thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng cơ điện công ty than đèo nai

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


Đồ án Tốt Nghiệp

Trờng Đại Học Mỏ - Địa Chất

Lời nói đầu
Ngành cơ khí nớc ta đang trên đà phát triển để có thể đáp ứng đợc kịp nhu
cầu thị trờng. Việc phát triển mở rộng sản xuất trang bị các máy móc, thiết bị hiện
đại sẽ làm tăng năng suất lao động và chất lợng sản phẩm.
Thiết kế cung cấp điện là một việc làm khó do nhu cầu điện năng năng trong
các lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ và sinh hoạt đòi hỏi ngày càng cao
về số lợng, chất lợng. Một công trình điện dù là nhỏ nhất cũng yêu cầu một lợng
kiến thức tổng hợp từ nhiều ngành khác nhau (cung cấp điện, thiết bị điện, an toàn
điện ). Một phơng án cung cấp điện tối u sẽ giảm đợc chi phí đầu t, chi phí vận
hành, tổn thất điện năng, thuận lợi cho sửa chữa
Sau 5 năm học tập trong ngành Cơ điện của Trờng Đại học Mỏ - Địa Chất
bản thân em đã đợc trang bị những kiến thức chuyên môn và đợc giao đề tài tốt
nghiệp Thiết kế cung cấp điện cho phân xởng Cơ điện công ty than Đèo Nai
Sau thời gian thực tập thực tế tại công ty than Đèo Nai, cùng sự thực hiện
nghiêm túc của bản thân, với sự giúp đỡ nhiệt tình của cô giáo hớng dẫn Đỗ Đức
Thành em đã hoàn thành bản đồ án gồm 2 phần chính:
*Phần 1: Khái quát về Công ty than Đèo Nai và tình hình cung cấp điện của
công ty.
*Phần 2: Thiết kế cung cấp điện cho phân xởng cơ điện của công ty.
Vì thời gian có hạn và trình độ bản thân còn nhiều hạn chế nên đồ án không thể
tránh khỏi những thiếu sót nhất định. Em rất mong đợc sự góp ý của các thầy cô
giáo và các bạn đồng nghiệp để bản đồ án của em đợc hoàn thiện hơn.

Em xin chân thành cảm ơn.
Hà Nội, ngày 10 tháng 6 năm 2014
Sinh viên.

Nguyễn Anh Đức

SV:Nguyễn Anh Đức
Điện K54B

1

Lớp: Cơ


Đồ án Tốt Nghiệp

Trờng Đại Học Mỏ - Địa Chất

Chơng 1
Khái quát về công ty cổ phần than Đèo Nai-ViNACOMIN
1.1. Giới thiệu chung về công ty
1.1.1. Vị trí địa lý
Công ty than Đèo Nai hiện đang khai thác theo hình thức lộ thiên, công ty
nằm trong địa bàn thị xã Cẩm Phả thuộc phần Đông Nam vùng than Hòn Gai:
Phía Đông giáp mỏ Cọc Sáu;
Phía Tây giáp với khu Lộ Trí của mỏ Thống Nhất;
Phía Nam giáp với quốc lộ 18A;
Phía Bắc giáp với Khe Tràm và Cao Sơn.
Diện tích của mỏ đợc giới hạn bởi toạ độ:
X: 24000 - 27000;

Y: 427000 - 429000

1.1.2. Khí hậu của mỏ
Khí hậu mỏ Đèo Nai thuộc khí hậu nhiệt đới gió mùa biểu hiện hai mùa rõ rệt:
Mùa khô bắt đầu từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau, có khí hậu khô mát mẻ
nhiệt độ thay đổi từ 14 ữ19oC nhiệt độ này phù hợp với sản xuất.
Mùa ma kéo dài từ tháng 4 đến tháng 10 vào giai đoạn này thờng có ma
nhiều có thể gây ra sụt lở tầng làm thiệt hại đến các công trình gây thiệt hại cho sản
xuất. Nhiệt độ trung bình từ 25 ữ 28oC, nhiệt độ cao nhất là 38oC.
1.1.3. Địa chất, thuỷ văn
1. Địa chất
+ Khu mỏ Đèo Nai là khu núi kéo dài theo phơng vĩ tuyến có dạng uốn nếp
bị cắt bởi các đứt gãy, kiến tạo thành các con suối và các thung lũng hẹp, sờn núi thờng dốc và có độ cao từ 40 ữ 400 m so với mực nớc biển. Địa hình khu mỏ Đèo Nai
hiện nay chủ yếu là gơng tầng khai thác từ phía tây nam và tây bắc, còn sót lại một
phần rất nhỏ địa hình nguyên thuỷ.
+ Khoáng sàng Đèo Nai và đất đá nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa sự
chênh lệch nhiệt độ trong ngày và các tháng rất lớn, do nắng lắm ma nhiều làm cho
quá trình phong hoá sảy ra càng mạnh, đất đá trên gơng tầng và trụ vỉa tính chất cơ
lý giảm đi nhiều so với đất đá nguyên khối, do vậy trong quá trình khai thác bờ mỏ

