan.

1.6. Nhận xét
Qua các số liệu thống kê ở mỏ như ở trên có thể rút ra các nhận xét như sau:
- Hệ thống cung cấp điện với cấp điện áp 35 kV gồm hai tuyến đường dây,
đảm bảo được tính cung cấp điện liên tục.
- Trạm biến áp chính 35/6 kV của mỏ gồm hai máy biến áp, đảm bảo tính
cung cấp điện liên tục, hệ thống phân phối điện phía 6 kV có thời gian mất điện
tương đối lâu nếu sự cố xảy ra trên thanh cái 6 kV.
- Sơ đồ đường dây 6 kV được xây dựng theo hình tia. Mạng điện 6 kV của
mỏ có tổng chiều dài và khoảng cách từ trạm biến áp chính 35/6 kV đến cực phụ tải
xa nhất không lớn.
- Mạng điện hạ áp 6/0,69 kV và một số ít mạng 0,4kV dùng cho văn phịng
và trên mặt bằng của Cơng ty than Mạo Khê thuộc loại mạng dài, ít phân nhánh.
- Các thiết bị điện sử dụng trong Công ty than Mạo Khê chủ yếu của Nga và
Trung Quốc chế tạo. Các thiết bị này đều được chế tạo theo hình thức an tồn nổ và
có thể chuyển đổi được từ 660V lên 1140V.


12

§DK-6kV T12

Cét T12A32

§DK-6kV T10

§DK-6kV T21
DN-6

3*AC-185, L=1898,7m
Cét T21M22-CD

CD-2
CSV HE-6
CD-1
CSV-6
CSV-6

kWh

V

B21

A V

A

100/5-5A

A

S 20

7.2kV
630A
25kA/s

M

100/5-5A

V

50/51
50N/51N
46

50/51
50N/51N
46

7.2kV
630A
25kA/s

M

B21

kWh

27,27D
27R, 81
59,59N

kVArh

A

V

7.2kV
630A
25kA/s

M

200/5-5A

7.2kV
630A
25kA/s

M

100/5-5A
200/5-5A

1

2

3

4

5

Tủ đầu vào số 1

Tủ đo l-ờng số 1

Tủ đầu ra số 1

Tủ đầu ra số 2

Tủ phân đoạn

NoI

No1

6

7

8

9

Tủ đầu ra số 3

Tủ đo l-ờng số 2

Tủ đầu vào số 2

Hép chia c¸p
6kV-200A

No2

Cu/XLPE/PVC-6/10kV
(3x50)mm 2, L=15m

No3

Hép chia c¸p
6kV-200A

Cu/XLPE/PVC-6/10kV
(3x70)mm 2, L=10m
N2.1
BAD-50kVA
6/0,4kV

M20
50/51, 46
50N/51N

49RMS,37..

M20
50/51, 46
50N/51N
49RMS,37..

Cu/XLPE/DSTA/PVC-6/10kV
(3x95)mm , L=100m

200/5-5A

S20

50/51
50N/51N
46

7.2kV
630A
25kA/s

M

A

S 20

50/51
50N/51N

46

7.2kV
630A
25kA/s

M

A

S 20

27,27D
27R, 81
59,59N

kVArh

NoII

Cu/XLPE/PVC-6/10kV
(3x70)mm 2, L=15m
N3.1

NSM
bé §K T200S

NSM
bé §K T200S

M20
50/51, 46
50N/51N
49RMS,37..

M20
50/51, 46
50N/51N
49RMS,37..

Y/Yo

2x2,5%

§C sè 2

QS2

§C sè 1

Qu¹t giã sè 1
(2*710)kW

7.2kV
200A
25kA/s

N2.3

N3.2

Cu/XLPE/PVC-6/10kV
(3x70)mm 2, L=08m
Cu/XLPE/PVC-6/10kV
(3x70)mm 2, L=10m

Cu/XLPE/PVC-6/10kV
(3x70)mm 2, L=08m
Cu/XLPE/PVC-6/10kV
(3x70)mm 2, L=08m

N3.3

N3

N4

(3x50)mm 2, L=60m

N2.2

7.2kV
200A
25kA/s

ĐC số 3

(3x50)mm 2, L=60m

QS1

Cáp điện mềm phòng nổ

(3x50)mm 2, L=50m

(3x50)mm 2, L=50m

N1

Cáp điện mềm phòng nổ

N2

QS1

7.2kV
200A
25kA/s

Cáp điện mềm phòng nổ

QS2
7.2kV
200A
25kA/s

Cáp điện mềm phòng nổ

Cu/XLPE/DSTA/PVC-6/10kV
(3x95)mm 2, L=100m

ĐDK-6kV T10

3*AC-185, L=1907,5m

Cột T10N23-CD

ĐC số 4

Quạt gió số 2
(2*710)kW

Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện
trạm phân phối 6 kV trung tâm (-25)

