Tính toán kiểm tra tình trạng kỹ thuật mạng điện hạ áp 380v - công ty than quang hanh - tkv
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.45 MB, 93 trang )
Tr-ờng Đại học Mỏ - Địa chất
Đồ án tốt nghiệp
TR-ờNG ĐạI HọC mỏ ĐịA CHấT
Bộ MôN ĐIệN KHí HOá Xí NGHIệP
---------------------------
Đề TàI TốT NGHIệP
Họ và tên sinh viên:
Trịnh Hoài Nam
ngành: Cơ điện
Khoá: 53
Hệ đào tạo: Liên Thông
mã số ngành:
Thời gian nhận đề tài:
Ngày 30
tháng
Thời gian hoàn thành:
Ngày 10 tháng
06
năm 2010
12 năm 2010
TÊN Đề TàI
TíNH TOáN KIểM TRA TìNH TRạNG Kỹ THUậT MạNG ĐIệN Hạ áP
380V - CÔNG TY THAN Quang hAnh-TKV
Phần chung
Giới thiệu khái quát về Công ty than Quang Hanh TKV và tình hình
cung cấp điện của Công ty
Phần chuyên đề
Tính toán kiểm tra tình trạng kỹ thuật mạng điện hạ áp 380V của
Công ty than Quang Hanh-TKV
Giáo viên h-ớng dẫn:
THS. Hồ Việt Bun
Tr-ởng Bộ môn:
PGS.TS Nguyễn Anh Nghĩa
Sinh viên: Trịnh Hoài Nam
1
Lớp LTCĐ-K53 DT
Tr-ờng Đại học Mỏ - Địa chất
Đồ án tốt nghiệp
Mục lục
Lời mở đầu ............................................................................................................ 5
Ch-ơng 1: Giới thiệu chung về Công ty than Quang Hanh-TKV ............................. 6
1. Vị trí địa lý - địa chất và khí hậu...................................................................... 6
1.1. Vị trí địa lý..................................................................................................... 6
1.2. Địa hình......................................................................................................... 6
1.3. Tình hình địa chất.......................................................................................... 6
1.4. Đặc điểm khí hậu........................................................................................... 7
1.5. Tình hình dân c- kinh tế chính trị.................................................................. 7
2. Tình hình khai thác và cơ giới hoá của mỏ....................................................... 7
2.1. Hệ thống khai thác......................................................................................... 7
2.2. Các thiết bị cơ giới chính của mỏ................................................................... 8
3. Tổ chức quản lý xí nghiệp................................................................................. 8
Ch-ơng 2 : Tình hình cung cấp điện cao áp của công ty than Quang Hanh TKV............................................................................................................................... 12
2.1. Giới thiệu về nguồn 35 kV............................................................................. 12
2.2. Trạm biến áp chính 35/6kV........................................................................... 12
2.2.1. Vị trí trạm biến áp chính............................................................................. 12
2.2.2. Sơ đồ nguyên lý trạm 35/6,3kV.................................................................. 12
2.3. Các hình thức bảo vệ rơle trong trạm biến áp................................................ 15
2.3.1. Bảo vệ cực đại............................................................................................. 15
2.3.2. Bảo vệ quá tải máy biến áp......................................................................... 16
2.3.3. Bảo vệ bằng rơle khí................................................................................... 17
2.3.4. Bảo vệ quá điện áp tự nhiên........................................................................ 18
2.3.5. Bảo vệ chạm đất một pha các khởi hành 6kV............................................. 19
2.4. Các thiết bị đo l-ờng...................................................................................... 20
2.5. Hiện trạng mạng hạ áp mỏ hầm lò................................................................. 22
2.6. Đánh giá khả năng mang tải của máy biến áp............................................... 25
Sinh viên: Trịnh Hoài Nam
2
Lớp LTCĐ-K53 DT
Tr-ờng Đại học Mỏ - Địa chất
Đồ án tốt nghiệp
Ch-ơng 3: Tính toán kiểm tra tình trạng kỹ thuật mạng điện hạ áp của Công Ty
Than Quang Hanh - TKV.............................................................................................. 30
3.1. Phụ tải điện các khu vực khai thác của Công ty than Quang Hanh-TKV...... 30
3.2. Xác định công suất tính toán của các máy biến áp khu vực.......................... 31
3.3. Đánh giá tình trạng kỹ thuật mạng hạ áp hầm lò.......................................... 33
3.3.1. Kiểm tra mạng hạ áp theo điều kiện dòng nung nóng cho phép và độ bền cơ
học................................................................................................................................. 34
3.3.2. Tính toán kiểm tra mạng hạ áp theo điều kiện tổn hao điện áp khi làm việc
bình th-ờng................................................................................................................... 46
3.4. Kiểm tra mạng hạ áp của mỏ theo điều kiện khởi động của động cơ............ 53
3.3. Kết luận tình trạng cung cấp điện mạng áp của các phân x-ởng trong Công ty
than Quang Hanh - TKV............................................................................................... 58
3.6. Kiểm tra sự làm việc ổn định của các công tắc to khi trong mạng có động cơ
công suất lớn nhất và xa nhất khởi động....................................................................... 58
3.7. Kiểm tra điện áp cho phép trên các cực các động cơ đang làm việc khi có động
cơ công suất lớn nhất trong mạng mở máy................................................................... 60
3.8. Kết luận......................................................................................................... 61
Ch-ơng 4: Tính toán cải tạo mạng điện hạ áp Công Ty Than Quang Hanh-TKV 62
4.1. Các ph-ơng án cải tạo................................................................................... 62
4.1.1. Ph-ơng án 1................................................................................................ 62
4.1.2. Ph-ơng án 2................................................................................................ 62
4.1.3. Ph-ơng án 3................................................................................................ 62
4.2. Cải tạo lại mạng điện áp của phân x-ởng khai thác 4 theo ph-ơng án 1....... 63
4.3. Cải tạo lại mạng điện áp của phân x-ởng khai thác 4 theo ph-ơng án 3....... 65
4.3.1. Kiểm tra mạng theo điều kiện tổn hao điện áp cho phép............................ 65
4.3.2. Tính kinh tế theo ph-ơng án 1.................................................................... 67
4.3.3. Chi phí vận hành cho ph-ơng án 1............................................................. 68
4.3.4. Tính chỉ tiêu kinh tế cho ph-ơng án 3........................................................ 70
4.4. So sánh chỉ tiêu kinh tế.................................................................................. 73
Sinh viên: Trịnh Hoài Nam
3
Lớp LTCĐ-K53 DT
Tr-ờng Đại học Mỏ - Địa chất
Đồ án tốt nghiệp
4.5. Tính ngắn mạch , chỉnh định cho các thiết bị điều khiển và bảo vệ phân x-ởng
khai thác 4..................................................................................................................... 73
4.5.1. Tính toán ngắn mạch.................................................................................. 74
4.5.2. Tính chỉnh định cho các thiết bị điều khiển và bảo vệ............................... 77
Ch-ơng 5: Tính toán tiếp đất mạng điện cải tạo
5.1. Vị trí trạm tiếp đất trung tâm......................................................................... 84
5.2. Vị trí tiếp đất của các cọc tiếp đất cục bộ...................................................... 84
5.3. Giá trị điện trở của thiết bị tiếp đất................................................................ 87
Kết Luận............................................................................................................... 90
Tài Liệu Tham Khảo............................................................................................. 93
Sinh viên: Trịnh Hoài Nam
4
Lớp LTCĐ-K53 DT
Tr-ờng Đại học Mỏ - Địa chất
Đồ án tốt nghiệp
Lời mở đầu
Ngày nay với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, nghành điện khí hoá cũng phát
triển mạnh mẽ về chiều rộng và chiều sâu ngày càng hoàn thiện và hiện đại hoá đồng thời
không ngừng xâm nhập vào nền kinh tế Quốc dân cùng nh- cơ khí, hoá chất, khai thác
mỏ, giao thông vận tải.
Xã hội ngày càng phát triển thì nhu cầu sử dụng điện ngày càng cao, do vậy một
nhiệm vụ quan trọng hàng đầu là luôn đặt ra cho ngành điện khí hoá là tình liên tục cung
cấp điện và chất l-ợng điện năng. Là một sinh viên Nghành Điện khí hoá, sau những năm
đ-ợc học tập tôi đ-ợc giao đề tài "Tính toán kiểm tra tình trạng kỹ thuật của mạng điện
hạ áp 380V-Công ty than Quang Hanh-TKV"
Đồ án bao gồm 05 ch-ơng:
Ch-ơng 1: Giới thiệu chung về Công ty than Quang Hanh-TKV
Ch-ơng 2: Báo cáo tình hình cung cấp điện cao áp của Công ty than Quang HanhTKV
Ch-ơng 3: Tính toán kiểm tra tình trạng kỹ thuật mạng điện hạ áp 380 V của Công
ty than Quang Hanh-TKV.
Ch-ơng 4: Tính toán cải tạo mạng điện hạ áp 380V của Công ty tan Quang HanhTKV.
Ch-ơng 5: Tính toán tiếp đất mạng điện cải tạo .
Sau thời gian làm đồ án đ-ợc sự giúp đỡ của thầy giáo h-ớng dẫn THS. Hồ Việt
Bun và các thầy trong môn cùng sự giúp đỡ của bạn bè đến nay tôi đã hoàn thành đồ
án và toàn bộ nội dung yêu cầu. Với khả năng còn hạn chế trong đồ án không thể
tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy tôi rất mong đ-ợc sự góp ý của thấy giáo cùng các
bạn đồng nghiệp.
Quảng Ninh, Ngày..tháng.năm 2010
Tác giả đồ án
Trịnh Hoài Nam
Sinh viên: Trịnh Hoài Nam
5
Lớp LTCĐ-K53 DT
Tr-ờng Đại học Mỏ - Địa chất
Đồ án tốt nghiệp
Ch-ơng 1
Giới thiệu chung về Công ty than Quang Hanh-TKV
1.1. Vị trí địa lý
Công ty than Quang Hanh-TKV là một Doanh nghiệp nhà n-ớc, đơn vị thành viên
hạch toán độc lập của Tập đoàn Công nghiệp Than Khoáng sản Việt Nam. Công ty có
khai tr-ờng là Mỏ than Ngã Hai thuộc xã D-ơng Huy - TX Cẩm Phả - Quảng Ninh.
Nằm trong giới hạn toạ độ địa lý :
X = 26610 27400
Y = 418440 419500
Phía Bắc giáp đứt gẫy F 2
Phía Đông giáp đ-ờng ngã hai đi Quang Hanh Cẩm Phả
Phía Nam giáp Xí nghiệp 148 Công ty Đông Bắc
Phía Tây giáp Công ty than Nội Địa .
1.2. Địa hình
Khu mỏ có địa hình đồi núi có độ cao thuộc loại thấp đến trung bình . Phần lớn có
độ cao từ 50m đến 150m . Khu vực phía nam và phía tây khu mỏ núi có độ cao 200m đến
250m . Địa hình bị phân cắt bởi mạng sông suối , về mùa m-a ảnh h-ởng nhiều đến giao
thông đi lại trong mỏ .