SV:Nguyễn Anh Đức
Điện K54B

2

Lớp: Cơ


Đồ án Tốt Nghiệp

Trờng Đại Học Mỏ - Địa Chất

bị biến dạng, trợt lở mạnh, tính chất và quy mô từng khu vực rất khác nhau.
2. Thuỷ văn
+ Do địa hình mỏ Đèo Nai là các tầng khai thác nên nớc mặt không tồn tại
lâu mà thoát đi nhanh nhờ các dòng chảy tạm thời nh mơng thoát nớc, rãnh, hào
thoát nớc. Nguồn nớc mặt đáng kể nhất là hồ Ba Da và suối Hào Bắc.
+ Hồ Ba Da nằm ở phía Tây Bắc khai trờng mỏ than Đèo Nai, địa hình xung
quanh là núi, mực nớc cao nhất trong hồ là +340, độ cao đáy hồ là +330, hồ dài
khoảng 500m, rộng trung bình là 120m có chỗ tới 160m . Diện tích hồ khoảng
67000m2, lợng nớc trong hồ do ma cung cấp đây là nơi tập trung nớc mặt lớn nhất
trong vùng là nguồn cung cấp nớc chủ yếu cho công tác khai thác mỏ.
+ Suối Hào Bắc nằm ở phía đông bắc của khu mỏ là dòng chảy lớn và có nớc
quanh năm. Nớc ma và nớc mặt từ các tầng chảy xuống moong chảy về phía đông
bắc theo hệ thống thoát nớc rồi cháy qua lò +28 ở phía nam công trờng Tả Ngạn mỏ
than Cọc Sáu rồi chảy ra biển. Lu lợng nớc thay đổi theo mùa, mùa ma lợng nớc
trung bình từ 115ữ437 l/s, mùa khô trung bình từ 1,24ữ5,24l/s.
1.2. Công nghệ khai thác và cơ cấu tổ chức quản lý của công ty
1.2.1. Cơ cấu tổ chức
1. Cơ cấu tổ chức:
Hệ thống bộ máy quản lý và chỉ huy sản xuất của công ty đợc thể hiện ở hình 1-2.
- Giám đốc thông qua phó giám đốc sản xuất để chỉ đạo sản xuất.
- Phó giám đốc sản xuất thông qua trung tâm chỉ huy sản xuất có cán bộ đi
các ca để chỉ huy sản xuất 3 ca và chỉ huy sản xuất đến các công trờng.
-Phó giám đốc kỹ thuật chỉ đạo trực tiếp các phòng kỹ thuật, địa chất trắc địa,
an toàn.
- Giám đốc thông qua phó giám đốc cơ điện vận tải để chỉ đạo về phơng hớng
kỹ thuật và khâu cơ điện vận tải.
-Giám đốc thông qua phó giám đốc kinh tế và kế toán trởng để chỉ đạo về

quản lý kinh tế đời sống tinh thần cho công nhân, thực hiện thu chi của Công ty.
-Giám đốc trực tiếp chỉ đạo các phòng thanh tra, phòng kế hoạch, phòng tổ
chức đào tạo.
- Kế toán trởng theo sự chỉ đạo của Giám đốc.
Sơ đồ cơ cấu tổ chức đợc thể hiện trên hình 1.1

SV:Nguyễn Anh Đức
Điện K54B

3

Lớp: Cơ


SV:Nguyễn Anh Đức
Điện K54B

P.kcs
địa chất

p. xây dựng
cơ bản

P. trắc địa

P. kỹ thuật
khai thác

Phó giám đốc kỹ
thuật

4

Đội
xe
1

Đội
xe
2

Ct.than
Thủ
công

Lớp: Cơ

Px
Kho
than

Px
Cơ
điện
n

Đội
xe
4

P. an toàn

Đội
xe
5

Đội
xe
6

Ct.tiêu
Thụ
than

Phó giám đốc
kinh tế

Đội
xe
8

Ct
Băng
tải

Đội
xe
9

Px

Trạm
Mạng

trường mẫu giáo

Px. Chế biến

p. y tế

Đội
xe
12

Ct
xúc

Ct
Khoan
Nổ

Đội xe
văn
phòng

p. bảo vệ

p. tổ chức
đào tạo

p. kế hoạch

trung tâm
chỉ huy
sản xuất

Phó giám đốc
sản xuất

Hình 1.1. Sơ đồ cơ cấu tổ chức công ty than Đèo Nai

p. cơ điện

P. kỹ thuật
vận tải

Phó giám đốc vận
tải- cơ điện

Thanh tra
Văn phòng
giám đốc

Ct
Xe
Gạt

Đội
xe
10

p. quản lý vật tư

p. lao động
tiền lương

p. thống kê, kế
toán tài chính

Kế toán trư
ởng

Giám đốc

Trờng Đại Học Mỏ - Địa Chất
Đồ án Tốt Nghiệp


Px
Sc
ôt

Px
Phụ
v

Đồ án Tốt Nghiệp

Trờng Đại Học Mỏ - Địa Chất

2. Cơ cấu tổ chức cơ điện

- Phó giám đốc cơ điện vận tải thông qua trởng phòng cơ điện để chỉ đạo về
công tác Cơ điện.
- Trởng phòng cơ điện chỉ đạo Phó quản đốc Cơ điện của các công trờng, phân
xởng trong toàn Công ty.
- Phó quản đốc Cơ điện chỉ đạo trực tiếp các tổ sửa chữa cơ, tổ sửa chữa điện
để triển khai thực hiện nhiệm vụ theo đúng kế hoạch của phòng cơ điện Công ty
giao theo kế hoạch tháng, quý, năm.
1.2.2. Công nghệ khai thác
1. Thực trạng tình hình khai thác
- Công ty than Đèo Nai khai thác theo phơng pháp khai thác lộ thiên. Theo
thiết kế việc khai thác của Công ty đợc quy hoạch và chia ra các khối khai thác ở
các mức độ khác nhau.
- Khối 2K theo thiết kế chính chiều sâu là +40; Khối công trờng chính chiều
sâu là -90; Khối trung tâm chiều sâu là +160; Khối moong giáp lộ trí chiều sâu là
+145; Khối nam moong chiều sâu là +110.
2. Bốc xúc vận tải
- Công ty cổ phần than Đèo Nai là Công ty khai thác lộ thiên công nghệ khai
thác của Công ty chủ yếu là cơ giới hoá và có phần là tự động hoá.
- Sau khi khoan nổ mìn đất đá đợc bốc xúc lên ôtô để vận chuyển ra bãi thải,
than nguyên khai đợc vận chuyển theo băng tải rồi vận chuyển bằng đờng sắt giao
cho xí nghiệp tuyển than Cửa Ông và xuất khẩu, than vỉa kẹp đợc sàng và vận
chuyển theo băng sàng rồi giao cảng nhỏ để tiêu dùng trong nớc.
Sơ đồ công nghệ khai thác đợc thể hiện trên hình 1.2