Khỏm XV9TBII


13
Chƣơng 2
ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐIỆN NĂNGTẠI CÔNG TY THAN
MẠO KHÊ-VINACOMIN
2.1. Đánh giá tình trạng kỹ thuật mạng điện cao áp tại Công ty than Mạo KhêVinacomin
Để nghiên cứu tình trạng sử dụng trang thiết bị điện sẽ dựa trên cơ sở tính
tốn xác định cơng suất mỏ tiêu thụ thực tế theo phương pháp biểu đồ phụ tải và
theo phương pháp công suất đặt và hệ số yêu cầu.
2.1.1. Công suất tiêu thụ của các mỏ xác định theo phương pháp biểu đồ phụ tải
2.1.1.1. Biểu đồ phụ tải trạm 35/6 kV
Phụ tải điện là một hàm theo thời gian và phụ thuộc vào nhiều yếu tố như
đặc điểm của q trình cơng nghệ, chế độ vận hành… Đường biểu diễn sự thay đổi

của phụ tải tác dụng P, phụ tải phản kháng Q, dòng điện I theo thời gian tương ứng
được gọi là biểu đồ phụ tải công suất tác dụng, phản kháng và biểu đồ phụ tải theo
dịng điện. Có thể xây dựng biểu đồ phụ tải theo thời gian quan sát là hàng ngày,
hàng tháng hoặc hàng năm.
Khi thiết kế, nếu biết biểu đồ phụ tải điển hình sẽ có căn cứ để chọn thiết bị
điện và tính điện năng tiêu thụ. Lúc vận hành, nếu biết biểu đồ phụ tải điển hình thì
có thể định ra phương thức vận hành các thiết bị sao cho kinh tế và hợp lý nhất.
Khi xác định phụ tải tính tốn thường xác định biểu đồ phụ tải ngày điển
hình, đó là biểu đồ phụ tải của ngày có lượng điện năng tiêu thụ bằng khoảng lượng
điện năng tiêu thụ trung bình trong ngày trong khoảng thời gian khảo sát.
Biểu đồ phụ tải ngày điển hình được xây dựng theo chỉ số đồng hồ đo năng lượng
tác dụng, năng lượng phản kháng sau từng khoảng thời gian 60 phút trong suốt ngày đêm
của nhiều ngày. Từ nhiều biểu đồ ngày đêm sẽ xác định được biểu đồ phụ tải của ngày
điển hình. Để làm cơ sở cho việc đánh giá tình trạng sử dụng năng lực trang thiết bị điện
hiện tại ở các mỏ sẽ tính tốn cụ thể trên cơ sở biểu đồ phụ tải ngày điển hình.
Các thơng số năng lượng tác dụng và năng lượng phản kháng và công suất
tiêu thụ trong những năm gần đây được thể hiện trong bảng 2.1.


14
Bảng 2.1. Bảng theo dõi tại trạm 35/6 kV của mỏ than Mạo Khê từ ngày
9/4/2018 đến ngày 15/4/2018
Ngày theo dõi

Wa (kWh)

Wp (kVArh)

09/4/2018

144801

63160

10/4/2018

147978

65016

11/4/2018

146601

65520

12/4/2018

144333

63164

13/4/2018

105283

43653

14/4/2018

126084

53130

15/4/2018

141157

60417

Tổng cộng n = 7 ngày

P = 956237

Q = 414060

Bảng 2.2. Năng lượng tác dụng, năng lượng phản kháng trung bình một ngày và
cơng suất tiêu thụ của Công ty trong những năm gần đây
Thông số

Năm
2015

2016

2017

2

3

4

5

Wa, kWh/ngày

75986

95263

105283

Wp, kWh/ngày

32651

38619

43653

Stt, kVA

82704

102793

113974

Từ kết quả trong bảng 2.2 cho thấy mặc dù tình trạng trang thiết bị điện của

Cơng ty than Mạo Khê- Vinacomin trong các năm gần đây khơng có biến động
đáng kể nhưng do tăng được năng lực sản xuất (tăng sản lượng) nên lượng điện
năng tiêu thụ và công suất tiêu thụ thực tế năm sau cao hơn năm trước. Điều đó có
nghĩa là năng lực của trang thiết bị điện còn tiềm tàng và còn đáp ứng được yêu cầu
khi tăng sản lượng khai thác trong những năm tiếp theo.
Từ các số liệu trong bảng 2.1 có thể xác định được:
- Năng lượng tác dụng trung bình của một ngày đêm là:


