THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ CỦA CÔNG TY THAN MẠO KHÊ TKV

Đồ án tốt nghiệp

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

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Phạm Khánh Tuyền
Ngành: Điện khí hóa
Khóa: 57
Mã số ngành: 60.52.52
Thời gian nhận đề tài: Ngày 25 tháng 02 năm 2016
Thời gian hoàn thành: Ngày 14 tháng 05 năm 2016

Hệ đào tạo: Chính quy

TÊN ĐỀ TÀI
THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ
CỦA CÔNG TY THAN MẠO KHÊ - TKV
Phần chung
Giới thiệu tổng quan về tình hình cung cấp điện của công ty
Than Mạo Khê - TKV
Phần chuyên đề
Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí của công ty
Than Mạo Khê - TKV

Giáo viên hướng dẫn: ThS. Lê Văn Tuần
Trưởng Bộ môn: TS.Đỗ Như Ý

Sv: Phạm Khánh Tuyền
GVHD: ThS. Lê Văn Tuần

1


Đồ án tốt nghiệp
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG TY THAN MẠO KHÊ..........................................................................2
1.1. Vị trí địa lý, địa chất và khí hậu mỏ...........................................................................................2
1.1.2. Tình hình khí hậu địa chất thủy văn.......................................................................................2
1.1.2.1. Điều kiện địa chất................................................................................................................2
1.1.2.2. Điều kiện khí hậu.................................................................................................................2
1.2. Công nghệ khai thác, bốc xúc vận tải........................................................................................3
1.3. Cơ cấu tổ chức của Công ty.......................................................................................................5
1.4. Định hướng phát triển của công ty...........................................................................................7
TÌNH HÌNH CUNG CẤP ĐIỆN CỦA CÔNG TY......................................................................................1
THAN MẠO KHÊ................................................................................................................................1
2.1. Nguồn cung cấp điện.................................................................................................................1
2.1.1. Nguồn điện.............................................................................................................................1
2.2. Trạm biến áp trung gian 35/6kV................................................................................................1
2.2.1. Giới thiệu trạm biến áp 35/6kV..............................................................................................1
2.2.2. Nguyên lý vận hành của trạm biến áp chính 35/6kV.............................................................2
2.2.3. Các thiết bị trong trạm...........................................................................................................2
2.3. Các hình thức bảo vệ rơle trong trạm biến áp..........................................................................5
2.3.1. Bảo vệ chống quá dòng điện pha...........................................................................................6
2.3.2. Bảo vệ dòng chạm đất............................................................................................................7
2.3.3. Bảo vệ bằng rơle khí...............................................................................................................7
2.3.4. Bảo vệ quá điện áp tự nhiên..................................................................................................8
2.4. Hệ thống đo lường và nguồn điện một chiều...........................................................................8
2.5. Mạch điện 6kV của mỏ..............................................................................................................8
2.6. Đánh giá tình trạng sử dụng máy biến áp 35/6kV của Công ty than Mạo Khê........................9
XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA PHÂN XƯỞNG.........................................................................1

3.1. Những vấn đề chung khi thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng...........................................1
3.1.1. Đặt vấn đề...............................................................................................................................1
3.1.2. Đối tượng và dữ liệu thiết kế.................................................................................................1
3.1.3. Yêu cầu thiết kế cung cấp điện...............................................................................................1
3.1.4. Nhiệm vụ thiết kế...................................................................................................................2
3.2. Các phương pháp xác định phụ tải tính toán...........................................................................2
3.2.1. Mục đích của việc xác định phụ tải tính toán........................................................................2
3.2.2. Các phương pháp xác định phụ tải tính toán........................................................................2
3.3. Giới thiệu và chia nhóm các phụ tải điện của phân xưởng......................................................6

Sv: Phạm Khánh Tuyền
GVHD: ThS. Lê Văn Tuần

2


Đồ án tốt nghiệp
3.3.1. Mặt bằng bố trí thiết bị..........................................................................................................6
3.2.2. Chia nhóm các phụ tải điện của phân xưởng........................................................................6
3.4. Xác định phụ tải tính toán trong nhóm.....................................................................................8
a) Phụ tải tính toán nhóm 1..............................................................................................................8
3.3.2. Xác định phụ tải tính toán chiếu sáng toàn phân xưởng......................................................2
3.3.3. Xác định phụ tải tính toán toàn phân xưởng.........................................................................2
THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ......................................................................3
4.1. Đặt vấn đề..................................................................................................................................3
4.2. Lựa chọn kết cấu trạm...............................................................................................................3
4.3. Tính toán lựa chọn chi tiết các phần tử của trạm biến áp.......................................................6
4.4. Chọn sơ bộ các thiết bị phía cao áp..........................................................................................7
4.4.1. Lựa chọn cầu dao phụ tải.......................................................................................................7
4.4.3. Lựa chọn BI.............................................................................................................................7

4.3.4. Lựa chọn BU............................................................................................................................8
4.5. Tính toán ngắn mạch.................................................................................................................8
4.6. Kiểm tra các thiết bị đã chon sơ bộ theo điều kiện..................................................................9
4.6.1. Kiểm tra máy cắt trong tủ hợp bộ..........................................................................................9
4.6.2. Kiểm tra cầu chì cao áp.........................................................................................................10
4.6.3. Kiểm tra cầu dao phụ tải......................................................................................................10
4.6.4. Kiểm tra máy biến dòng BI cao áp........................................................................................10
4.6.5. Kiểm tra máy biến áp đo lường BU......................................................................................11
4.6. Lựa chọn các thiết bị hạ áp......................................................................................................12
4.6.1. Lựa chọn máy biến dòng hạ áp............................................................................................12
4.6.2. Lựa chọn áptômát cho phía hạ áp.......................................................................................12
4.6.3. Lựa chọn thiết bị đo đếm cho tủ hạ áp................................................................................12
THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP CHO..................................................................................................13
PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ....................................................................................................................13
5.1. Thành lập sơ đồ nguyên lý mạng hạ áp cho phân xưởng.......................................................13
5.1.1. Nguyên tắc chung.................................................................................................................13
5.1.2. Sơ đồ nguyên lý đi dây mặt bằng phân xưởng sửa chữa cơ điện.......................................13
5.2. Lựa chọn các phần tử của hệ thống cung cấp điện phân xưởng...........................................14
5.2.1 Lựa chọn tủ phân phối và tủ động lực..................................................................................14
5.2.2. Lựa chọn tiết diện thanh dẫn theo các điều kiện phát nóng..............................................15
5.2.3. Lựa chọn tủ động lực cho phân xưởng................................................................................16

Sv: Phạm Khánh Tuyền
GVHD: ThS. Lê Văn Tuần

3


Đồ án tốt nghiệp
5.2.4. Lựa chọn Áptômát bảo vệ cho mạng hạ áp.........................................................................17

5.2.4.Lựa chọn các áptômát cho tủ động lực..................................................................................3
5.2.5. Lựa chọn áptômát tổng cho tủ phân phối.............................................................................9
5.3. Lựa chọn cáp điện cho mạng hạ áp........................................................................................13
5.3.1. Lựa chọn các đoạn cáp chính từ TPP cấp điện tới các TĐL.................................................14
5.4. Kiểm tra mạng theo hai điều kiện kỹ thuật...............................................................................3
5.4.1 Kiểm tra mạng hạ áp theo hai điều kiện tổn hao điện áp cho phép khi các động cơ trong
mạng làm việc bình thường...................................................................................................................3
5.4.2 Kiểm tra mạng hạ áp theo điều kiện mở máy của động cơ...................................................7
5.5. Tính toán ngắn mạch, kiểm tra ổn định nhiệt của cáp và khả năng cắt của thiết bị bảo vệ. 11
5.5.1. Tính ngắn mạch trong mạng cáp hạ áp................................................................................11
5.5.2. Kiểm tra ổn định nhiệt của cáp..............................................................................................2
5.5.3. Kiểm tra khả năng cắt của thiết bị bảo vệ (áptômát)............................................................1
5.5.4 Kiểm tra khả năng cắt chọn lọc của thiết bị bảo vệ................................................................2
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG...................................................................1
6.1. Cơ sở lý thuyết về tính toán chiếu sáng....................................................................................1
6.2. Các phương pháp tính toán chiếu sáng....................................................................................1
6.3.Tính toán chi tiết.........................................................................................................................2
6.4. Lựa chọn các phần tử trong mạng điện chiếu sáng xưởng gia công cơ khí.............................5
6.5. Tính toán ngắn mạch để kiểm tra thiết bị.................................................................................1
TÍNH TOÁN TIẾP ĐẤT BẢO VỆ CHO PHÂN XƯỞNG...........................................................................1
7.1. Đặt vấn đề..................................................................................................................................1
7.2. Phương pháp tính toán nối đất cho phân xưởng.....................................................................1
7.3. Tính toán nối đất cho trạm biến áp...........................................................................................3

Sv: Phạm Khánh Tuyền
GVHD: ThS. Lê Văn Tuần

4

Đồ án tốt nghiệp

LỜI NÓI ĐẦU
Cùng với sự phát triển lớn mạnh của nền kinh tế. Công nghiệp hoá, hiện đại
hóa đóng vai trò chủ đạo và then chốt. Với ngành công nghiệp phát triển như hiện
nay thì điện khí hoá đóng vai trò rất quan trọng và là khâu không thể thiếu trong quá
trình sản xuất đặc biệt là với ngành cơ khí, khai thác than và khoáng sản.
Thiết kế cung cấp điện là một việc làm khó và cấp thiết. Do nhu cầu điện
năng trong các lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ và sinh hoạt ngày càng
đòi hỏi cao về số lượng và chất lượng. Một công trình điện dù là nhỏ cũng yêu cầu
kiến thức tổng hợp từ nhiều nghành khác nhau (cung cấp điện, thiết bị điện, an toàn
điện). Ngoài ra người thiết kế phải có sự hiểu biết nhất định về xã hội, môi trường,
đối tượng cấp điện.
Một phương án cung cấp điện tối ưu sẽ giảm được chi phí đầu tư xây dựng
hệ thống điện, chi phí vận hành, tổn thất điện năng, thuận lợi trong sửa chữa, thu
hồi vốn nhanh.
Để hoà chung với sự phát triển đi lên của đất nước, trong nhiều năm qua
trường Đại học Mỏ - Địa chất đã không ngừng nâng cao chất lượng dạy và học.
Nhằm trang bị cho sinh viên những kiến thức cơ bản đáp ứng yêu cầu sản xuất hiện
nay.
Được học tập 5 năm trong khoa Cơ điện của Trường Đại học Mỏ-Địa Chất,
bản thân em đã được trang bị những kiến thức cơ bản về chuyên môn, kết hợp với
kiến thức thực tế khi được giao đề tài tốt nghiệp: ‘‘Thiết kế cung cấp điện cho phân
xưởng sửa chữa cơ khí của Công ty Than Mạo Khê - TKV’’.
Sau một quãng thời gian thực tập và được tìm hiểu thực tế tại Công ty Than
Mạo Khê, nghiên cứu tài liệu và được sự giúp đỡ tận tình của các Thầy trong bộ
môn nói chung và đặc biệt là Thầy giáo hướng dẫn Thạc sỹ: Lê Văn Tuần, đến nay
bản đồ án của em đã được hoàn thành.
Nhân dịp này, cho phép em được bày tỏ lòng cảm ơn chân thành tới các
Thầy, Cô giáo trong trường và bộ môn, Thầy giáo hướng dẫn. Và em cũng xin chân

thành cảm ơn Công ty Than Mạo Khê, phân xưởng cơ khí đã tạo điều kiện cho em
hoàn thành nhiệm vụ học tập.
Đồ án chuyên ngành gồm 7 chương, tổng hợp lại những kiến thức đã học và
hiểu sâu hơn về Điện khí hoá, nhiều kiến thức liên ngành như: Cơ sở cung cấp điện,
Máy và thiết bị điện, an toàn, môi trường...
Do khả năng, thời gian, tài liệu còn hạn chế nên bản đồ án không thể tránh
những thiếu sót. Rất mong được sự chỉ bảo của các Thầy, Cô trong bộ môn và các
bạn đồng nghiệp. Để bản đồ án được hoàn thiện và có khả năng ứng dụng trong sản
xuất.
Em mong được thầy giúp đỡ góp ý bổ sung.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà nội, ngày 14 tháng 05 năm 2016
Sinh viên thực hiện

Phạm Khánh Tuyền

Sv: Phạm Khánh Tuyền
GVHD: ThS. Lê Văn Tuần

1


Đồ án tốt nghiệp

CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG TY THAN MẠO KHÊ
1.1. Vị trí địa lý, địa chất và khí hậu mỏ
1.1.1. Vị trí địa lý
Công ty than Mạo Khê là một đơn vị mỏ hầm lò thuộc tập đoàn than Việt
Nam. Công ty than Mạo Khê thuộc huyện Đông Triều, tỉnh Quảng Ninh nằm gần

trung tâm công nghiệp như: Công ty xi măng Hoàng Thạch, nhà máy gốm sứ Quang
Vinh, Công ty Than Uông Bí…
Các khu khai thác nằm ở phía Bắc của huyện Đông Triều thuộc tỉnh Quảng
Ninh và thuộc cánh cung Đông Triều có tọa độ là:
106 0 33’45” ÷ 106 0 30’27” kinh độ Đông.
21 0 02’33” ÷ 21 0 06’15” vĩ độ Bắc.
- Công ty than Mạo Khê quản lý 15 tuyến thăm dò với chiều dài
là 7,5km được chia làm 3 khu: Khu 65, Khu Tràng Khê và khu
Tràng Bạch.
- Phía Đông giáp xã Hồng Thái.
- Phía Tây giáp xã Kim Sơn.
- Phía Nam giáp thị trấn Mạo Khê.
- Phía Bắc giáp xã Tràng Lương.
Do điều kiện vị trí địa lý của Công ty than Mạo Khê nên rất thuận lợi cho
giao thông về đường bộ, đường sắt và đường thủy với quốc lộ 18 và sông Kinh
Thầy.
1.1.2. Tình hình khí hậu địa chất thủy văn
1.1.2.1. Điều kiện địa chất
Công ty than Mạo Khê thuộc khu vực núi thấp và bị bào mòn kéo dài từ
Đông sang Tây với độ cao trung bình từ 15 tới 505m. Trong địa hình của Công ty
than Mạo Khê có 2 con suối chính là suối Văn Lôi và suối Bình Minh.
Trữ lượng than của Công ty than Mạo Khê hình thành theo một hướng từ
Đông sang Tây với địa chất của các mỏ rất phức tập do thời kì khai thác trước đây
của thực dân Pháp đã hình thành các bọc nước ngầm và cấu tạo các vùng địa chất
giả.
Độ dốc các vỉa than không đều nhau trong các vỉa có chứa lượng lớn khí
Mêtan (CH4) xuất hiện ở các đới phong hóa và các khu vực khai thác, do vậy mỏ
than Mạo Khê được xếp vào mỏ siêu hạng.
1.1.2.2. Điều kiện khí hậu
Công ty than Mạo Khê nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa với hai

mùa rõ rệt. Mùa mưa từ tháng 4 đến tháng 10, mùa khô từ tháng 11 đến tháng 3 năm
sau. Lượng mưa tập trung chủ yếu vào mùa mưa chiếm 90% lượng mưa cả năm,
lượng mưa trung bình hàng năm là 1700mm. Vào mùa khô thời tiết diễn biến phức
tạp nhiệt độ xuống từ 8 đến 12 độ, thời tiết khô hanh và kèm theo xương mù. Nhiệt
độ vào mùa hè có lúc lên tới 36 đến 39 độ. Độ ẩm trung bình hàng năm là 68%
lượng bốc hơi trung bình từ 2,2 đến 3,4m/s. Tốc độ gió trung bình hàng năm là
27m/s lớn nhất là 38m/s, mùa mưa bão thường có gió cấp 9 đến cấp 10.

Sv: Phạm Khánh Tuyền
GVHD: ThS. Lê Văn Tuần

2


Đồ án tốt nghiệp
1.2. Công nghệ khai thác, bốc xúc vận tải
* Công nghệ khai thác
Bắt đầu từ năm 1889 thực dân Pháp tiến hành khai thác những vỉa than có
giá trị trong cả hai cánh vỉa tuyến VII phía Tây đến vỉa than 5, 6, 7 từ mức (+30) trở
lên, ở cánh Bắc than hầu như đã khai thác hết, còn khu Văn Lôi ở tuyến 1 đã khai
thác đến mức (+120) so với mực nước biển.
Sau giải phóng năm 1954 mỏ than Mạo Khê tiếp quản và phục hồi đi vào
khai thác lò bằng mức (+30/+100) từ (+100/+142), từ mức (+42) lên lò vỉa hiện nay
đã khai thác hết.
Năn 1992 mỏ Mạo Khê mở rộng hệ thống giếng nghiêng đưa vào khai thác
từ mức (+3) xuống mức (-25) đối với các vỉa ở cánh Bắc vĩ tuyến IV với 09 lò chợ
khai thác, sản lượng 700.000 đến 800.000 tấn/năm. Đây cũng là điện khai thác chủ
yếu, để có điện sản xuất lâu dài liên tục hiện nay ở mỏ than Mạo Khê đã mở rộng
khu khai thác chủ yếu, để có điện sản xuất lâu dài và liên tục hiện nay ở mỏ than
Mạo Khê đã mở rộng khu khai thác về phía Đông và phía Tây mức (-80), khai thác

cả cánh Bắc và cánh Nam.
* Phương pháp khai thác mỏ
Phương pháp khai thác than ở mỏ Mạo Khê hiện nay chủ yếu tiến hành theo
phương pháp phân tầng khoan nổ mìn khấu đuổi. Với hình thức khai thác như vậy
việc khai thác than ở mỗi phân tầng được chia thành các công việc rõ rệt. Khâu đào
lò chuẩn bị luôn được tiến hành trước, tiếp theo là khai thác than. Hai khâu này đều
dùng phương pháp khoan nổ mìn.
+ Hệ thống mỏ vỉa:
Hiện nay để khai thác than từ mặt bằng sân công nghiệp (-80) lên mức (+30)
hệ thống mở vỉa của đường lò Mạo Khê là dùng đường lò xuyên vỉa cho từng tầng
khai thác. Để khai thác từ mức (-25) lên mức (+30) mỏ đào hai giếng nghiêng từ
mức (+30) xuống (-25), độ dốc 25o. Đường lò xuyên vỉa mức (+30) để vận chuyển
vật tư và thông giao cho tầng khai thác. Từ đường lò xuyên vỉa là các dọc vỉa đá
được mở về hai phía theo hướng Đông và Tây theo hình xương cá song song với
các vỉa than (cách vỉa than khoảng 50 đến 70 mét) cứ khoảng từ 70 đến 120 mét đào
một đường xuyên vỉa cúp vào đến vỉa than. Các cúp đào đường lò dọc vỉa trong
than mức (-25) sau đó đào thượng theo lò chợ khai thác lên lò (+30).
Phục vụ cho khai thác tầng (-80) lên tầng (-25) mỏ mở hai đường lò giếng
nghiêng từ mức (+17) xuống sân ga (-80), giếng chính có độ dốc 16 o để vận chuyển
than, giếng phụ có độ dốc 25o để vận chuyển vật liệu và đất đá thải. Sau đó đào các
đường lò bằng mức (-80) xuyên vỉa và dọc vỉa đá song song với các đường lò mức
(-80) lên (-25) và lên (+30) làm các lò thông gió chính và đào các lò thượng trong
than để hình thành các lò chợ và tiến hành khai thác. Công ty than Mạo Khê hiện
nay đang áp dụng các hệ thống khai thác như:
- Hệ thống khai thác tầng lò chợ liền gương.
- Hệ thống khai thác buồng lưu than.
- Hệ thống khai thác cột dài theo phương khấu giật.
- Hệ thống khai thác kiểu buồng thượng.
* Công nghệ đào chống lò đá (xây dựng cơ bản)
- Cung cấp khí nén cho khoan khí ép và phục vụ cho công tác đào chống lò

đá đối với Công ty than Mạo Khê dùng 2 loại máy khí ép đó là:

Sv: Phạm Khánh Tuyền
GVHD: ThS. Lê Văn Tuần

3


Đồ án tốt nghiệp
- Máy ép khí di động (ZN IIIB-5M) hoặc (ZN IIIBKC-5) phục vụ cho công
tác đào chống lò đá phân tầng (-25) và (+30).
- Máy ép khí cố định (4L-20/8) phục vụ chủ yếu cho công tác đào lò đá
chuẩn bị sản xuất phân tầng (-80).
Dùng khoan khí ép tạo các mìn sau đó dùng thuốc nổ và kíp để phá đất cho
các đường lò. Lượng đá bị phá vỡ được dùng máy súc điện loại (1II IIH-5) của Liên
Xô để súc vào xe goòng 3 tấn, được tàu điện kéo ra ga chân trục, dùng tời trục kéo
xe goòng lên sân công nghiệp, đổ qua quang lật điện vào ôtô chuyển ra bãi thải.
Đường lò được chống bằng rùi chống kim loại lòng mỏ CBII-19, 22, 27 tại nơi xung
yếu có thể đổ bê tông cuốn vòm.
* Công tác vận tải
Máy xúc
(điện)

Đất đá
gương lò
đá

Tàu điện
ác quy

Sân ga đáy
giếng

Bãi thải

Ôtô

Miệng
giếng
quang lật

Tời trục
goòng

Hình 1.1. Sơ đồ công tác vận tải
* Công tác thông gió
Thông gió chính của Công ty than Mạo Khê chủ yếu là dung phương pháp
thông gió hút, có hai trạm thông gió chính dung để thông gió cho toàn mỏ là:
+ Trạm quạt mức (+124) gồm hai quạt BOK-1,5.
+ Trạm quạt mức (+80) gồm hai quạt BOK-1,5
* Công tác thoát nước ở mỏ
+ Thoát nước tự nhiên
Nước ở trong mức (+30) trở lên được thoát ra ngoài bằng mương, rãnh dọc
theo các đường lò theo mức khai thác. Sau đó chảy ra ngoài bằng hệ thống mương
nhân tạo chảy ra suối.
Nước từ các
đường

Theo mương
rãnh bên hông

Chảy ra ngoài
lò

Theo mương ra
sông

Hình 1.2. Sơ đồ thoát nước tự nhiên mức (+30)
+ Thoát nước nhân tạo (dùng máy bơm)
Công ty than Mạo Khê có 3 trạm bơm (3 hệ thống bơm) đặt ở 3 vị trí khác
nhau tại sân ga đáy giếng ở các phân tầng mức âm để thoát nước mạch, nước ngầm
từ các diện khai thác phân tầng khác nhau.
Từ mức (-25) lên mức (+30) đặt một trạm bơm gồm hệ thống 4 bơm li tâm