SV:Nguyễn Anh Đức
Điện K54B

5

Lớp: Cơ

Đồ án Tốt Nghiệp

Trờng Đại Học Mỏ - Địa Chất

Bãi thải

Máy xúc đất đá

Khoan nổ

Tận thu vỉa kẹp

Cảng nhỏ

Sàng tuyển

Máy xúc than
nguyên khai

Băng tải

Tiêu thụ
trong nước

XN tuyển than
Cửa Ông

Xuất khẩu

Hình 1.2. Sơ đồ công nghệ khai thác
Chơng 2
Hiện trạng hệ thống cung cấp điện
Công ty cổ phần than Đèo Nai
2.1. Nguồn điện chính của công ty
2.1.1. Giới thiệu trạm biến áp chính
Trạm có diện tích 810m2 (30m x27m), xung quanh trạm là khu vực nhà vận
hành, nơi đặt thiết bị có tờng rào sắt bao bọc. Phía trớc trạm có cổng chính, phía sau
có cổng phụ (các cổng này chỉ đợc mở khi cần cho xe ôtô và cẩu trục vào trong
trạm).
2.2.2. Trang thiết bị phía 35kV và phía 6kV của trạm
Các thiết bị trong trạm đợc lắp ở 2 khu vực:
* Sân trạm:
Lắp 3 cầu dao cách ly 35kV, 3 van phóng sét 35kV, 1 biến áp HOM 35 và
3 biến áp ZHOM 35 có kèm theo 3 cầu chì bảo vệ, 2 máy cắt dầu 35kV, 2 máy
biến dòng TI 75/5 A, 2 máy biến áp 35/6,3 kV- 3200kVA và 4 cột thu lôi. Các
thông số của máy biến áp đợc cho ở bảng 2.1.
Bảng 2.1. Thông số của máy biến áp
Mã hiệu

Tổ đấu
dây

BAD-320035/6,3

Y/

SV:Nguyễn Anh Đức
Điện K54B

Uđm kV
Thứ
Sơ cấp
cấp
35

6,3
6

Sđm

P0

PN UN% I0%

kVA
3200

11,5

37

7

4,5

Lớp: Cơ

Đồ án Tốt Nghiệp

Trờng Đại Học Mỏ - Địa Chất

Hai máy biến áp 35/6,3-3200 lấy điện từ đờng dây 35 kV qua 2 máy cắt dầu
mã hiệu DW1-35DTH và làm việc ở chế độ dự phòng nguội (một làm việc, một dự
phòng). Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp chính35/6kV đợc thể hiện trên hình 2.1.

SV:Nguyễn Anh Đức
Điện K54B

7

Lớp: Cơ


Đồ án Tốt Nghiệp

bk -m10-y2-630

toa 10021

bk -m10-y2-630

14

kh10

ac 50-720

13
kh 10

toa 10yt2.1

htm 630va
6/0,1kv

dp

12

ps2-6

e

200/5

ac 70-1500

ps2-6

e

bk -m10-y2-630

kh12
kh 12

toa 10yt2.1

200/5

ac 70-1500

ps2-6

e

200/5

kh13
kh18

200/5

15

Trờng Đại Học Mỏ - Địa Chất

bk -m10-y2-630
11

e

200/5

t2

tb 3
10

đv 2

480kvar

b2

Hf515-10m 600-350/11

đl - pđ

kh 8

kh 8

200/5

8

6 kv

htm 630va
6/0,1kv

ph600/6

tb 2

200/5

dw1-35dth 150/5

35kv-600a

50m

200/5

6

Hf515-10m 600-350/11
480kvar

kh 6

ifzl-10th 300/5

t1

Hf515-10m 600-350/11

đv 1

5

bad 3200kva
35/6,3kv

ac 70-1300

ps2-6

gw2-35dth
35kv-600a

k1

b1

3x25+1x16

kh 6

p1

htm 630va
6/0,1kv

10y3
ps2-6

to

7

Hf515-10m 600-350/11

ac 70-1500

htm 630va
6/0,1kv

tb 1

200/5

4

Hf515-10m 600-350/11

3x25+1x16
50m

200/5

3

Hf515-10m 600-350/11
480kvar

kh 3

ps2-6

htm 630va
6/0,1kv

tđb 6

cc 2a

2

toa 10yt2.1
Hf515-10m 600-350/11

sj 202

ac 50 - 2500

kh 3

zHom - 35

bkt 30a

Hom 35

SV:Nguyễn Anh Đức
Điện K54B

đo lường, bảo vệ
phía 35kv

8

tđb 35

1

40kva 60,4kv

Lớp: Cơ

Hình 2.1. Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp 35/6kV

bk -m10-y2-630
ifzl-10th 300/5

9

p2

dw1-35dth
35kv-600a 150/5

50m

e

gw2-35dth
35kv-600a

3x25+1x16

bad 3200kva
35/6,3kv


Đồ án Tốt Nghiệp

Trờng Đại Học Mỏ - Địa Chất

Thông số kỹ thuật các thiết bị điện phía 35kV đợc giới thiệu trong bảng 2.2
Bảng 2.2. Thông số kỹ thuật của các thiết bị phía 35 kV
TT