15

Wtd 

956237
 136605 kWh
7

- Năng lượng phản kháng trung bình của một ngày đêm là:
Wpk 

414060
 59151 kVAr
7

So sánh giá trị năng lượng tiêu thụ trung bình với giá trị tiêu thụ của các ngày
khảo sát, chọn ngày 15/4/2018 có năng lượng gần với giá trị năng lượng tiêu thụ
trung bình là ngày điển hình. Dựa vào số liệu năng lượng tác dụng và năng lượng
phản kháng tiêu thụ của ngày điển hình ta xây dựng được biểu đồ phụ tải.
Biểu đồ phụ tải ngày điển hình năm 2018 của Cơng ty than Mạo Khê được
trình bày trên hình 2.1.

Giờ đo

P, kW

Q, kVAr

Giờ đo

P, kW

Q, kVAr

1

5376

1953

13

6678

3171

2

5313

2352

14

6489

3024

3

6363

2646

15

6006

2352

4

5691

2289

16

3250

1869

5

6006

2562

17

6279

2583

6

7098

3297

18

6573

2940

7

5481

2268

19

5628

2520

8

3969

1260

20

5943

2415

9

8988

3864

21

7077

3213

10

6930

3150

22

5838

2247

11

6279

2961

23

6069

2541

12

2730

1092

24

5103

1848


16
P (kW)
Q ( kVAr)
10000
9500

Pmax = 8988

9000

P (kW)

8500

Q ( kVAr)

8000
7500
7000
6500
Ptb = 5881,5

6000

5500
5000
4500
Qmax = 3864

4000
3500

Pmin = 2730

3000

Qtb = 2517,3

2500
2000
1500
1000

Qmin = 1260

500

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

t (h)

Hình 2.1. Biểu đồ phụ tải ngày điển hình 15/4/2018 của Công ty than Mạo Khê
2.1.1.2. Các thông số cơ bản của biểu đồ phụ tải:
Từ biểu đồ phụ tải ngày điển hình của Cơng ty xác định được các thơng số
đặc trưng của biểu đồ phụ tải được thể hiện trên bảng 2.3.
- Phụ tải trung bình: Là trị số theo dõi của phụ tải trong khoảng thời gian
(một ngày đêm). Thơng qua biểu đồ phụ tải ngày điển hình có thể đánh giá được
mức độ tiêu thụ điện năng của Công ty than Mạo Khê. Ta nhận thấy rằng điện năng
tiêu thụ trong ngày là không đồng đều.
- Với biểu đồ phụ tải ngày đêm, phụ tải trung bình là một đặc trưng tĩnh của

phụ tải trong khoảng thời gian 24h và được xác định theo công thức sau:
T

Ptb  
0
T

W
Pdt
1 24
141157

. Pi .ti  a 
 5882kW
T
24 1
24
24

Wp 60417
Qdt 1 24
 . Qi .ti 

 2517 kVAr
T
24 1
24
24
0

Qtb  

Stb  Ptb2  Qtb2  58822  25172  6398 kVA


17
2. Phụ tải trung bình bình phương:
T

Ptbbp 

1
1 24 2
867941029
. P 2 (t ).dt 
P i .ti 
 6014kW

T 0
24 i 1
24

Qtbbp 

1
1 24 2
161532567
. Q 2 (t ).dt 
Q i .ti 
 2594kVAr


T 0
24 i 1
24

T

3. Hệ số cực đại:
kmax 

Pmax 8988

 1,53
Ptb
5882

4. Hệ số điền kín:
kdk 

1

1
 0, 65
1,53



kmax

5. Hệ số hình dáng:

khdP 

Ptbbp

khdQ 

Qtbbp

Ptb



6014
 1, 0224
5882



2594
 1, 03
2517

Qtb

6. Hệ số sử dụng:
ksdP 

Ptb



n

P

Ptb
5882

 0,53
Sdm .cos  12000.0,92

dm

1

cos  

ksdQ 

Ptb 5882

 0,92  sin   0,39
Stb 6398

Qtb
n

Q



Qtb
2517

 0,54
Sdm .sin  12000.0,39

dm

1

7. Cơng suất tính tốn:
- Cơng suất tác dụng:
Ptt = khdP . Ptbbp = 1,0224 . 6014 = 6149kW
- Công suất phản kháng:
Qtt = khdQ . Qtbbp = 1,03 . 2594 = 2672 kVAr
- Công suất tính tốn: