THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN HẠ ÁP CHO PHÂN XƯỞNG KHAI THÁC LÒ CHỢ VỈA 5.1 (MỨC 110 ÷ 50) CÔNG TY THAN QUANG HANH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT
BỘ MÔN ĐIỆN KHÍ HOA XÍ NGHIỆP

ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Lê Như Vũ
Nghành: Điện khí hóa

Khóa: 60

Hệ đào tạo: LT chính quy

Mã số nghành:
Thời gian nhận đề tài: 15/03/2017
Thời gian hoàn thành: 19/05/2017
TÊN ĐỀ TÀI
THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN HẠ ÁP CHO PHÂN XƯỞNG KHAI THÁC LÒ
CHỢ VỈA 5.1 (MỨC -110 ÷ -50) CÔNG TY THAN QUANG HANH

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
Thiết kế cung cấp điện hạ áp cho phân xưởng khai thác lò chợ vỉa 5.1 mức
(-110 ÷ -50) công ty than Quang Hanh

Giáo viên hướng dẫn:

Thầy Nguyễn Xuân Nhỉ

Trưởng Bộ môn:

TS. Đỗ Như Ý


Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất
nghiệp

Đồ án tốt

MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU.............................................................................................................. 1
Phần chung................................................................................................................... 2
GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT VỀ CÔNG TY THAN QUANG HANH – TKV VÀ
TÌNH HÌNH CUNG CẤP ĐIỆN CỦA CÔNG TY....................................................2
Chương 1...................................................................................................................... 3
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG TY THAN QUANG HANH- VINACOMIN....3
1.1. Vị trí địa lý – Địa Chất và khí hậu..................................................................................3
1.1.1. Vị trí địa lý...................................................................................................................3
1.1.2. Địa hình........................................................................................................................3
1.1.3. Khí hậu.........................................................................................................................3
1.1.4. Tình hình địa chất.........................................................................................................4
1.1.5. Khí mỏ..........................................................................................................................5
1.2. Tình hình khai thác và cơ giới hóa trong mỏ..................................................................6
1.2.1. Tình hình khai thác.......................................................................................................6
1.2.2. Các thiết bị cơ giới chính của mỏ.................................................................................8
1.3. Tổ chức quản lý xí nghiệp...............................................................................................8

Chương 2.................................................................................................................... 12
TÌNH HÌNH CUNG CẤP ĐIỆN CAO ÁP CỦA......................................................12
CÔNG TY THAN QUANG HANH..........................................................................12

2.1. Giới thiệu về nguồn cung cấp điện 35 kV.....................................................................12
2.2. Trạm biến áp chính 35/6 kV..........................................................................................12
2.2.1. Vị trí trạm biến áp chính............................................................................................12
2.2.2. Sơ đồ nguyên lý trạm 35/6 kV...................................................................................12
2.3. Các hình thức bảo vệ rơle trong trạm biến áp...............................................................13
2.4. Thiết bị đo lường trạm biến áp chính 35/6 kV..............................................................14
2.4.1. Đo lường phía 6kV.....................................................................................................14

SV: Lê Như Vũ

Lớp: LT Cơ Điện K60


Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất
nghiệp

Đồ án tốt

2.4.2. Đo lường phía 35kV...................................................................................................15
2.5. Hiện trạng mạng hạ áp mỏ hầm lò................................................................................16
2.6. Đánh giá khả năng mang tải của máy biến áp...............................................................17
2.6.1 Các thông số đặc trưng của biểu đồ phụ tải ngày điển hình........................................19

Phần chuyên đề..........................................................................................................22
THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN HẠ ÁP CHO PHÂN XƯỞNG KHAI THÁC LÒ
CHỢ VỈA 5.1 ( MỨC -110 CỦA CÔNG TY THAN QUANG HANH....................22
Chương 3.................................................................................................................... 23
XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN VÀ LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP CỦA KHU..........23
KHAI THÁC SẼ THIẾT KẾ...................................................................................23
3.1. Đối tượng thiết kế, mục tiêu, yêu cầu và nhiệm vụ thiết kế..........................................23

3.1.1. Đối tượng thiết kế.......................................................................................................23
3.1.2. Mục tiêu thiết kế.........................................................................................................24
3.1.3. Yêu cầu và nhiệm vụ thiết kế.....................................................................................24
3.2. Xác định phụ tải tính toán, chọn công suất định mức MBA khu vực khai thác............26
3.2.1. Xác định phụ tải tính toán khu vực khai thác.............................................................26
3.2.2. Chọn công suất định mức MBA khu vực khai thác...................................................27
4. Tính toán lựa chọn công suất máy biến áp cho khu vực khai thác thiết kế......................33

Chương 4.................................................................................................................... 35
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN HẠ ÁP CHO KHU
VỰC KHAI THÁC....................................................................................................35
4.1. Tính toán thiết kế mạng điện hạ áp cho khu vực khai thác...........................................35
4.2. Lựa chọn cáp điện hạ áp cho khu vực khai thác............................................................35
4.3. Kiểm tra mạng cáp hạ áp theo các điều kiện kỹ thuật chính.........................................40
4.3.1. Kiểm tra mạng hạ áp theo điều kiện tổn hao điện áp cho phép lúc làm việc bình
thường.......................................................................................................................................40
4.4. Kiểm tra cáp điện mạng hạ áp đã chọn theo điều kiện khởi động động cơ...................44

SV: Lê Như Vũ

Lớp: LT Cơ Điện K60


Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất
nghiệp

Đồ án tốt

4.5. Kiểm tra điều kiện làm việc ổn định của các động cơ khác khi có động cơ mở máy...55
4.6. Kiểm tra điều kiện làm việc ổn định của công tắc tơ khi động cơ mở máy..................58

Chương 5.................................................................................................................... 62
TÍNH NGẮN MẠCH, LỰA CHỌN VÀ CHỈNH ĐỊNH CÁC THIẾT BỊ ĐIỀU
KHIỂN VÀ BẢO VỆ.................................................................................................62
5.1. Tính toán ngắn mạch.....................................................................................................62
5.3. Chỉnh định thiết bị điều khiển và bảo vệ.......................................................................71

Chương 6.................................................................................................................... 75
TÍNH TOÁN TIẾP ĐẤT BẢO VỆ ĐẢM BẢO AN TOÀN ĐIỆN GIẬT ĐỐI VỚI
CON NGƯỜI.............................................................................................................75
6.1. Bảo vệ khỏi điện giật bằng thiết bị bảo vệ rò................................................................75
6.2. Bảo vệ khỏi điện giật bằng tiếp đất bảo vệ....................................................................77
6.2.1. Giá trị cho phép điện trở tiếp đất bảo vệ....................................................................77
6.2.2. Tiếp đất đảm bảo an toàn điện giật.............................................................................78
6.2.3. Tính toán thiết kế mạng tiếp đất.................................................................................79

Chương 7.................................................................................................................... 82
TÍNH TOÁN CHI PHÍ VẬN HÀNH HỆ THỐNG CẤP ĐIỆN 6/0,69 K LÒ CHỢ
-110, VỈA 5.1...............................................................................................................82
7.1. Tổng vốn đầu tư mua sắm thiết bị.................................................................................82
7.1.1. Vốn đầu tư mua sắm thiết bị......................................................................................82
7.1.2. Vốn đầu tư xây dựng hầm trạm..................................................................................83
7.1.3. Chi phí cho vận chuyển và lắp đặt ban đầu................................................................83
7.2. Chi phi tổn thất điện năng.............................................................................................83
7.3. Chi phí bảo hành...........................................................................................................85
7.4. Chi phí tiền lương cho công nhân vận hành..................................................................86
7.5. Chi phí khác...................................................................................................................86
7.6. Chi phí tính toán hàng năm (.........................................................................................86

SV: Lê Như Vũ

Lớp: LT Cơ Điện K60


Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất
nghiệp

Đồ án tốt

TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................88

SV: Lê Như Vũ

Lớp: LT Cơ Điện K60


Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất
nghiệp

SV: Lê Như Vũ

Đồ án tốt

Lớp: LT Cơ Điện K60


Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất
nghiệp

Đồ án tốt

LỜI NÓI ĐẦU
Để thực hiện sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước nghành khai thác
mỏ đã đóng góp một phần đáng kể vào công cuộc đổi mới đất nước.
Muốn vậy hệ thống cung cấp điện của mỏ phải có chất lượng cung cấp điện đảm
bảo, nghĩa là phải đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật, cung cấp điện tin cậy cho phụ tải, linh
hoạt trong vận hành, an toàn khi sử dụng, đảm bảo kinh tế, bên cạnh đó người sử dụng
phải có một chuyên môn nhất định.
Sau 5 năm học đại học, ngành Điện khí hóa, khoa Cơ Điện, trường Đại học Mỏ Địa chất, và qua quá trình thực tập và tiếp cận thực tế ở Công ty than Quang Hanh,
cùng với sự hướng dẫn của thầy giáo Nguyễn Xuân Nhỉ, em quyết định chọn đề tài tốt
nghiệp:
“Thiết kế cung cấp điện hạ áp cho phân xưởng khai thác lò chợ vỉa 5.1
(mức -110 ÷ -50) Công ty than Quang Hanh’’
Sau hơn 3 tháng học hỏi, nghiên cứu và tìm hiểu, cùng với sự cố gắng của bản
thân và sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo Nguyễn Xuân Nhỉ cùng toàn thể các thầy cô
trong Bộ môn Điện khí hóa và bạn bè cùng lớp, đến nay quyển đồ án của em đã được
hoàn thành.
Do kiến thức và kinh nghiệm còn hạn chế nên bản đồ án còn nhiều thiếu sót.
Kính mong nhận được những ý kiến đóng góp của các thầy, cô và bạn bè để đồ án
được hoàn chỉnh hơn.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn Nguyễn Xuân Nhỉ cùng tất cả
các thầy, cô trong Bộ môn Điện khí hóa và bạn bè.
Hà Nội, ngày 19 tháng 5 năm 2017
Sinh viên

Lê Như Vũ

SV: Lê Như Vũ

1

Lớp: LT Cơ Điện K60


Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất
nghiệp

Đồ án tốt

Phần chung
GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT VỀ CÔNG TY THAN QUANG HANH – TKV VÀ
TÌNH HÌNH CUNG CẤP ĐIỆN CỦA CÔNG TY

SV: Lê Như Vũ

2

Lớp: LT Cơ Điện K60


Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất
nghiệp

Đồ án tốt

Chương 1
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG TY THAN QUANG HANH- VINACOMIN
1.1. Vị trí địa lý – Địa Chất và khí hậu
1.1.1. Vị trí địa lý
Công ty than Quang Hanh - Vinacomin là một doanh nghiệp nhà nước, đơn vị

thành viên hạch toán độc lập của Tập đoàn Công nghiệp Than Khoáng sản Việt Nam.
Công ty có khai trường là Mỏ than Ngã Hai thuộc xã Dương Huy - TX Cẩm Phả Quảng Ninh.
Khu Mỏ nằm trong tọa độ:
+ 20000/46// đến 21003/46// vĩ Độ Bắc;
+ 107010/37// đến 107014/58// kinh Độ Đông;
+ Phía Bắc giáp với thôn Thác Cát xã Dương Huy;
+ Phía Nam giáp với khu mỏ Khe Sím – mỏ Thống Nhất;
+ Phía Tây giáp với mỏ Hà Ráng;
+ Tổng diện tích khu mỏ là 25 km2.
1.1.2. Địa hình
Khu vực khai thác của Công ty có địa hình đồi núi cao, từ thấp đến trung bình,
phần lớn có độ cao từ 50m đến 150m, phía Nam và phía Tây khu mỏ núi có độ cao từ
200 đến 500m. Địa hình phần cắt bỏ mạng sông suối dầy đặc về mùa mưa rất khó khăn
cho việc giao thông đi lại và vận chuyển thiết bị, vật tư, than sản xuất ra trong khu mỏ.
Vào những năm 1990 rừng phát triển khá phong phú và đa dạng, từ sau 1990 việc khai
thác than với nhiều quy mô và hình thức khai thác rừng bị khai thác bừa bãi, hầu hết
những diện tích rừng hiện có trong khu mỏ là rừng tái sinh và rừng trồng keo, bạch
đàn của dân cư và Công ty. Với đặc điểm địa hình như vậy, đã gây rất nhiều khó khăn
cho việc khai thác và mở vỉa của Công ty.
1.1.3. Khí hậu
Khí hậu được chia thành hai mùa rõ rệt, mùa mưa bắt đầu từ tháng 4 đến tháng 9
thường hay gây lũ nên rất khó khăn cho việc vận tải và đi lại cũng như sinh hoạt cũng
như khó khăn cho việc thoát nước trong lò nhất là các đường lò giếng sâu, mùa khô có
gió mùa đông bắc, vào các ngày rét đậm có ngày nhiệt độ xuống 0 0C. Khí hậu khu mỏ
SV: Lê Như Vũ

3

Lớp: LT Cơ Điện K60

Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất
nghiệp

Đồ án tốt

không ổn định do vậy ảnh hưởng lớn đến việc sản xuất, sinh hoạt vào mùa mưa khó
khăn cho việc khai thác và thăm dò.
1.1.4. 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
nước 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 nước gây khó khăn và nguy hiểm cho quá
trình khai thác hầm lò mức +40 và +20. Hàng năm do mưa lớn kéo dài, lưu lượng
nước chảy vào lò mức + 40 m là 3.650m 3/ngày, mức +20 là 7.145m3 / ngày, mức -175
là 11.688 m3 / ngày.
• Vỉa 3: Có chiều dày không ổn định thay đổi từ 5,54-8,83m, trung bình 6,72m.

Phần phía nam có chiều dày lớn hơn phần trung tâm. Vỉa 3 thuộc loại vỉa có cấu
tạo phức tạp vỉa có từ 1
đổi từ 0,05

5 lớp kép phổ biến từ 2

3 lớp chiều dày kẹp thay

0,41 m độ tro trung bình 27,55%.

• Vỉa 6: Có chiều dày không ổn định thay đổi từ 6,31%

m trung bình 7,66

m. Chiều dày vỉa giảm dần từ tây sang đông.Vỉa 6 thuộc loại vỉa có cấu tạo
phức tạp vỉa có từ 1
0,25

lớp kẹp phổ biến từ 1

lớp chiều dày các lớp kẹp từ

1,35m. Độ tro trung bình của vỉa là 30,89%.

• Vỉa 7: Có chiều dày không ổn định thay đổi từ 4,81

Vỉa thuộc cấu tạo phức tạp có từ 1
dày các lớp kẹp từ 0,38

m trung bình 6,06m.

lớp kẹp phổ biến từ 2

lớp. Chiều

m. Độ tro trung bình của vỉa 35,32%.

• Vỉa 8: Có chiều dày không ổn định thay đổi từ 4,43 6,07 m trung bình 5,11m;

chiều dày vỉa giảm dần từ tây sang đông, vỉa 8 thuộc loại vỉa có cấu tạo phức
tạp vỉa có từ 1-8 lớp kẹp số lượng lớp kẹp giảm dần từ tây sang đông, độ tro
trung bình là 33,81%.

• Vỉa 9: Có chiều dày không ổn định chiều dày vỉa từ 5,03 10,08m,vỉa có từ 1-12
lớp kẹp, phổ biến từ 2-5 lớp kẹp chiều dày các vỉa đá kẹp từ 0,27-1,09m. Độ tro
trung bình của vỉa là 28,58%.

SV: Lê Như Vũ

4

Lớp: LT Cơ Điện K60


Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất
nghiệp

Đồ án tốt

• Vỉa 10: Có chiều dày không ổn định thay đổi từ 6,71 9,83m trung bình 7,94m

vỉa có từ 1 6 lớp kẹp phổ biến từ 1 4 lớp chiều dày các lớp kẹp từ 0,0 0,66m.
Độ tro trung bình của vỉa là 24,57%.
• Vỉa 14: Có chiều dày không ổn định thay đổi từ 5,37 11,94m trung bình 8,58m

vỉa có từ 1 10 lớp kẹp phổ biến từ 3 6 lớp chiều dày các lớp kẹp từ 0,16
0,23m. Độ tro trung bình cảu vỉa ;à 22,55%.
*) Địa chất công trình
Kết quả các công trình thăm dò cho thấy Công ty than Quang Hanh có nhiều vỉa
than nằm xen kẽ giữa các lớp đất đá. Độ dốc của vỉa than thay đổi bất thường, độ dốc
trung bình 150 ÷ 400. Hầu hết các vách trụ của các vỉa than được 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 lượng 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 trên: Gồm các vỉa than nằm ở mức +40m, +60m, ít có giá trị công
nghiệp;
+ Tập vỉa dưới nằm ở mức +20m, chiều dày từ (8÷ 15)m;
+ Tập vỉa sâu: Gồm các vỉa than nằm dưới mặt đất ở mức từ -50m đến 175m có
trữ lượng than lớn nhưng khai thác khó khăn và tốn kém hơn các tập vỉa khác.
Nhìn chung các vỉa than nằm trong vùng mỏ có chiều dày ổn định. Chất lượng
than của mỏ có độ cứng, giòn nhẹ và có màu đen ánh.
1.1.5. Khí mỏ
Cũng như các mỏ khác trong vùng than Hòn Gai – Cẩm Phả, trầm tích chứa than
khu mỏ Ngã Hai có chứa các loại khí
nhưng không đáng kể. Các loại khí

các loại khí khác cũng có
là loại khí phổ biến và ảnh hưởng

trực tiếp đến quá trình khai thác nên được coi là đối tượng nghiên cứu chính. Hàm
lượng các chất khí như sau:
Khí CO2 từ 0,016 ÷ 28,13, trung bình: 7%;
SV: Lê Như Vũ

5

Lớp: LT Cơ Điện K60


Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất
nghiệp

Đồ án tốt

Khí H 2 +CH 4 từ 0,3 ÷ 98,70, trung bình: 65%;
Khí N 2 từ 0,05 ÷ 90, trung bình: 28,2%.
Theo “Báo cáo địa chất kết quả thăm dò tỉ mỉ khu mỏ than Ngã Hai, Cẩm Phả Quảng Ninh”. Phần lớn các vỉa thuộc loại I theo khí mê tan. Cục bộ một số khu vực
thuộc loại II theo khí mê tan, từ -150m trở xuống có cấp khí II theo mê tan.
- Trong đới phong hóa (từ mặt địa hình tới chiều sâu trung bình khoảng 200m,
tương ứng với cốt cao từ mặt đất đến -150m có độ chứa khí tự nhiên của khí cháy nổ
( H 2 +CH 4 ) trung bình 2,56 m3 /tấn ngày đêm, có thể xếp vào loại mỏ cấp khí I theo độ
chứa khí.
- Trong đới khí metan (khoảng từ 200m so với mặt địa hình trở xuống tương ứng
với cốt cao từ -150 trở xuống) có độ chứa khí tự nhiên của khí cháy nổ ( H 2 +CH 4 ) =
6,28 cm3 /kg ứng với độ thoát khí tương đối 8,02 m3 /tấn ngày đêm. Có thể xếp vào loại
mỏ cấp khí II theo độ chứa khí.
1.2. Tình hình khai thác và cơ giới hóa trong mỏ
1.2.1. Tình hình khai thác
1. Khai thác lộ thiên
- Hiện tại Công ty có 03 phân xưởng trực thuộc đang có nhiệm vụ khai thác lộ
thiên bao gồm PXLT1, PXLT2, PXLT3, với sản lượng 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.
2. Khai thác hầm lò
- Gồm 11 Phân xưởng khai thác chính: Phân xưởng KT1, KT2, KT3, KT4, KT5,
KT6, KT7, KT8, KT9, KT10, KT11 với sản lượng 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 là các vỉa than có
giá trị công nghiệp lớn chủ yếu nằm ở dưới sâu, vì vậy Mỏ sử dụng phương pháp khai
thác lò bằng và giếng nghiêng là chủ yếu.
3. Hệ thống mở vỉa, chuẩn bị
Với địa hình đồi núi thấp, công ty than Quang Hanh mở vỉa bằng phương pháp

hỗn hợp lò bằng và giếng nghiêng (chủ yếu giếng nghiêng là chính). Tại mặt bằng mức
SV: Lê Như Vũ

6

Lớp: LT Cơ Điện K60


Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất
nghiệp

Đồ án tốt

+ 30 mở cặp giếng chính, phụ, xuống đến mức -175 mở hệ thống sân ga hầm trạm, sau
đó đào các đường lò xuyên vỉa mức -175 để gặp các vỉa than (phương án mở vỉa theo
tầng), từ vị trí gặp các vỉa than tiến hành đào các đường lò dọc vỉa than tới giới hạn
của khu vực, đào lò thượng nối giữa các mức làm thượng khởi điểm khai thác lò chợ.
Trong giới hạn mỗi cánh được chia ra thành các phân tầng khai thác với chiều
cao mức từ 55m đến 60 m.
4. Công nghệ khai thác và phương pháp bảo vệ lò chuẩn bị
Để khai thac các khu vực vỉa dày, dốc nghiêng, công ty than Quang Hanh đã áp
dụng một số các sơ đồ công nghệ khai thác: Lò chợ trụ hạ trần thu hồi than nóc chống
giữ bằng cột thủy lực đơn DZ-22 và xà hộp HDFBC-2600, giá khung
ZH1600/16/24ZL, giá XDY-1T2/Hh/Lr.
Trong công nghệ khai thác này, khu vực được chuẩn bị theo sơ đồ công nghệ khai
thác cột dài theo phương lò đầu (lò dọc vỉa thông gió), lò chân được đào trong than
(Dọc vỉa vận tải – Lò cái chân). Để bảo vệ lò dọc vỉa vận tải và phục vụ khai thác tầng
dưới (làm lò dọc vỉa thông gió cho tầng dưới) tiến hành đào lò song song chân với
khoảng cách từ 15 ÷ 20m theo hướng dốc với lò dọc vỉa vận tải. Khép kín khu vực
bằng thượng khởi điểm bám vách để điều khiển vách và thượng khởi điểm bám trụ lắp

đặt lò chợ. Sau khi lắp đặt lò chợ xong tiến hành phá hỏa toàn bộ thượng vách và thành
than giữa lò chợ và thượng vách để điều khiển áp lực mỏ. Sau đó đảm bảo các điều
kiện kỹ thuật thì tiến hành khấu lò chợ bình thường.
Công nghệ khai thác chủ yếu là khoan nổ mìn. Sau khi nổ mìn than được rót
xuống máng trượt đến máng cào và tới goòng, băng tải, dùng tầu điện ắc quy CDXT-5
chuyển ra ngoài.
+ Công tác thông gió: Sử dụng sơ đồ thông gió chung của mỏ với quạt hút trung
tâm. Gió sạch đi từ cửa lò giếng chính, qua lò xuyên vỉa vận tải, vào lò dọc vỉa vận tải,
qua họng sáo, lò song song chân lên lò chợ. Gió thải từ lò chợ lên lò dọc vỉa thông gió,
qua giếng thông gió và được quạt hút trung tâm hút ra ngoài mặt bằng.
+ Công tác vận tải than: Than từ lò chợ được vận tải bằng máng trượt (máng cào
với góc dốc < 25 độ) xuống máng cào đặt tại lò song song chân, sau đó rót qua họng
sáo xuống goòng 3 tấn hoặc băng tải và được tàu điện kéo ra ngoài quang lật, đổ xuống
băng tải giếng chính được băng tải kéo ra ngoài mặt bằng.
SV: Lê Như Vũ

7

Lớp: LT Cơ Điện K60


Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất
nghiệp

Đồ án tốt

+ Công tác vận chuyển vật liệu: Vật liệu phục vụ công tác khấu than lò chợ được
chuyển từ ngoài mặt đất qua hệ thống lò ngầm thông gió bằng tời trục cộng tích chở
vật liệu, đường ray 900mm, xuống lò dọc vỉa thông gió và được đẩy bộ thủ công hoặc
tàu điện kéo đến đầu lò chợ.

1.2.2. Các thiết bị cơ giới chính của mỏ
1. 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.
2. Thông gió
Sử dụng các trạm quạt thông gió đặt tại các của lò + 17, + 20, + 22 , + 30, + 46,
+ 72, mỗi trạm quạt gió chính gồm 2 máy: Một máy làm việc, một máy dự phòng, mã
hiệu BDII 6N№15-2/55 Pđm= 110kW; điện áp Uđm=380V, Qos=94,2m3/giây. Khi có sự
cố cháy bầu không khí mỏ việc thay đổi chiều gió được thực hiện bằng hệ thống các
cửa gió đóng mở bằng tời điện. Đối với gương lò chợ thông gió bằng quạt cục bộ, mã
hiệu YBT điện áp 380V.
1.3. Tổ chức quản lý xí nghiệp

SV: Lê Như Vũ

8

Lớp: LT Cơ Điện K60


Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất
nghiệp

Đồ án tốt

 Sơ đồ quản lý xí nghiệp được thể hiện trên hình 1.1

Giám Đốc

PGĐ Đầu Tư

Phòng
Quản
Lý
Dự Án

Phòng
Đầu
Tư

PGĐ Kỹ Thuật

Phòng
Cơ
Điện
Vận
Tải

Phòng
Kỹ
Thuật

PGĐ An Toàn

Phòng
An
Toàn

PGĐ Sản Suất

Phòng
Điều
Khiển
Sản
Suất

Ngành
đời
Sống

PX Khai Thác
PX Khai Thác
PX Khai Thác
PX Khai Thác
PX Khai Thác
PX Đào Lò
PX Đào Lò
PX CB vàPX
Tiêu
Cơ Khí Vận
1
2
4
3
7
2
3

Thụ Than Tải

Phòng Phòng Tổ Chức
Phòng Thanh
Hành
Lao ĐộngTra Lao Động
Chính

Phòng Kế
PX Phòng Kế Toán
Tài
Chính
Hoạch
Xây
Vật tư
Dựng
SV: Lê Như Vũ

9

Phòng
KCS

Lớp: LT Cơ Điện K60


Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất
nghiệp

Đồ án tốt

Hình 1.1. Mô hình quản lý Công ty than Quang Hanh.

 Sơ đồ quản lý cơ điện thể hiện trên hình 1.2

Giám Đốc Xí Nghiệp

PGĐ Kỹ Thuật

Phòng Cơ Điện

PX
Khai
Thác

PX
Khai
Thác

PX
Khai
Thác

PX
Đào
Lò

PX
Đào
lò

1

4

7

1

3

PX
Cơ
Khí

PX
CB &
TT
Than

Hình 1.2. Mô hình quản lý công tác Cơ - Điện Công Ty Than Quang Hanh.
 Chế độ làm việc:
Số ngày làm việc của mỏ được áp dụng như sau:
SV: Lê Như Vũ

10

Lớp: LT Cơ Điện K60

Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất
nghiệp

Đồ án tốt

+ 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 được nghỉ theo quy định của nhà nước.
Đối với các bộ phận làm việc ở vị trí: Trạm điện, trạm quạt, bơm nước thì phải có
chế độ nghỉ luân phiên để có thể bố trí người làm việc trong tất cả các ngày đảm bảo
24/24 giờ, kể cả ngày chủ nhật và ngày lễ.

SV: Lê Như Vũ

11

Lớp: LT Cơ Điện K60


Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất
nghiệp

Đồ án tốt

Chương 2
TÌNH HÌNH CUNG CẤP ĐIỆN CAO ÁP CỦA
CÔNG TY THAN QUANG HANH
2.1. Giới thiệu về nguồn cung cấp điện 35 kV

Nguồn điện 35 kV cung cấp cho trạm biến áp 35/6 kV của Công ty than Quang
Hanh được cung cấp từ 2 nguồn độc lập.
+ Từ trạm biến áp vùng 110/ 35/6 kV Quang Hanh qua một đường dây tải điện
AC - 70 dài 1,2 km;
+ Từ trạm biến áp khu vực Cẩm Phả qua đường dây tải điện AC - 70 dài 3,1 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 kV của Công ty có kết cấu kiểu ngoài trời. Các thiết bị phía 35
kV và máy biến áp 35/6 kV đặt ngoài trời. Các tủ phân phối, tủ bù, tủ điều khiển, máy
biến áp tự dùng được đặt trong nhà mái bằng bê tông cốt thép. Tất cả các thiết bị trong
trạm đảm bảo tính đồng bộ, trạm có dung lượng lớn được thiết kế đảm bảo thoả mãn
những nhu cầu cung cấp điện năng cho các phụ tải của Công ty than Quang Hanh.
Trạm 35/6 kV được đặt ở phía Tây Bắc của cụm vỉa 13-1, 13-2 mặt bằng +87, xung
quanh trạm có tường bao, diện tích trạm là 800m2.
2.2.2. Sơ đồ nguyên lý trạm 35/6 kV
Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp chính 35/6 kV được thể hiện trên hình 2.1
Trạm gồm 2 máy biến áp mã hiệu BAD – 7500kVA đặt ngoài trời, 1 máy làm
việc, 01 máy dự phòng nguội.
Mã hiệu và thông số kĩ thuật của máy biến áp được thống kê trong bảng 2.1

SV: Lê Như Vũ

12

Lớp: LT Cơ Điện K60


Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất
nghiệp

Đồ án tốt

Bảng 2.1. Thông số kĩ thuật máy biến áp BAD – 7500kVA
Tổn thất
Mã

Sđm

hiệu

(kVA)

BAD

7500

U,(kV)

I, (A)

công suất
Un,(%) Io,(%)

(kW)
Sơ

Thứ

Sơ

Thứ

cấp
35

cấp
6,3

cấp
71,4

cấp
687,3

Tổ đấu
dây

25

71,2

6,07

5

Y/

2.3. Các hình thức bảo vệ rơle trong trạm biến áp
Nằm trong dự án nâng cấp hệ thống cung cấp điện của Công ty những năm gần

đây Công ty đã thay thế các rơle cơ bằng các rơle kỹ thuật số nhằm đảm bảo sự an
toàn, tin cậy và thuận tiện cho việc vận hành hệ thống điện của Công ty.
Để bảo vệ trạm biến áp 35/6 kV công ty đã sử dụng rơle kỹ thuật số Sepam s20
của hãng Schneider có các tính năng chính như bảo vệ quá dòng cắt nhanh, bảo vệ quá
dòng cắt nhanh chạm đất, bảo vệ quá dòng có thời gian, bảo vệ quá dòng chạm đất có
thời gian duy trì...
Chức năng đặc trưng của rơle Sepam S20:
- Rơle số đa chức năng;
- Bảo vệ quá dòng cắt nhanh, bảo vệ quá dòng có thời gian duy trì (50/51);
- Bảo vệ quá dòng cắt nhanh chạm đất, bảo vệ quá dòng chậm đất có thời gian
(50N/51N);
- Hiển thị dòng pha I1, I2, I3, dòng hiệu dụng;
- Hiển thị số cho quá dòng pha và dòng chạm đất ;
- Hiển thị dòng rò;
- Hiển thị thông số cài đặt rơle;
- Ghi lại thời gian vận hành của rơle;
- Lập trình linh hoạt cho các ngõ ra của rơle;
- Ngõ vào đa chức năng bên ngoài;
- Bảng chọn tần số 50 Hz / 60 Hz.

SV: Lê Như Vũ

13

Lớp: LT Cơ Điện K60


Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất
nghiệp

Đồ án tốt

1. Bảo vệ chống quá dòng điện pha
Khi dòng điện ở bất kỳ pha nào cao hơn giá trị dòng cài đặt ở mức thấp I>, phần tử
quá dòng ở mức thấp bắt đầu và gửi một tín hiệu ban đầu lên màn hình và một nhóm
Rơle ngõ ra đã được lập trình trước. Sau thời gian trễ được xác định bởi hệ số trên đặt
tuyến IDMT hay thời gian xác định t>, phần tử quá dòng ở mức thấp sẽ cắt và gửi một
tín hiệu cắt hiện lên trên màn hình và một nhóm các rơle ngõ ra đã được chỉnh định
trước để hoàn thiện tín hiệu cắt quá dòng pha ở mức thấp.
Khi dòng điện ở bất kỳ pha nào cao hơn giá trị dòng cài đặt ở mức cao I>>, phần tử
quá dòng ở mức cao bắt đầu và gửi một tín hiệu ban đầu lên màn hình và một nhóm Rơle
ngõ ra đã được lập trình trước. Sau thời gian trễ được xác định bởi thời gian xác định
t>>, phần tử quá dòng ở mức cao sẽ cắt và gửi một tín hiệu cắt lên trên màn hình và
một nhóm các rơle ngõ ra đã được chỉnh định trước để hoàn thiện tín hiệu cắt quá dòng
pha ở mức cao.
2. Bảo vệ dòng chạm đất
Khi dòng chạm đất cao hơn giá trị dòng chạm đất mức thấp đặt trước

, phần

tử chạm đất mức thấp bắt đầu và gửi một tín hiệu ban đầu lên màn hình và một nhóm các
rơle ngõ ra đã được lập trình trước. Sau thời gian trễ được xác định bởi hệ số trên đặt
tuyến IDMT hay thời gian xác định

, khi dó phần tử chạm đất ở mức thấp sẽ cắt và

gửi một tín hiệu cắt lên màn hình và một nhóm các rơle ngõ ra đã được chỉnh định trước
để hoàn thiện tín hiệu cắt dòng chạm đất ở mức thấp.
Khi dòng chạm đất cao hơn giá trị dòng chạm đất mức cao đặt trước

phần tử

chạm đất mức cao bắt đầu và gửi một tín hiệu ban đầu lên màn hình và một nhóm các
rơle ngõ ra đã được lập trình trước. Sau thời gian trễ được xác định bởi thời gian xác
định

, khi đó phần tử chạm đất ở mức cao sẽ cắt và gửi một tín hiệu cắt lên màn

hình và một nhóm các rơle ngõ ra để hoàn thiện cắt dòng chạm đất ở mức cao.
2.4. Thiết bị đo lường trạm biến áp chính 35/6 kV
2.4.1. Đo lường phía 6kV

SV: Lê Như Vũ

14

Lớp: LT Cơ Điện K60


Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất
nghiệp

Đồ án tốt

Phía 6kV trạm sử dụng máy biến áp đo lường 3 pha 5 trụ JDJJ - 6 có các thông số
kỹ thuật như bảng 2.2

Bảng 2.2. Thông số kỹ thuật máy biến áp đo lường 6kV
Mã hiệu

Sơ cấp,

JDJJ - 6

(kV)
6

Uđm
Thứ cấp,

Sđm, (VA) khi cấp chính xác

Smax

80

500

(V)
100

150

320

Sơ đồ đo lường phía 6kV được giới thiệu trên hình 2.2.
AVRh

6kV

W

V

V

V

V

3Uo

Hình 2.2. Sơ đồ nguyên lý đo lường phía 6kV
Đo lường dòng điện:
Để đo lường dòng điện phía 6kV các khởi hành sử dụng máy biến dòng loại
TI5015 và các đồng hồ ampe kế.
2.4.2. Đo lường phía 35kV
Phía 35kV sử dụng máy biến áp đo lường JDJJ - 35 cung cấp điện cho mạch đo
lường.
Thông số kỹ thuật của máy biến áp đo lường phía 35kV được ghi trong bảng 2.3
Bảng 2.3. Thông số kỹ thuật của máy biến áp đo lường 35kV
Uđm
Mã hiệu

Sơ cấp,
(kV)

SV: Lê Như Vũ

Thứ cấp, (V)

15

Sđm, (VA) khi cấp chính xác

Smax
(VA)