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

Thiết bị

Cầu dao cách ly PLHF-35
Chống sét van NZ
Cuộn kháng
Cầu dao cách ly GW-35ĐTH
Máy cắt dầuDW-35DTH
Máy biến áp 3 pha BAD 35/6
Cầu dao cách ly GW-35ĐTH
Máy cắt dầuDW-35DTH
Máy biến áp 3 pha BAD 35/6
Biến dòng 35 kV

Biến áp đo lờng
Máy biến áp tự dùng

Ký hiệu
trên sơ đồ
P
NZ-35
K
P2
B3
T2
P1
B1
T1
BI-35-75/5
HOM-35
ZHOM-35

Thông số cơ bản
Sđm
Uđm
Iđm
(kVA) (kV) (A)
35
200
35
35
35
600
35

600
3200 35
293,2
35
600
35
600
3200 35
293,2
35
35
35
-

Vị trí lắp
đặt
Thanh cái 35
Thanh cái 35
Thanh cái 35
Phân đoạn 2
Phân đoạn 2
Phân đoạn 2
Phân đoạn 1
Phân đoạn 1
Phân đoạn 2
Thanh cái 35
Thanh cái 35
Thanh cái 35

* Nhà trạm

Lắp đặt các tủ phân phối điện 6kV bao gồm: 1 tủ đo lờng dùng để đo lờng và
bảo vệ phía 35 kV, 1 tủ biến áp tự dùng, 3 tủ bù để bù công suất phản kháng, 1 tủ dự
phòng, 6 tủ khởi hành, hệ thống thanh cái 6,3 kV, phía sau nhà có hệ thống xà đỡ sứ
để đa điện 6,3 kV ra các khởi hành, phía dới xà có lắp các van phóng sét 6,3kV.
Thông số kỹ thuật của các thiết bị phía 6kV đợc cho ở bảng 2.3
Bảng 2.3
STT
Tên thiết bị
1
Máy cắt tủ 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10
2
Van phóng sét
3
Cầu dao cách ly
4
Máy biến dòng đầu vào số 1 và số 2
5
Máy cắt tủ 11, 12, 13, 14, 15
Biến dòng 6kV đầu ra các khởi hành
6
Biến áp điều khiển tự dùng
7
Biến áp điều khiển tủ phân đoạn
8
2.2. Hiện trạng trang bị điện phía 6kV

Mã hiệu
HF515-10M 600-350/11
SF2-6
PH600-6

IFZL-10TH 300/6
BK3-M10-Y2-630
TO10YT2.1 200/5
HTM630VA-6/0,1kV 40kVA-6/0,4kV
HTM630VA-6/0,1kV

2.2.1. Máy xúc
Hiện nay mỏ Đèo Nai đang có 17 máy xúc điện loại

SV:Nguyễn Anh Đức
Điện K54B

9

5A và 4,6A.
Lớp: Cơ


Đồ án Tốt Nghiệp

Trờng Đại Học Mỏ - Địa Chất

Thông số kỹ thuật của các động cơ 6kV truyền động chính cho máy xúc đợc thống
kê ở bảng 2.4.
Bảng 2.4
Mã hiệu
5A
4,6A

Uđm(kV)

6
6

Iđm(A)
28,7
28,7

n (v/ph)
1480
1480

Cos
0,91
0,91

%
93
93

Pđm(kW)
250
250

Số lợng
9
8

2.2.2. Máy biến áp 6kV
Thông số kỹ thuật của máy biến áp đợc thống kê trong bảng 2.5.
Bảng 2.5

Số khởi hành

Khởi hành số 3

Khởi hành số 6

Khởi hành số 8
Khởi hành số10
Khởi hành số12
Khởi hành số13

S
(kVA)
630
180
25
560
40
320
560
40
630
560
40
250
560
320
100
560
250

100
40
315
25
85

Vị trí lắp đặt

Số lợng

Tủ cao thế B5 và trạm chọn bộ BT1
Tủ số 40
Tủ số 42
Trạm chọn bộ BT2
Tủ số 49
Tủ số 29
Tủ số 24
Tủ số 43
Tủ số 17
Tủ số 9
Tủ số 46
Tủ số 28
Tủ số 45
Trạm T
Tủ số 47
Tủ số 8 và tủ số 16
Trạm T
Vi ba và tủ số 51
Tủ số 48
Tủ số 2

Tủ số 50
Tủ số 44

2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
2
1
1
1
1
1

Thông số của
đờng dây
Mã
Chiều

hiệu dài(m)
AC50

2600

AC50

1200

AC50

1300

AC50
AC70

900
1000

AC50

2500

2.2.3. Phụ tải phía 6kV
Các phụ tải phía 6kV đợc thống kê trong bảng 2.6;
Bảng 2.6
Khởi
hành

Công suất định mức

Pđm
Sđm

Tên phụ tải

SV:Nguyễn Anh Đức
Điện K54B

10

SL

Lớp: Cơ


Đồ án Tốt Nghiệp

Trờng Đại Học Mỏ - Địa Chất

(kW)
KH3

KH8

KH10
KH12

BA-KV 188
BA- Băng tải 1,2
BA- Băng tải 3

BA- Kho 125
BA-Đầu đờng 25
BA-C271
BA- Bơm hào 2K
BA C151
4,6
5A
BA-Đầu đờng 178
BA-C274
BA- CK cầu đờng
4,6
5A
BA-Kho 93

250
250

250
250

BA-PXCĐ
5A
BA-khoan,xúc
BA-PXSC ôtô
BA-C100,C452
BA-Bara
BA-Viba
BA-Băng sàng
BA- Đầu đờng 360
BA-Trục 27