Vào những năm tr-ớc 1990 rừng phát triển khá phong phú , từ sau năm 1990 việc
khai thác than với nhiều hình thức quy mô khác nhau , rừng bị khai thác bừa bãi . Hầu hết
những diện tích rừng hiện có trong khu vực mỏ là rừng tái sinh và rừng keo , bạch đàn
mới trồng của dân và các mỏ .
1.3. Tình hình địa chất
Trong một vài năm trở lại đây khai thác theo kiểu lộ vỉa, làm thay đổi địa hình
nguyên thuỷ, tạo ra một lớp phủ, đổ thải tràn lan khắp nơi trên địa hình mỏ, cho nên n-ớc
không còn khả năng tạo dòng chảy mà ngấm trực tiếp xuống các hệ thống lò và các moong lộ
thiên, tạo một hệ thống trữ n-ớc gây khó khăn và nguy hiểm cho quá trình khai thác hầm lò
mức +40 và +20. Hàng năm do m-a lớn kéo dài l-u l-ợng n-ớc chảy vào lò mức + 40 m là
3.650m3/ngày, mức +20 là 7.145m3 / ngày.
Sinh viên: Trịnh Hoài Nam
6
Lớp LTCĐ-K53 DT
Tr-ờng Đại học Mỏ - Địa chất
Đồ án tốt nghiệp
* Địa chất công trình
Kết quả các công trình thăm dò cho thấy Công ty than Quang Hanh-TKV có nhiều
vỉa than nằm xen kẽ giữa các lớp đất đá. Độ dốc của vỉa than thay đổi bất th-ờng độ dốc
trung bình 150 400. Hầu hết các vách trụ của các vỉa than đ-ợc cấu tạo bởi các trầm tích
gồm than, đá, cát kết, sạn kết, sét than.
Dựa vào cấu tạo, đặc điểm và sự phân bố của vỉa than và trữ l-ợng trong cột địa
tầng có thể chia làm các tập vỉa.
+ Tập vỉa giữa gồm các vỉa than có chiều dày lớn và phân bố khắp khu mỏ.
+ Tập vỉa d-ới: Đ-ợc nằm ở mức +20m, chiều dày từ (815)m
+ Tập vỉa trên: Gồm các vỉa than nằm ở mức +40m, +60m, ít có giá trị công
nghiệp. Nhìn chung các vỉa than nằm trong vùng mỏ có chiều dày ổn định. Chất l-ợng
than của mỏ có độ cứng, ròn nhẹ và có màu đen ánh.
1.4. Đặc điểm khí hậu
Mỏ nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, khí hậu chia làm hai mùa rõ rệt:
Mùa khô và mùa m-a.
Mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4, nhiệt độ trung bình từ (1318)0C có ngày xuống
(8100C) và có s-ơng mù.
Mùa m-a kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10, nhiệt độ trung bình từ (2530)0C có
ngày lên tới (3639)0C và có m-a rào, l-ợng m-a trung bình 144mm/ngày đêm, có ngày
m-a trên 500mm/ngày đêm, độ ẩm trung bình từ (7383)% năm.
1.5. Tình hình dân c- kinh tế chính trị
Dân c- trong vùng đa phần là ng-ời dân tộc Sán Dìu làm nghề nông , lâm nghiệp .
Sống cùng có ng-ời kinh làm mỏ và làm kinh tế mới . Trình độ dân trí đa phần là thấp ,
kinh tế kém phát triển .
2. Tình hình khai thác và cơ giới hoá của mỏ
2.1. Hệ thống khai thác
a, Khai thác lộ thiên
Sinh viên: Trịnh Hoài Nam
7
Lớp LTCĐ-K53 DT
Tr-ờng Đại học Mỏ - Địa chất
Đồ án tốt nghiệp
- Hiện tại Công ty có 03 Phân x-ởng trực thuộc đang có nhiệm vụ khai thác lộ thiên
bao gồm PXLT1, LT2, LT3 với sản l-ợng khai thác lộ thiên hàng năm đạt (300.000
450.000 tấn/năm góp phần không nhỏ vào kế hoạch sản xuất kinh doanh của Công ty.
b, Khai thác hầm lò
- Gồm 11 Phân x-ởng khai thác chính: Phân x-ởng Khai Thác 1, KT2, KT3, KT4,
KT5, KT6, KT7, KT8, KT9, KT10, KT11 với sản l-ợng khai thác hầm lò hàng năm đạt
tới (700.000 1.000.000) tấn/năm.
Nét đặc thù của Mỏ than Ngã Hai - Công ty than Quang Hanh-TKV là các vỉa than có
giá trị công nghiệp lớn chủ yếu nằm ở d-ới sâu, vì vậy Mỏ sử dụng ph-ơng pháp khai thác lò
bằng và giếng nghiêng là chủ yếu.
Công nghệ khai thác chính là khấu than lò chợ.
Riêng đối với vỉa dày có độ dốc 400 trở lên thì có thể dùng ph-ơng pháp vừa khai
thác than bằng lò chợ vừa đào lò chuẩn bị.