Sv: Phạm Khánh Tuyền
GVHD: ThS. Lê Văn Tuần

4


Đồ án tốt nghiệp
(mã hiệu LT-280/70, loại động cơ BJ02 công suất 100KW) đặt ở hầm bơm giếng
nghiêng mức (-25) để thoát nước cho mức (-25) lên mức (+30).
Nước từ các
đường lò
-25

Biển Đông

Chảy ra hầm

chứa sân ga
-25

Qua hệ
thống bơm
-25

Chảy ra sông
Kinh Thầy

Đường
ống

Mương nước
nhân tạo +30

Hình 1.3. Sơ đồ thoát nước tự nhiên phân tầng (-25)
Nước từ mức (-80) bơm lên mặt phẳng mức (+17) qua hệ thống bơm đặt ở
hầm bơm cạnh sân ga đáy giếng mức (-80) bao gồm 03 bơm cao áp loại máy bơm
trục ngang 1 cấp 2 miệng hút (mã hiệu bơm 1250/125, động cơ loại (A13-46-4T4)
công suất động cơ 630kW, điện áp định mức U đm=6kV). Ngoài ra còn có hệ thống
03 bơm dự phòng hạ áp (mã hiệu LT-280/70, động cơ loại BJ02 công suất 100kW)
đặt cạnh hệ thống bơm cao áp.
Nước ở các
đường lò -80

Chảy ra qua
đường lò cái

Chảy về hầm

chứa nước trung
tâm

Chảy ra các
suối thoát nước

Nước được bơm
lên mặt bằng
+17

Qua hệ thống
bơm nước trung
tâm

Hình 1.4. Sơ đồ thoát nước nhân tạo phân tầng (-80)
1.3. Cơ cấu tổ chức của Công ty
Hiện nay Công ty than Mạo Khê có hơn 5000 công nhân viên chức được chia
làm 3 ca, mỗi ca làm việc 8 giờ và nghỉ theo chế độ luân phiên.
Công ty than Mạo Khê áp dụng hình thức quản lý trực tuyến, chức năng
tuyến dưới chịu sự chỉ đạo trực tiếp từ tuyến trên. Quá trình tổ chức quản lý được
thể hiện trên sơ đồ tổ chức quản lý kinh doanh của Công ty (hình 1.5) và (hình 1.6).

Sv: Phạm Khánh Tuyền
GVHD: ThS. Lê Văn Tuần

5


Đồ án tốt nghiệp
* Sơ đồ tổ chức bộ máy hành chính Công ty than Mạo Khê – TKV

Hình 1.5. Sơ đồ tổ chức quản lý hành chính Công ty than Mạo Khê
* Cơ cấu tổ chức Cơ điện
P. Giám đốc cơ điện
Phòng kĩ thuật cơ điện
Phó quản đốc
phân xưởng lò

Quản đốc các
phân xưởng

Phó quản
đốc kĩ
thuật

Phó quản
đốc trực ca

Các tổ sản
xuất

Các tổ sản xuất
Hình 1.6. Sơ đồ cơ cấu tổ chức Cơ điện

Sv: Phạm Khánh Tuyền
GVHD: ThS. Lê Văn Tuần

6

Đồ án tốt nghiệp

1.4. Định hướng phát triển của công ty
Hướng sản xuất của công ty là lấy khai thác hầm lò làm trọng tâm, tích cực
tận thu than lộ vỉa, tiết kiệm chi phí và hạ giá thành sản phẩm, tăng thu nhập cho
người lao động. Với quan điểm đổi mới trong quản lý, áp dụng nhiều thành tựu
khoa học – kĩ thuật vào sản xuất, đa dạng hóa sản phẩm, đáp ứng nhu cầu thị
trường. Công ty than Mạo Khê áp dụng hình thức kế toán Nhật ký – Chứng từ để
phù hợp với quy mô sản xuất kinh doanh lớn, số lượng nghiệp vu nhiều, thường
xuyên, với hệ thống sổ sách kế toán chi tiết tổng hợp báo cáo theo quy định.
Nhiệm vụ của Công ty chủ yếu là sản xuất và tiêu thụ than trong nước và
xuất khẩu. Công ty sản xuất than với công nghệ tiên tiến hàng đầu, sản xuất mang
tính chất dây chuyền qua nhiều giai đoạn liên tiếp.
Đổi mới mô hình tăng trưởng theo hướng phát triển bền vững là định hướng
chiến lược tỉnh Quảng Ninh đang thực hiện. Đồng hành cùng với tỉnh, Tập đoàn
Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam cũng đang nỗ lực thực hiện các giải pháp
để hiện thực hoá mô hình tăng trưởng này. Cùng với phát triển ngành công nghiệp
khai thác than theo hướng tăng cường chế biến sâu, nâng cao giá trị gia tăng và hiệu
quả kinh tế của hòn than, TKV cũng tập trung phát triển các ngành sản xuất chính
(cơ khí, điện, vật liệu nổ công nghiệp…) theo hướng kinh doanh đa ngành trên nền
than - khoáng sản với mục tiêu vừa đảm bảo có hiệu quả, vừa nâng cao tính tự chủ,
ổn định và bền vững của Tập đoàn.