4,6
5A
BA-Đầu đờng 235

250

250
250

(kVA)
180
630
560
25
40
630
320
560
315
315
40
560
250
315
215
40
560
320
315
100

315
560
100
100
250
25
85
315
315
40

1
2
1
1
1
1
1
1
2
3
1
1
1
2
1
1
1
1
3

1
1
2
1
1
1
1
1
2
2
1

2.3. Thiết bị bảo vệ và đo lờng trong trạm biến áp chính
2.3.1. Bảo vệ so lệch dọc
Sơ đồ nguyên lý bảo vệ so lệch dọc đợc thể hiện trên hình 2-2
Rơle so lệch và rơle so lệch dọc mã hiệu PHT-565 làm việc theo nguyên tắc so sánh
dòng điện ở đầu ra và đầu vào của phần tử đợc bảo vệ. ở chế độ làm việc bình thờng
dòng điện đi vào rơ le ở hai đầu là bằng nhau do đó rơle không tác động. Khi có sự
cố trong vùng bảo vệ làm xuất hiện sai lệch giữa dòng điện đầu vào và đầu ra, dòng
điện đi vào rơle lớn hơn giá trị chỉnh định, hệ thống bảo vệ so lệch dọc sẽ tác động
tức thời cắt máy biến áp ra khỏi lới điện.

SV:Nguyễn Anh Đức
Điện K54B

11

Lớp: Cơ

Đồ án Tốt Nghiệp

Trờng Đại Học Mỏ - Địa Chất

35kV
MC1
IS1

RL

Ir1



Y




IR
IS

Ir2

2

MC2
6kV
Hình 2.2. Sơ đồ nguyên lý bảo vệ so lệch dọc máy biến áp
2.3.2. Bảo vệ quá tải và ngắn mạch

Sơ đồ nguyên lý bảo vệ quá tải và ngắn mạch đợc thể hiện trên hình 2.3.
Để bảo vệ phía 35kV sử dụng rơle dòng điện loại 1PT, 2PT, rơle trung gian
1P,2P và rơle tín hiệu PY. Khi có sự cố ngắn mạch hoặc quá tải các rơle sẽ tác
động báo tín hiệu tới máy cắt DW1-35DTH150/5 35kV-600A loại trừ sự cố.
Để bảo vệ phía 6kV sử dụng rơle dòng điện PT, rơle trung gian P rơle tín
hiệu PY, rơle thời gian. Khi có tín hiệu sự cố rơle sẽ tác động cắt máy cắt HF51510M-600-35/11 hoặc máy cắt BK3-M10-Y2-630 đặt tại các khởi hành loại trừ sự cố.

SV:Nguyễn Anh Đức
Điện K54B

12

Lớp: Cơ


Đồ án Tốt Nghiệp

Trờng Đại Học Mỏ - Địa Chất

35kV
MC 1

Tín hiệu



RTG

RTh

(-)

(+)


(+)



(-)




R11

RT1


RTG

(-)

R12

R13

(+)

RG

(-)








Y


Y/-11

MC 2
6kV
Hình 2.3. Bảo vệ quá tải và ngắn mạch
2.3.3. Bảo vệ bằng rơle khí
Rơle khí loại BT-43-66 đợc đặt ở ống nối từ thùng dầu đến bình dãn dầu của
máy biến áp. Khi ở chế độ làm việc bình thờng trong bình rơle đầy dầu, phao nổi lơ
lửng trong dầu, tiếp điểm của rơle ở trạng thái hở. Khi có sự cố ngắn mạc h hoặc
mức dầu giảm rơle tác động gửi tín hiệu đi cắt máy biến áp (hình 2-4).

SV:Nguyễn Anh Đức
Điện K54B

13

Lớp: Cơ


Đồ án Tốt Nghiệp

Trờng Đại Học Mỏ - Địa Chất

M
C

(+)

Tín hiệu






RK

Y

Rth

RG

()

()

M
C
Hình 2.4. Nguyên lý làm việc của rơle khí
2.4. Hiện trạng tiêu thụ điện năng của Công ty cổ phần than Đèo Nai
2.4.1. Biểu đồ phụ tải ngày điển hình
Biểu đồ phụ tải là quan hệ giữa công suất tác dụng và công suất phản kháng
theo thời gian P(t), Q(t). Có thể xây dựng biểu đồ theo thời gian là một ngày đêm,
một tháng hay một năm. Biểu đồ phụ tải đợc xây dựng theo chỉ số của đồng hồ đo
năng lợng tác dụng năng lợng phản kháng theo thời gian một giờ trong suốt ngày
đêm.
Căn cứ vào số lợng theo dõi tại trạm biến áp chính ta thống kê đợc năng lợng
tác dụng và năng lợng phản kháng trong 7 ngày thể hiện trong bảng 2.7.
Bảng 2.7
STT
1
2
3
4
5
6
7

Ngày/tháng/năm
06/02/2014
07/02/2014

08/02/2014
09/02/2014
10/02/2014
11/02/2014
12/02/2014

Wa (kWh)
43892
44825
45857
45372
44879
45176
45125
315126

Tổng

SV:Nguyễn Anh Đức
Điện K54B

14

Wp (kVArh)
18936
18558
19282
20148
19563
18752

19196
134435

Lớp: Cơ


Đồ án Tốt Nghiệp

Trờng Đại Học Mỏ - Địa Chất

Từ các số liệu trên bảng 2.7 có:
Năng lợng tác dụng trung bình một ngày đêm của chu kỳ khảo sát là:
Wtd =