Lớp: LT Cơ Điện K60


Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất
nghiệp
PBC - 35

35

Đồ án tốt

150

100/

250

600

1200

Sơ đồ đo lường phía 35kV được giới thiệu theo hình 2.3

A
V

B

V

V

C

V

V

V

Hìn
h 2.3. Sơ đồ nguyên lý đo lường phía 35kV
2.5. Hiện trạng mạng hạ áp mỏ hầm lò
Mạng lưới điện của mỏ được chia làm 2 hệ thống:
- Mạng điện hạ áp trên mặt bằng công nghiệp mỏ, sử dụng mạng trung tính nối đất, các
phụ tải chủ yếu sử dụng điện áp xoay chiều 380V gồm các băng tải, sàng rung, tời
trục, bơm nước sinh hoạt, chiếu sáng mặt bằng,.... điện sinh hoạt và chiếu 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, thông số kỹ thuật thể hiện ở bảng 2.4
Bảng 2.4. Thông số máy biến áp TM - 100/6/0,4 kVA
Mã

hiệu

TM

Uđm, (kV)
Sđm

100

SV: Lê Như Vũ

Sơ cấp
6

Pnm

Thứ

Không

Ngắn

cấp

tải

mạch

0,4

0,575

1,85

16

Unm, (%) Inm (%)

3,85

3,0

Tổ đấu dây

Y/∆-12

Lớp: LT Cơ Điện K60


Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất
nghiệp

Đồ án tốt

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 660V. Riêng khoan điện cầm tay và chiếu sáng sử dụng điện áp xoay chiều
127V.
Để cung cấp điện hạ áp cho hầm lò, sử dụng các trạm biến áp 6/0,69 kV đặt gần
khu vực mức khai thác, nguồn 6 kV được lấy từ các trạm phân phối 6 kV đặt dưới lò

để cung cấp điện cho các phụ tải trong lò.
2.6. Đánh giá khả năng mang tải của máy biến áp
Để đánh giá mức độ mang tải của máy biến áp trong trạm biến áp chính 35/6 kV
của công ty than Quang Hanh, cần đi xây dựng biểu đồ phụ tải ngày điển hình.
Dựa trên chỉ số đồng hồ đo năng lượng tác dụng W tđ và năng lượng phản kháng
Wpk được ghi lại theo từng giờ một, tác giả đã thu thập được số liệu điện năng tác
dụng và điện năng phản kháng trong 7 ngày đêm liên tục, từ 20/02/2017 đến
26/02/2017 như bảng 2.5.
Số liệu khảo sát trong 7 ngày: từ ngày 20/02/2017 đến 26/02/2017 được ghi trong
bảng 2.5
Bảng 2.5. Thống kê tiêu thụ điện trong 7 ngày của công ty
Số thứ tự

Ngày/tháng/năm

Thứ 2
Thứ 3
Thứ 4
Thứ 5
Thứ 6
Thứ 7

20/02/2017
21/02/2017
22/02/2017
23/02/2017
24/02/2017
25/02/2017

Chủ nhật

Năng lượng tác dụng

Năng lượng phản

Wtd ,kWh
99782
104965
106410
98387
102767
86788

kháng Wpk , kVArh
58113
62916
66593
54110
57192
40510

70247
669349

32840
372276

26/02/2017
Tổng

Dựa vào số liệu trong bảng (2.5) ta có:
- Năng lượng tác dụng trung bình trong 7 ngày khảo sát là:
Wtd,tb=

∑Wtd =
7

= 95621,28 kWh;

- Năng lượng phản kháng trung bình trong 7 ngày là:

SV: Lê Như Vũ

17

Lớp: LT Cơ Điện K60


Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất
nghiệp

Wpk,tb=

Đồ án tốt

∑Wpk =

= 53182,28 kVArh;

7

So sánh kết quả tính trên với số liệu trong (bảng 2.5) ta chọn được ngày
23/02/2017 là ngày điển hình có giá trị năng lượng tác dụng gần nhất với giá trị năng
lượng tác dụng trung bình của 7 ngày theo dõi.
Công suất tác dụng, công suất phản kháng tiêu thụ từng giờ một trong ngày điển
hình được cho trong bảng (2.6)
Bảng 2.6. Thống kê công xuất tác dụng và công suất phản kháng trong ngày điển
hình (23/02/2017).
Giờ đo

P, kW

Q, kVAr

Giờ đo

P, kW

Q, kVAr

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

11
12

3343
3527
3188
3099
3990
3848
4557
3296
4578
5721
4428
5190

1736
1870
1578
1577
2065
1991
2581
1733
2593
3231
2344
2946

13

14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24

2656
2636
4347
4347
5623
5111
5005
5184
4145
3621
3258
3680

1487
1456
2461
2461
3195

2918
3161
2942
2113
1994
1590
2076

Tổng

P, kW
98387

Q, kVAr
54110

Biểu đồ phụ tải ngày điển hình biểu thị trong hình 2.4
SV: Lê Như Vũ

18

Lớp: LT Cơ Điện K60


Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất
nghiệp

Đồ án tốt

Hình 2.4. Biểu đồ phụ tải ngày điển hình

2.6.1 Các thông số đặc trưng của biểu đồ phụ tải ngày điển hình
- Công suất lớn nhất :

5721 kW

- Công suất tác dụng trung bình :

Ptb=

1T
P(t )dt =
T ∫0

=

- Công suất phản kháng trung bình:

1T
Q (t -t )+...+Q 24 (t 24 -t 23 )
Qtb= ∫ Q(t)dt = 1 1 0
=
T0
T
- Công suất biểu kiến trung bình:

- Hệ số cực đại:

Kmax =

- Hệ số điền kín:

Kđk =

SV: Lê Như Vũ

19

Lớp: LT Cơ Điện K60