Sv: Phạm Khánh Tuyền
GVHD: ThS. Lê Văn Tuần

7


Đồ án tốt nghiệp

CHƯƠNG II
TÌNH HÌNH CUNG CẤP ĐIỆN CỦA CÔNG TY
THAN MẠO KHÊ
2.1. Nguồn cung cấp điện
2.1.1. Nguồn điện
Nguồn điện 35kV cấp điện cho trạm biến áp trung gian 35/6kV của mỏ được
lấy từ nhà máy nhiệt điện Uông Bí. Điện năng được dẫn bằng 2 tuyến 374 và 376
độc lập với nhau, đều dung dây nhôm lõi thép AC-95 với chiều dài 19km, trong có
lõi thép chịu lực. Hai tuyến 374 và 376 có nhiệm vụ đảm bảo cung cấp điện liên tục
trong mỏ với điều kiện vận hành độc lập, quá trình vận hành bình thường cũng như
sửa chữa hay sự cố. Khi có sự cố tuyến này thì lấy tuyến kia, hoặc khi vận hành từ
tuyến 376 thì tuyến 374 dự phòng hay còn gọi là dự phòng nguội tức là khi vận
hành máy biến áp số 2 thì máy biến áp số 1 dự phòng.
Trường hợp sự cố cả hai nguồn thì máy phát dự phòng tự động đưa vào làm
việc, chủ yếu cấp điện cho quạt gió và máy bơm. Ngoài ra khi có sự cố ở nhà máy
nhiệt điện Uông Bí thì lấy điện từ Đông Anh hoặc nhà máy nhiệt điện Phả Lại cấp
ngược trở lại nhà máy nhiệt điện Uông Bí để cấp điện cho trạm 35/6kV tạo thành
mạch vòng khép kín.
Để bảo vệ cho trạm biến áp 35/6kV khi có sét đánh thường dung dây AC-35
với chiều dài 1,5km, và kết hợp chống sét ống lắp trên cột đầu vào của trạm biến áp
trung gian 35/6kV.
Hai tuyến 374 và 376 được vận hành song song cấp điện cho hệ thống thanh
cái 35kV qua máy cắt đường dây trên không đó là 374MK và 376MK. Hệ thống
thanh cái 35kV gồm 2 phân đoạn: Phân đoạn I-35kV và phân đoạn II-35kC, giữa
hai phân đoạn có liên hệ với nhau qua máy cắt phân đoạn số 3, phía sau thanh cái
được nối với trạm biến áp chính.
2.2. Trạm biến áp trung gian 35/6kV
2.2.1. Giới thiệu trạm biến áp 35/6kV
Trạm gồm hai MBA T1 và T2 có cùng công suất là 1200kV do hãng ABB

sản xuất có mã hiệu SF1.12000/35-TH.
Do đặc điểm của môi trường công việc nên TBA chính phải được đặt tại
trung tâm của các khởi hành sao cho tổn hao điện áp đến nơi làm việc là thấp nhất,
và việc sửa chữa, đi lại, vận hành là an toàn nhất, thuận lợi nhất. Nên toàn bộ hệ
thống MBA, thanh cái 35kV đều được đặt ngoài trời phía đông nhà trạm. Nhà trạm
được xây dựng theo kiểu mái bằng có diện tích 350m².
Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp 35/6kV được giới thiệu trên hình 2.1.