315126
= 45018 kWh
7

Năng lợng phản kháng của một ngày đêm trung bình là:
W pk =

134435
= 19205 kVArh
7

Từ kết quả tính toán trên so sánh năng lợng tác dụng và năng lợng phản kháng
trong 7 ngày nhận thấy rằng: Ngày 12/02/2014 có tổng năng lợng tác dụng và năng
lợng phản kháng gần bằng năng lợng tác dụng và năng lợng phản kháng trung bình,
vậy chọn ngày 12/02/2014 là ngày điển hình.
Các số liệu thống kê năng lợng tác dụng và năng lợng phản kháng của ngày

12/02/2014 đợc thể hiện trong bảng 2.8
Bảng 2.8
Giờ đo
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

P (kW)
1433
2247
2199
2205
2520
2241
2126
882
1107
1638
2000
1517

Q (kVAr)
519
955
934
939
1050
945
960
215
147
635
997
651

Giờ đo
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24

P (kW)
1333

2635
2336
843
1149
2184
2220
1333
2346
2672
2253
1706

Q (kVAr)
399
1286
1191
162
351
1249
924
210
1312
1491
1323
351

Căn cứ vào số liệu trong bảng 2.8 vẽ đợc biểu đồ phụ tải ngày điển hình thể
hiện trên hình 2.5:

SV:Nguyễn Anh Đức

Điện K54B

15

Lớp: Cơ


Đồ án Tốt Nghiệp

Trờng Đại Học Mỏ - Địa Chất

Hình 2.5. Biểu đồ phụ tải ngày điển hình
2.4.2. Tính toán các thông số đặc trng của biểu đồ phụ tải
+ Công suất tác dụng trung bình:
Ptb =

1 24
( t i +1 t i ).Pi = 1 .45125 = 1880 kW

24 i =1
24

+Công suất phản kháng trung bình:
Qtb =

1 24
( t i +1 t i ).Qi = 1 .19196 = 799,8 kVAr

24 i =1
24

+ Công suất biểu kiến trung bình:
S tb = Ptb2 + Qtb2 = 1880 2 + 799,8 2 = 2043 kVA

+ Hệ số công suất trung bình:
cos tb =

Ptb 1880
=
= 0,92
Stb 2043

+ Công suất trung bình bình phơng:
T

Ptbbp =

1
P( t2) .dt =

T 0
T

Qtbbp

1
Q(2t ) .dt =

T 0

1 24
( t i +1 t i ).Pi 2 =

24 i =1

1
.92001415 = 1958 kW
24

1 24
( t i +1 t i ).Qi2 =

24 i =1

1
.19397858,5 = 899 kVA
24

SV:Nguyễn Anh Đức
Điện K54B

16

Lớp: Cơ


Đồ án Tốt Nghiệp

Trờng Đại Học Mỏ - Địa Chất

2
2
S tbbbp = Ptbbp
+ Qtbbp
= 1958 2 + 899 2 = 2150,5 kVA

+ Hệ số hình dáng:
K hdp =
K hdq =

Ptbbp
Ptb
Qtbbp
Qtb

=

1958
= 1,04
1880

=

899
= 1,12
799,8

+ Hệ số điền kín:
K dk =

Ptb
1880
=
= 0,7
Pmax 2672

K max =

Pmax 2672
=
= 1,42
Ptb
1880

+ Hệ số cực đại:

+ Hệ số sử dụng
K sd =

Ptb
1880
=
= 0,64
S dmba . cos tb 3200.0,92

+ Công suất tính toán:
- Công suất tác dụng:
Ptt = Ptbbp = 1958 kW
- Công suất phản kháng:
Qtt = Qtbbp = 899 kVAr

- Công suất tính toán toàn phần:
S tt = Ptt2 + Qtt2 = 1958 2 + 899 2 = 2150 kVA

+ Hệ số mang tải của máy biến áp:
k mt =

S tt
2150
=
= 0,67
S dm 3200

+ Hệ số mang tải kinh tế:

k mtkt =

P0 + k kt .Q0
11,5 + 0,1.144
=
= 0,63
PN + k kt .Q N
37 + 0,1.224

Trong đó:
Q0 =

i0 %.S dmba 4,5.3200
=
= 144kVAr
100

100

SV:Nguyễn Anh Đức
Điện K54B

17

Lớp: Cơ


Đồ án Tốt Nghiệp

Trờng Đại Học Mỏ - Địa Chất

QN =

P0 = 11,5 kW

U N .S dmba 7.3200
=
= 224kVAr
100
100

Pn = 37 kW

kkt = 0,05 ữ 0,15 kW/kVAr hệ số đơng lợng kinh tế
Nhận xét: Máy biến áp của Công ty làm việc còn non tải. Song do sự phát
triển của phụ tải trong tơng lai, thì với hệ số mang tải nh trên MBA đáp ứng yêu cầu
về độ dự trữ công suất.

SV:Nguyễn Anh Đức
Điện K54B

18

Lớp: Cơ


Đồ án Tốt Nghiệp

Trờng Đại Học Mỏ - Địa Chất

Chơng 3
Xác định phụ tải tính toán phân xởng cơ điện
3.1. Cơ sở lý thuyết.
Có nhiều phơng pháp để xác định phụ tải. Thông thờng những phơng pháp đơn
giản thuận tiện lại cho kết quả không thật chính xác, còn nếu muốn độ chính xác
cao thì phơng pháp tính toán lại phức tạp. Do vậy tuỳ theo giai đoạn thiết kế yêu cầu
cụ thể mà chọn phơng pháp tính cho thích hợp.
Nguyên tắc chung để tính toán phụ tải của hệ thống điện là tính ngợc trở về
nguồn tức là tiến hành từ bậc thấp đến bậc cao của hệ thống cung cấp điện.
Tính toán đợc phụ tải điện sẽ giúp.
+ Chọn tiết diện dây dẫn của lới cung cấp và phân phối điện áp từ dới
1000V trở lên.
+ Chọn số lợng và công suất máy biến áp của trạm biến áp.
+ Chọn tiết diện thanh dẫn của thiết bị phân phối.
+ Chọn các thiết bị chuyển mạch và bảo vệ.
Dới đây là một số phơng pháp xác định phụ tải tính toán thờng dùng.
3.1.1. Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị

sản phẩm.
Đối với các hộ tiêu thụ có đồ thị phụ tải không thay đổi, phụ tải tính toán bằng
phụ tải trung bình và đợc xác định theo công suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị
sản phẩm khi cho trớc tổng sản phẩm sản xuất trong một khoảng thời gian.
Ptt = Ptb =