Công nghệ khai thác chủ yếu là khoan nổ mìn. Lò chợ chống giữ bằng cột chống
gỗ và cột chống thuỷ lực, giá thuỷ lực di động. Đối với các lò vận chuyển chống giữ bằng
vì sắt và chèn bê tông cốt thép. Luồng bảo vệ chống bằng cũi lợn. Sau khi nổ mìn than đ-ợc
rót xuống máng tr-ợt đến máng cào và tới goòng, dùng tầu điện ắc quy CDXT-5 chuyển ra
ngoài. Riêng mức +40, +20 mỏ dùng băng tải dốc để vận tải.
2.2. Các thiết bị cơ giới chính của mỏ
a. Khai thác vận chuyển
- Trong hầm lò dùng các máng cào xích SGB420/30, SGB 420/22, SKAT -80.
- Ngoài nhà sàng dùng băng tải loại B 800, B-650, B-500, tời JTB công suất
55 kW, ngoài ra còn có các loại băng tải nhỏ, sàng, cấp liệu, các máy công cụ khác, máy
xúc lật KAWASAKI.
- Dùng xe tải loại KAMAZ6520, KPAZ65055 và Hyundai HD 270.
b. Thông gió
Sử dụng một trạm quạt gió chính gồm 2 máy: Một máy làm việc, một máy dự
phòng, mã hiệu BDII 6N15-2/55 Pđm= 110kW; điện áp U đm=380V, Qos=94,2m3/giây.
Khi có sự cố cháy bầu không khí mỏ việc thay đổi chiều gió đ-ợc thực hiện bằng hệ
Sinh viên: Trịnh Hoài Nam
8
Lớp LTCĐ-K53 DT
Tr-ờng Đại học Mỏ - Địa chất
Đồ án tốt nghiệp
thống các cửa gió đóng mở bằng tời điện. Đối với g-ơng lò chợ thông gió bằng quạt
cục bộ, mã hiệu YBT điện áp 380V.
3. Tổ chức quản lý Xí nghiệp .
3.1. Sơ đồ quản lý xí nghiệp đ-ợc thể hiện trên hình 1.1.
Giám Đốc
PGĐ Đầu tu
Phòng
Quản
Lý
Dự
án
PGĐ Kỹ Thuật
Phòng
Đầu
Tu
Phòng
Phòng
Cơ
Điện
Vận
Tải
Kỹ
Thuật
PX
Khai
Thác
1
PX
Khai
Thác
2
PX
Xây
Dựng
PX
Khai
Thác
3
Phòng
Kế
Toán
Tài
Chính
PGĐ An Toàn
Phòng
An
Toàn
PX
PX
Khai
Khai
Thác
Thác
47
PX
Khai
Thác
7
PX
Đào
Lò
2
Phòng
Kế
Hoạch
Vật
Tu
Phòng
Phòng
Tổ
Chức
Lao
Động
Hành
Chính
PGĐ Sản Xuất
Phòng
Điều
Khiển
Sản
Xuất
PX
Đào
Lò
3
Phòng
Thanh
Tra
Bảo
Vệ
Nghành
Đời
Sống
PX
CB và
Tiêu
Thụ
Than
PX
Cơ
Khí
Vận
Tải
Phòng
KCS
Hình 1.1. Mô hình quản lý Công Ty Than Quang Hanh
Sinh viên: Trịnh Hoài Nam
9
Lớp LTCĐ-K53 DT
Tr-ờng Đại học Mỏ - Địa chất
Đồ án tốt nghiệp
3.2. Tổ chức quản lý cơ điện của Công Ty Than Quang Hanh
Sơ đồ tổ chức quản lý cơ điện của công ty than Quang Hanh đ-ợc thể hiện
trên hình 1.2.
Giám Đốc Xí Nghiệp
PGĐ Kỹ Thuật
Phòng Cơ Điện
PX
Khai
Thác
1
PX
Khai
Thác
4
PX
Khai
Thác
7
PX
Đào
Lò
1
PX
Đào
Lò
3
PX
Cơ
Khí
PX
CB
&
TT
Than
Hình 1.2. Mô hình quản lý công tác cơ điện Công Ty Than Quang Hanh
3.3. Chế độ làm việc .
Chế độ làm việc của mỏ đ-ợc áp dụng nh- sau :
+ Số ngày làm việc trong một năm
: 300 ngày.
+ Số ngày làm việc trong một tháng
: 26 ngày .
+ Số ca làm việc trong một ngày
: 3 ca .
+ Số giờ làm việc trong một ca
: 8 giờ .
Ngày chủ nhật và ngày lễ đ-ợc nghỉ theo qui định Nhà N-ớc .
- Đối với các bộ phận làm việc ở các vị trí : trạm điện , trạm quạt , bơm n-ớc
thì phải có chế độ nghỉ luân phiên để có thể bố trí ng-ời làm việc trong tất cả các ngày
đảm bảo 24/24 giờ , kể cả ngày chủ nhật và ngày lễ .
Sinh viên: Trịnh Hoài Nam
10
Lớp LTCĐ-K53 DT
Tr-ờng Đại học Mỏ - Địa chất
Đồ án tốt nghiệp
Ch-ơng 2
tình hình cung cấp điện cao áp của
Công ty than Quang Hanh-TKV
2.1. Giới thiệu về nguồn cung cấp điện .
- Trạm biến áp chính 35/6 kV gồm 2 máy biến áp BAD 3200 35/6,3 kV đ-ợc cung
cấp bởi hai tuyến dây trần trên không
+ Từ trạm biến áp vùng 110/ 35/6 kV Quang Hanh qua một đ-ờng dây tải điện AC 95 dài 12 km
+ Từ trạm biến áp khu vực Cẩm Phả qua đ-ờng dây tải điện AC - 95 dài 10 km qua
Tây Khe Sim
2.2. Trạm biến áp chính 35/ 6 kV
2.2.1. Vị trí trạm biến áp chính
Trạm biến áp 35/6,3kV của Công ty có kết cấu kiểu ngoài trời. Các thiết bị phía 35
kV và máy biến áp 35/6,3 kV đặt ngoài trời. Các tủ phân phối, tủ bù, tủ điều khiển, máy
biến áp tự dùng đ-ợc đặt trong nhà mái bằng bê tông cốt thép. Tất cả các thiết bị trong
trạm đảm bảo tính đồng bộ, trạm có dung l-ợng lớn đ-ợc thiết kế đảm bảo thoả mãn
những nhu cầu cung cấp điện năng cho các phụ tải của Công ty than Quang Hanh -TKV.