M ca .0
Tca

(3.1)

Trong đó: Mca: Số lợng sản phẩm sản xuất trong ca.
Tca: Thời gian của ca phụ tải lớn nhất T (h).
0: Suất tiêu hao điện năng cho 1 đơn vị sản phẩm kWh/ đơn vị sản phẩm.

Khi biết 0 và tổng sản phẩm của sản xuất trong của năm (M) của phân xởng

SV:Nguyễn Anh Đức
Điện K54B

19

Lớp: Cơ


Đồ án Tốt Nghiệp

Trờng Đại Học Mỏ - Địa Chất

hay xí nghiệp phụ tải tính toán sẽ là

P =P
tt

tb

=

M . 0
Tmax

(3.2)

Tmac: Thời gian sử dụng công suất lớn nhất.
Suất tiêu hao điện năng của từng dạng sản phẩm cho trong các loại tài liệu
cẩm nang tra cứu.
3.1.2. Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất.
Công thức tính:

P

tt

=

P .F

(3.3)

0

Trong đó:
F: Diện tích bố trí nhóm hộ tiêu thụ (m2)
Po: Suất phụ tải tính toán trên một đơn vị sản phẩm (kW/m2)
Suất phụ tải tính toán trên một đơn vị sản xuất phụ thuộc vào dạng sản xuất và
đợc phân tích theo số liệu thống kê, phơng pháp này chỉ cho kết quả gần đúng đợc
dùng để tính toán phụ tải phân xởng có mật độ máy móc sản xuất tơng đối đồng
đều.
3.1.3. Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu.
Phụ tải tính toán của từng nhóm thiết bị có cùng chế độ làm việc đợc tính theo
công thức.
n

Ptt = k yc . Pdmi

(3.4)

Qtt= Ptt.tg

(3.5)

i =1

S tt2 = Ptt2 + Qtt2 =

Ptt
cos

(3.6)

Nếu Pd= Pdm sẽ đợc:
n

Ptt = k nc . Pdmi

(3.7)

i =1

Trong đó:
knc: Hệ số nhu cầu của nhóm thiết bị cho tiêu thụ đặc trng tra ở các tài liệu tra cứu.
tg ứng với cos đặc trng cho nhóm thiết bị trong các tài liệu tra cứu ở cẩm nang.
Nếu hệ số cos của các thiết bị trong nhóm không giống nhau thì phải tính

SV:Nguyễn Anh Đức
Điện K54B

20

Lớp: Cơ


Đồ án Tốt Nghiệp

Trờng Đại Học Mỏ - Địa Chất

đến hệ số công suất trung bình theo công thức.
n

cos tb =

P .cos
i

i =1

i

(3.8)

n

P
i =1

i

Phụ tải tính toán ở điểm nút của hệ thống cung cấp điện đợc xác định bằng tổng phụ
tải tính toán cho các nhóm thiết bị nối đến nút này có kể đến hệ số đồng thời.
n

n

S tt = k dt ( Ptt ) 2 + ( Qtti ) 2
i =1

(3.9)

i =1

kdt: Hệ số đồng thời của các nhóm thiết bị làm việc
n

P
i =1

tti

: Tổng phụ tải tác dụng tính toán các nhóm (kW)

n

Q
i =1

tti

: Tổng phụ tải phản kháng tính toán các nhóm (kVAr)

Phơng pháp này có u điểm đơn giản, tính toán thuận tiện nên nó là phơng pháp
thờng dùng. Nhợc điểm của phơng pháp này là kém chính xác vì k yc tra cứu ở sổ tay
thực tế là một số liệu phụ thuộc vào chế độ vận hành và số thiết bị trong nhóm (mà
sổ tay không tính đến các yêu cầu đó).
kyc = kmax .ksd

(3.10)

Mà Kmax phụ thuộc vào hàng loạt các yếu tố đặc trng cho chế độ làm việc của
các thiết bị điện trong nhóm. Do vậy kyc cũng phụ thuộc vào các yếu tố nh đối với
kmax.

3.1.4 Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại kmax và công suất trung bình Ptb
(Phơng pháp số thiết bị làm việc hiệu quả nhq hay phơng pháp sắp xếp biểu đồ).
Sau khi xí nghiệp đã có thiết kế chi tiết cho từng phân xởng khi đã có những
thông tin chính xác về mặt bằng bố trí máy móc, thiết bị đợc công suất và quá trình
công nghệ của từng thiết bị có thể bắt tay vào thiết kế mạng điện hạ áp phân xởng số
liệu đầu tiên cần xác định là công suất tính toán của từng động cơ và của từng nhóm
động cơ trong phân xởng.
Với 1 động cơ: Ptt = Pđm
Với nhóm động cơ: n 3

SV:Nguyễn Anh Đức
Điện K54B

21

Lớp: Cơ


Đồ án Tốt Nghiệp

Trờng Đại Học Mỏ - Địa Chất
n

Ptt = Pdm
i =1

n

Ptt = k max k sd . Pdm

Với n 4

i =1

Trong đó ksd là hệ số sử dụng của nhóm thiết bị, tra sổ tay
kmax: Hệ số cực đại, tra đồ thị hoặc tra theo 2 đại lợng ksd và nhq.
nhq: Số thiết bị dùng điện hiệu quả.
- Trình tự xác định
+ Xác định n1: Số thiết bị có công suất lớn hơn hay bằng một nửa công suất
của thiết bị lớn nhất trong nhóm.
+ Xác định P1 tổng công suất của n1 thiết bị trên
n

P1 = Pdmi

(3.13)

P
P

(3.14)

i =1

+ Tính n* =

n1
n

P* =

1



+ Từ n* và p* tra tài liệu thiết kế cấp điện sẽ tìm đợc đợc nhq*
Từ đó xác định số thiết bị hiệu quả.
nhq = n . nhq*
Phụ tải tính toán đợc xác định theo
+ Từ nhq và hệ số sử dụng ksd tra ở tài liệu (TKCĐ) bảng PLI6 trang 256 đợc hệ
số kmax
n

Ptt = k max k sd . Pdm
i =1

Bảng tra kmax chỉ bắt đầu từ nhq = 4, khi nhq< 4 phụ tải tính toán đợc xác định
theo công thức.
n

Ptt = k ti .Pdmi

(3.15)

i =1

kti: Hệ số tải, nếu không biết chính xác có thể lấy gần đúng nh sau:
kti = 0,9 với thiết bị làm việc dài hạn
kti = 0,75 với thiết bị làm việc ngắn hạn lập lại,
22

SV:Nguyễn Anh Đức

Điện K54B

Lớp: Cơ


Đồ án Tốt Nghiệp

Trờng Đại Học Mỏ - Địa Chất

Nếu trong nhóm có thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại thì phải quy chế
độ làm việc dài hạn trớc khi xác định nhq.

Pqd = Pdm k d %

(3.16)

kd%: là hệ số đóng điện phần trăm
Cũng phải cần quy đổi công suất về 3 pha đối với các thiết bị dùng điện 1 pha.
Thiết bị 1 pha đấu vào điện áp pha
Pqd = 3 Pdm

(3.17)

Pqd = 3 Pdm

(3.18)

Thiết bị đấu vào điện áp dây

Cuối cùng phụ tải tính toán toàn phân xởng với n nhóm
n

Pttpx = k dt . Ptti

(3.19)

i =1

n

Qttpx = k dt . .Qtti =
i =1

n

k . .P
dt

i =1

tti

.tgi

(3.20)

2
Sttpx = Pttpx
+ Q 2ttpx

3.2. Tính toán chi tiết.
Các máy móc công cụ của phân xởng cơ điện có thông số cho ở bảng 3.1 và đợc bố trí trên mặt bằng hình 3.1.
Bảng 3.1
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

Tên thiết bị
Máy cắt đột
Máy khoan cần
Máy bào
Máy mài phẳng
Máy phay đứng
Máy mài tròn
Quạt
Máy cán ren
Máy cắt đột
Máy doa ngang

Máy sọc
Máy mài vạn năng
Quạt mát

SV:Nguyễn Anh Đức
Điện K54B

Số lợng
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1

Ký hiệu
mặt
bằng
1
2
3
4
5

6
7
8
9
10
11
12
13,26,27
23

Mã hiệu
BQ-2010
Z-35
B650
3E-771B
6H11
SV-125A
380-12-7
NW-87
BQ-2010
T-38
B-5020
M-6025A
QM60

Công
suất
(kW)
6
8,5

3
8,5
10,5
5
3
9,5
6
9,5
3
1
1

Lớp: Cơ


Đồ án Tốt Nghiệp

Trờng Đại Học Mỏ - Địa Chất

14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24

25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36

Máy mài 2 đá
Máy tiện
Máy cắt đột
Cẩu trục
Máy cắt
Máy phay ngang
Búa máy
Máy khoan đứng
Máy tiện ren
Máy tiện
Máy cắt
Quạt
Máy bào ngang
Máy ép thuỷ lực
Máy ca cần
Máy hàn điện
Máy phay vạn năng

Máy khoan đứng
Máy hàn điện
Máy lốc tôn
Máy tiện
Máy tiện
Máy cắt dập

1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1

14
15
16
17
18
19
20,36
21
22,34
23
24
25,30
28
29
31
32,41
33
35
37
38
39
40
42

M3025
TUE-40
BQ-2010
HM204
HB31

6H82
C-630-1
Z-522
1D63A
C-618-1
HB31
QC60
B-665
Y41-40
C-72A
BA-500
HE-24
A-125
VF-222
C-603-1
TW-6140
BASIC-150
HE-24

3,5
4
6
21
3,5
9
10,5
3
11
4,5
3,5

3
3
5,5
2
10
14,5
3
10
20
7,5
1,5
12

*) Ghi chú: Công suất của các thiết bị cho ở bảng trên là công suất điện đợc
quy đổi từ công suất có định mức và cũng nh đã quy đổi từ các chế độ làm việc
ngắn hạn, ngắn hạn lặp lại về chế độ làm việc dài hạn.
a) Phân nhóm phụ tải
Căn cứ vào đặc thù và yêu cầu sản xuất của phân xởng cũng nh đặc tính kỹ
thuật của các thiết bị chia phụ tải thành 4 nhóm.
b) Tính tính toán phụ tải của toàn phân xởng :
Sau đây ta tính toán phụ tải của từng nhóm

SV:Nguyễn Anh Đức
Điện K54B

24

Lớp: Cơ