Trạm 35/6,3 kV đ-ợc đặt ở phía Tây Bắc của cụm vỉa 13-1, 13 -2 mặt bằng +87, xung
quanh trạm có t-ờng bao, diện tích trạm là 800m2
Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện toàn Công ty đ-ợc thể hiện trên hình 2.1
2.2.2. Sơ đồ nguyên lý trạm 35/ 6,3 kV
Trạm gồm 2 máy biến áp mã hiệu BAD 1600kVA đặt ngoài trời, 01 máy làm
việc, 01 máy dự phòng nguội. Hai máy biến áp này đ-ợc Công ty chế tạo thiết bị điện
Cẩm Phả sản xuất tháng 10 năm 2006.
Mã hiệu và thông số kỹ thuật của máy biến áp đ-ợc thống kê trong bảng 2.1.
Sinh viên: Trịnh Hoài Nam
11
Lớp LTCĐ-K53 DT
Tr-êng §¹i häc Má - §Þa chÊt
Sinh viªn: TrÞnh Hoµi Nam
12
§å ¸n tèt nghiÖp
Líp LTC§-K53 DT
Tr-êng §¹i häc Má - §Þa chÊt
Sinh viªn: TrÞnh Hoµi Nam
13
§å ¸n tèt nghiÖp
Líp LTC§-K53 DT
Tr-ờng Đại học Mỏ - Địa chất
Đồ án tốt nghiệp
Bảng 2.1
Tổn thất
Mã
U,(kV)
Sđm
hiệu (kVA)
BAD 1600
công suất,
I, (A)
(kW)
Sơ
Thứ
Sơ
Thứ
cấp
cấp
cấp
cấp
35 5% 6,3
26,3
Po
146,6 3,8
Un,(%) Io,(%) Tổ đấu
dây
Pn
16,5
6,07
5
Y/ 11
Các thiết bị phía 35 kV đ-ợc thống kê trong bảng 2.2.
Bảng 2.2
STT
Tên thiết bị
Cầu dao
1
cách ly
Ký hiệu và
Chức năng của thiết bị
thông số kỹ thuật
PH(3)-1-33-1250-TI
2
Cầu chì
3
Van chống sét PVC -35
Đóng, cắt điện phục vụ các chế độ
vận hành của máy biến áp
Bảo vệ dòng điện cực đại cho máy
k 35 50A
biến áp điện lực 1600kVA
Bảo vệ quá điện áp tự nhiên phía 35 kV
Các thiết bị phía 6kV đ-ợc thống kê trong bảng 2.3.
Bảng 2.3
TT
Tên thiết bị
SL
Mã
Cái
hiệu
Số tủ điện
Đóng cắt điện 6kV từ cấp máy biến áp
1
Tủ đầu vào
02
2
Tủ đo l-ờng
02
Cấp điện 6 kV cho HTM- 6
3
Tủ tụ bù
02
Đóng cắt điện cho hệ thống tụ bù
4
Van chống sét
02
Bảo vệ quá điện áp tự nhiên 6 kV
5
Tủ lộ ra
06
Cấp điện cho các khởi hành 6kV
6
Tủ máy cắt phân đoạn 01
Sinh viên: Trịnh Hoài Nam
tới hàng thanh cái
Cắt phân đoạn khi hai máy biến áp vận hành
độc lập,tự đóng khi 1 trong hai máy biến áp
14
Lớp LTCĐ-K53 DT
Tr-ờng Đại học Mỏ - Địa chất
Đồ án tốt nghiệp
ngừng làm việc
7
Đóng cắt phân đoạn phục vụ cho các
Tủ cầu dao phân đoạn 01
chế độ vận hành của biến áp
Cung cấp điện áp cho các thiết bị đo
8
Máy biến áp đo luờng 02
l-ờng và bảo vệ chạm đất một pha
không chọn lọc có duy trì thời gian
2.3. Các hình thức bảo vệ rơle trong trạm biến áp
2.3.1. Bảo vệ cực đại
a. Sơ đồ bảo vệ cực đại máy biến áp
35kV
Tín hiệu
MC - 35
+
1RI
BDI
3RI
RT
Rth
-
Đến bảo vệ quá tải
BA 35/6
MC - 6
6kV
Hình 2.2. Sơ đồ nguyên lý bảo vệ cực đại máy biến áp
b. Nguyên lý làm việc
Sinh viên: Trịnh Hoài Nam
15
Lớp LTCĐ-K53 DT
Tr-ờng Đại học Mỏ - Địa chất
Đồ án tốt nghiệp
Bảo vệ cực đại máy biến áp là bảo vệ khi ngắn mạch 2 pha, 3 pha, đây là loại bảo vệ tác
động có duy trì. Hệ thống bảo vệ đặt ở phía sơ cấp máy biến áp, vùng bảo vệ hệ thống là từ
biến dòng BDI (Ti - 5015) đến máy cắt (MC - 6).
Khi làm việc bình th-ờng dòng qua các rơle nhỏ hơn dòng chỉnh định nên rơle không
tác động, khi ngắn mạch ở đầu ra của máy biến áp thì dòng điện đi qua máy biến áp tăng
lên đ-a tín hiệu đến rơle dòng điện 1RI, 3RI, rơ le tác động đóng tiếp điểm của nó cấp
điện cho rơle thời gian RT sau một thời gian chỉnh định rơle thời gian tác động, đ-a tín
hiệu đến rơle Rth báo sự cố ngắn mạch và đồng thời rơle trung gian RG tác động loại biến
áp khỏi l-ới điện.
2.3.2. Bảo vệ quá tải máy biến áp
a. Sơ đồ nguyên lý bảo vệ quá tải
35kV
MC-35kV
2RI
Rth
RT
Đến bảo vệ cực đại
BIR
BA-35/6kV
MC-6kV
6kV
Hình 2.3. Sơ đồ nguyên lý bảo vệ quá tải máy biến áp
Sinh viên: Trịnh Hoài Nam
16
Lớp LTCĐ-K53 DT
Tr-ờng Đại học Mỏ - Địa chất
Đồ án tốt nghiệp
b. Nguyên lý làm việc
Khi máy biến áp làm việc quá tải thì dòng điện đi qua máy biến áp tăng lên. Nếu
máy làm việc ở chế độ quá tải trong thời gian dài có thể dẫn tới hỏng hóc. Để bảo vệ quá
tải cho máy biến áp, ng-ời ta sử dụng rơle dòng điện 2RI, rơle thời gian RT, rơle tín hiệu
Rth và hệ thống đèn báo tín hiệu. Khi dòng điện trong máy biến áp tăng quá giá trị định
mức thì dòng điện qua rơle 2RI, sau thời gian chỉnh định rơle RT tác động đóng tiếp cho
rơle tín hiệu Rth, rơle Rth tác động báo tín hiệu cho ng-ời trực trạm biến áp đang trong tình
trạng quá tải để cắt bớt phụ tải.
2.3.3. Bảo vệ bằng rơle khí
a. Sơ đồ nguyên lý bảo vệ
35kV
MC - 1
Tín hiệu
Tín hiệu
+
+
+
PK
3PY
1PO
2PO
-
-
MC - 2
6kV
Hình 2.4. Sơ đồ nguyên lý bảo vệ máy biến áp bằng rơle khí
b. Nguyên lý làm việc
Rơ le khí đ-ợc sử dụng để bảo vệ các sự cố bên trong máy biến áp nh-: Chập
mạch một số vòng dây, cháy cách điện giữa các lá thép, dầu trong máy biến áp hạ thấp
Sinh viên: Trịnh Hoài Nam
17
Lớp LTCĐ-K53 DT
Tr-ờng Đại học Mỏ - Địa chất
Đồ án tốt nghiệp
quá mức quy định. Rơ le khí là một cái phao gắn hai tiếp điểm và nó đ-ợc đặt trong
đoạn ống nối giữa thùng dầu phụ với máy biến áp. Khi có sự cố trong máy biến áp làm
dầu bốc hơi áp lực trên mặt của dầu biến áp tăng lên đẩy dầu chảy từ thùng máy biến
áp sang thùng dầu phụ làm cho rơ le tác động.
Nếu có sự cố nhẹ thì rơ le khí PK đóng lại báo tín hiệu. Nếu có sự cố nặng dầu
bốc hơi nhiều làm cho rơ le bị nghiêng nhiều, tiếp điểm thứ hai của rơ le đóng để cấp
điện cho các rơ le trung gian 1PO, 1PO để cắt điện cho các máy cắt.
2.3.4. Bảo vệ quá điện áp tự nhiên
Để bảo vệ sét đánh trực tiếp vào trạm, tại sân trạm bố trí 3 cột thu sét bằng thép, các
cột có chiều cao 15m bố trí theo hình tam giác đều, điện trở tiếp đất của cột thu thép là
10.
Để bảo vệ sét đánh gián tiếp vào trạm trên đ-ờng dây truyền vào trạm ng-ời ta dùng
một đoạn dây chống sét dài 2 km kết hợp với van phóng sét loại PBC - 35. Phía 6kV đặt
các van chống sét loại PBO - 6 có các thông số kỹ thuật đ-ợc thống kê trong bảng 2.4.
Bảng 2.4
Điện áp đánh thủng Điện áp cho
Mã hiệu
phép kV
Điện áp định
Điện áp xung
mức, (kV)
đánh thủng, (kV)
150
Khô
-ớt
PBC -35
98
78
40,5
35
PBP - 6
45
20
10
6
(max)
16 19
2.3.5. Bảo vệ chạm đất một pha các khởi hành 6kV
2.3.5.1. Bảo vệ chạm đất một pha không chọn lọc
a. Sơ đồ nguyên lý bảo vệ chạm đất 1 pha không chọn lọc
Sinh viên: Trịnh Hoài Nam
18
Lớp LTCĐ-K53 DT
Tr-ờng Đại học Mỏ - Địa chất
Đồ án tốt nghiệp
6KV
Đèn
+
Còi
Ru
3U0
Hình 2.5. Sơ đồ nguyên lý bảo vệ chạm đất một pha không chọn lọc
b. Nguyên lý làm việc
Khi không có sự cố chạm đất 1 pha thì trong cuộn dây tam giác hở của máy biến áp
đo l-ờng không xuất hiện điện áp thứ tự không (3U0). Khi có chạm đất 1 pha thì ở hai đầu
cuộn tam giác hở xuất hiện điện áp thứ tự không, cung cấp cho rơle điện áp Ru,rơle điện
áp tác động báo tín hiệu bằng đèn hoặc còi tín hiệu cho biết l-ới điện 6kV có chạm đất 1
pha, khi đó ng-ời vận hành sẽ cắt lần l-ợt các khởi hành để tìm khởi hành bị sự cố.
2.3.5.2. Bảo vệ chạm đất một pha có chọn lọc
a. Sơ đồ nguyên lý bảo vệ
Sinh viên: Trịnh Hoài Nam
19
Lớp LTCĐ-K53 DT
Tr-ờng Đại học Mỏ - Địa chất
Đồ án tốt nghiệp
6kV
MC - 6
Tín hiệu
2RI
2RI
Rth
3lo
BI0
Blo
3Uo
6 kV
Hình 2.6. Sơ đồ nguyên lý bảo vệ chạm đất 1 pha có chọn lọc
b. Nguyên lý làm việc
Khi có chạm đất 1 pha khởi hành nào đó thì phía thứ cấp của máy biến dòng thứ tự
không BI0 xuất hiện dòng điện thứ tự không (3I0), dòng điện này chạy qua rơle dòng điện
RI0 , khi dòng điện này bằng hoặc lớn hơn dòng điện chỉnh định thì rơle tác động, đóng
tiếp điểm cho rơle trung gian RG, rơle RG tác động báo sự cố đồng thời cắt chọn lọc
khởi hành.
2.4. Thiết bị đo l-ờng
Phía 35kV sử dụng máy biến áp đo l-ờng JDJJ - 35 cung cấp điện cho mạch đo
l-ờng.
Thông số kỹ thuật của máy biến áp đo l-ờng phía 35kV đ-ợc ghi trong bảng 2.5.
Bảng 2.5
Mã hiệu
Uđm
Sinh viên: Trịnh Hoài Nam
Sđm, (VA) khi cấp chính xác
20
Smax
Lớp LTCĐ-K53 DT
Tr-ờng Đại học Mỏ - Địa chất
Sơ
cấp,
Thứ cấp, (V)
(kV)
PBC - 35
Đồ án tốt nghiệp
35
100/3
150
250
600
1200
Sơ đồ đo l-ờng phía 35kV đ-ợc giới thiệu theo hình 2.7:
A
B
C
Hình 2.7. Sơ đồ nguyên lý đo l-ờng phía 35kV
2.4.1. Đo l-ờng phía 6kV
Phía 6kV trạm sử dụng máy biến áp đo l-ờng 3 pha 5 trụ JDJJ - 6 có các thông số
kỹ thuật nh- bảng 2.6.
VARh
6KV
3Uo
Hình 2.8. Sơ đồ nguyên lý đo l-ờng phía 6kV
Bảng 2.6
Uđm
Mã hiệu
Sơ cấp,
Thứ cấp,
Sinh viên: Trịnh Hoài Nam
Sđm, (VA) khi cấp chính xác
21
Smax
Lớp LTCĐ-K53 DT
Tr-ờng Đại học Mỏ - Địa chất
JDJJ - 6
(kV)
(V)
6
100
80
Đồ án tốt nghiệp
150
320
500
Sơ đồ đo l-ờng phía 6kV đ-ợc giới thiệu trên hình 2.8.
Đo l-ờng điện:
Để đo l-ờng điện phía 6kV các khởi hành sử dụng máy biến dòng loại TU5015 và
các đồng hồ ampe kế.
2.4.2. Đo l-ờng phía 35kV
- Bảo vệ quá điện áp tự nhiên bằng van PVC- 35
- Bảo vệ rơle khí mã hiệu QJIG - 50 TH
2.5. Hiện trạng mạng hạ áp mỏ hầm lò
Mạng l-ới điện của mỏ đ-ợc chia làm 2 hệ thống .
Mạng điện hạ áp trên mặt bằng công nghiệp mỏ, sử dụng mạng trung tính nồi đất,
các phụ tải chủ yếu sử dụng điện áp xoay chiều 380 V gồm các băng tải, sàng rung, tời
trục, bơm n-ớc sinh hoạt,chiếu sáng mặt bằng.... điện sinh hoạt và chiêú sáng dùng điện
áp 220V.
Để cung cấp phụ tải cho mặt bằng công nghiệp, sử dụng các máy biến áp dầu loại
TM - 100/6/0,4 kVA.
Bảng 2.7
Uđm, (kV)
Mã
hiệu
TM
Sđm
100
Sơ
Thứ
Pnm
Không
Ngắn
Unm,
(%)
cấp
cấp
tải
mạch
6
0,4
0,575
1,85
3,85
Inm (%)
Tổ đấu dây
3,0
Y/12
Mạng điện hạ áp sử dụng trong hầm lò là mạng trung tính cách ly. Các phụ tải chủ
yếu là các động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc kiểu phòng nổ, điện áp xoay chiều 3 pha
380V. Riêng khoan điện cầm tay và chiếu sáng sử dụng điện áp xoay chiều 3 pha 127V.
Để cung cấp điện hạ áp cho hầm lò, sử dụng các trạm biến áp cố định trên mặt
bằng công nghiệp để cấp điện 6/0,4(0,69) kV cho các phụ tải trong lò.
Sinh viên: Trịnh Hoài Nam
22
Lớp LTCĐ-K53 DT
Tr-ờng Đại học Mỏ - Địa chất
Đồ án tốt nghiệp
+ Thông số kỹ thuật cáp hạ áp thể hiện ở bảng 2.8.
Bảng 2.8
Mã hiệu dây cáp
Uđm, (V)
Ro. (r/km)
Xo. (r/km)
Icp,(A) ở 25o C
P 5x
380/660
3,07
0,125
58
P x1 +x10
380/660
1,15
0,009
105
P x25 +x10
380/660
1,74
0,092
136
P x35 +x10
380/660
0,52
0,086
168
P x50 +x10
380/660
0,37
0,063
200
P x70 +x16
380/660
0,26
0,061
245
P x95 +x16
380/660
0,194
0,06
310
AC-70
380/660
0,46
0,382
265
Để đóng cắt và bảo vệ cho từng khu vực, từng nhóm phụ tải, sử dụng át tô mát phòng nổ
loại A B Và DW có thông số kỹ thuật cho trong bảng 2.9.
Bảng 2.9
Mã hiệu
Iđm (A)
Uđm, (V)
Dòng ngắt, (kA)
Dòng chỉnh định, (A)
A B - 2AT
350
380/660
7
7
600, 900, 1200
A B - 3AT
500
380/660
10
10
1000, 1500, 2000
DW- 83-200
200
380/660
7
7
200,300,500,600
DW- 83-350
350
380/660
6
6
500,700,900,1200
Để điều khiển và bảo vệ cho phụ tải hạ áp, sử dụng loại khởi động từ phòng nổ có
mã hiệu và thông số kỹ thuật cho trong bảng 2.10.
Bảng 2.10
Mã hiệu
Iđm (A) Uđm, (V) Pđm, (kW)
Sinh viên: Trịnh Hoài Nam
Dạng
bảo vệ
23
Dòng chỉnh định, (A) Inh. (A)
Lớp LTCĐ-K53 DT
Tr-ờng Đại học Mỏ - Địa chất
Đồ án tốt nghiệp
QC 83 - 60
60
380/660
25/35
Cầu chì
100,200,300,400
1800
QC 83 - 80
80
380/660
35/66
Cầu chì
200,300,400,500
2700
QC 83 - 120
120
380/660
55/75
cực đại
300,400,600
3900
QC 83 - 225
225
380/660
110/180
cực đại
500,600,1500
4000
BQD - 120
120
380/660
55/75
cực đại
300,400,500
3200
QBZ - 200
200
380/660
100/170
cực đại
500,700,1200,1500
3800
QBZ - 250
250
380/660
120/160
cực đại
500,600, 1300, 500
4000
Bảo vệ rò điện mạng 380V có mã hiệu và thông số kỹ thuật cho ở bảng 2.11.
Bảng 2.11
Uđm
Mã hiệu
(V)
ĐT cách điện ổn
Loại mạng sử
R'C,(k) R''C,(k)
định cực tiểu cho
dụng
R''th
phép, (k)
YAK - 380
380
6,2 - 7,5 9,7 - 11
YAK - 660
660
11 - 14
21
YAK - 127
127
3
4,1
Không phân
nhánh
Không phân
nhánh
Không phân
nhánh
21
10,5
21
30
6
3,3
Để điều khiển và bảo vệ cho khoan điện cầm tay và chiếu sáng sử dụng biến áp có
thông số kỹ thuật cho ở trong bảng 2.12.
Bảng 2.12
Uđm, (V)
Sđm,,
Mã hiệu
(kVA)
Sơ
Thứ
Unm, (%)
I0
(%)
A -1
4
380/660
127
4,5 0,45
20
0,94
A - 4
4
380/660
127
4,5 0,45
20
0,91
Sinh viên: Trịnh Hoài Nam
24
Lớp LTCĐ-K53 DT
Tr-ờng Đại học Mỏ - Địa chất
OZTU
2,5
380/660
127
Đồ án tốt nghiệp
4,5 0,45
21
0,89
2.6. Đánh giá khả năng mang tải của máy biến áp
Biểu đồ phụ tải ngày đêm (24h) của Công ty than Quang Hanh-TKV đ-ợc xây
dựng trên cơ sở chỉ số đồng hồ đo năng l-ợng tác dụng Wtđ và năng l-ợng phản kháng
Wpk đ-ợc ng-ời trực trạm ghi lại từng giờ một.
Số liệu khảo sát trong 7 ngày: từ ngày 09/08/2010 đến 15/08/2010 đ-ợc ghi trong
bảng 2.13.
Bảng 2.13
TT
Ngày, tháng, năm
Wa, ( kWh )
Wp, (kVAr.h )
1
09/08/2010
24120
15630
2
10/08/2010
21050
11870
3
11/08/2010
20160
10300
4
12/08/2010
22720
13730
5
13/08/2010
23370
14430
6
14/08/2010
21610
13470
7
15/08/2010
20550
12540
153580
91970
Tổng cộng
Từ số liệu bảng 2-13 tính đ-ợc năng l-ợng tác dụng trung bình và năng l-ợng phản
kháng trung bình trong thời gian khảo sát là:
W
td 153580 21940
W
tdtb So ngay
7
W
91970
pd
W
13138
pdtb So ngay
7
kWh
kVAr.h
So sánh Wtdtb, Wpktp với Wtđ, Wpk trong các ngày từ 09 tháng 08 năm 2010 đến 15
tháng 08 năm 2010 ta chọn ngày 14 tháng 08 năm 2010 là ngày điển hình (ngày có năng
Sinh viên: Trịnh Hoài Nam
25
Lớp LTCĐ-K53 DT