Sv: Phạm Khánh Tuyền
GVHD: ThS. Lê Văn Tuần

1


Đồ án tốt nghiệp
2.2.2. Nguyên lý vận hành của trạm biến áp chính 35/6kV
Hiện tại hai máy biến áp của trạm biến áp làm việc theo kiểu dự phòng
nguội, máy biến áp số 1 SF1-12000/35-TH thường xuyên được đưa vào vận hành,
máy biến áp số 2 SF2-12000/35-TH dự phòng cho máy biến áp số 1.
Khi làm việc bình thường thì chỉ có máy biến áp số 1 nối với tuyến dây 374
làm việc, thao tác đóng điện cho máy biến áp số 1 vào làm việc như sau:
- Thao tác đóng điện: Trước khi đóng điện các cầu dao, máy cắt 35kV và
máy cắt các đầu vào 6kV, cùng toàn bộ các máy cắt của các khởi hành đều ở vị trí
mở hoàn toàn.
+ Trình tự thao tác phía 35kV: Đóng cầu dao cách ly 3 vị trí trên tuyến 374
sau đó đóng máy cắt 3AF0143 số 1 đưa điện từ đường dây 374 lên phân đoạn I. Từ
đó đóng cầu dao cách ly 35kV để đưa điện từ thanh cái 35kV vào máy biến áp đo
lường JDJJ-35 /0,1kV và van chống sét FZ-35. Xoay công tắc trên bàn điều khiển
để kiểm tra trị số điện áp và số pha, nếu đồng hồ báo đủ pha và điện áp đủ tiêu
chuẩn 35kV± 5% thì tiếp tục thao tác đóng điện. Đóng cầu dao 3 vị trí 331 sau đó

đóng máy cắt 3AF0143 số 2 để đưa điện vào máy biến áp số 1. Khi máy biến áp
làm việc bình thường ổn định tiếp tục thao tác phía 6kV.
+ Trình tự thao tác phía 6kV: Đóng máy cắt ở vị trí đầu vào tủ 11 và tủ 16 để
đưa điện lên thanh cái 6kV cung cấp cho các khởi hành.
- Thao tác cắt điện: Để cắt điện tiến hành theo trình tự ngược lại so với khi
đóng điện, đầu tiên cắt điện các khởi hành, sau đó cắt điện máy cắt 6kV cho máy
biến áp làm việc không tải rồi cắt máy cắt phía 35kV, cắt cầu dao cách ly.
Khi bảo dưỡng, sửa chữa hoặc máy biến áp số 1 bị sự cố thì máy biến áp số 2
và tuyến đường dây 376 được đưa vào vận hành. Việc đóng máy biến áp số 2 vào
vận hành theo trình tự như đóng điện máy biến áp số 1.
Trường hợp máy biến áp số 1 đang làm việc bình thường nếu tuyến 374 bị sự
cố thì máy cắt 3AF0143 số 1 sẽ cắt điện đồng thời máy cắt 3AF0143 số 3 sẽ đóng
nguồn điện dự phòng từ tuyến dây 376 qua dàn thanh cái phân đoạn II cấp điện cho
máy biến áp số 1 làm việc để đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các phụ tải.
2.2.3. Các thiết bị trong trạm
Thông số kỹ thuật của hai máy biến áp chính T1 và T2 35/6kV được thống
kê trong bảng 2.1.
Bảng 2.1
Uđm, KV

Tổn thất, W

Mã hiệu

SF1.12000/35-TH

Cao áp

Hạ áp

Po

Pn

35±8x1,25%

6,3

24

69,2

un
(%)

io
(%)

7,5

0,5

Phía sơ cấp MBA có 5 đầu phân áp (±2x2,5%), việc điều chỉnh đầu phân áp
được tiến hành bởi cầu dao mã hiệu DWJ thông qua bộ truyền động bằng tay, loại
MBA này có hệ thống làm mát cưỡng bức bằng quạt.

Sv: Phạm Khánh Tuyền
GVHD: ThS. Lê Văn Tuần

2

Đồ án tốt nghiệp
Hai MBA số 1 và số 2 cấp điện cho các phụ tải thông qua phân đoạn I-6kV
và phân đoạn II-6kV. Phân đoạn I vào phân đoạn II của hệ thống thanh cái 6kV liên
hệ với nhau qua tủ máy cắt phân đoạn số 16.
MBA số 1 được nối với tuyến dây 374 là MBA làm việc thường xuyên, còn
MBA số 1 nối với tuyến dây 376 là máy dự phòng nguội.
Toàn bộ hệ thống MBA, thanh cái 35kV đều được đặt ngoài trời, phía Đông
nhà trạm.
Nhà trạm được xây dựng mái bằng có kích thước:
(25x8) + (22,5x4,5) = 301,5 m2
Trong trạm được bố trí các phòng sau:
- Buồng máy điện dung.
- Văn phòng.
- Kho dụng cụ.
- Phòng điều khiển chính.
- Buồng MBA hạ áp.
- Phòng phân phối điện 6kV: Gồm 31 tủ dùng để phân phối cho các khởi
hành và để dự phòng. Mã hiệu của các tủ khởi hành là GFC-3 trong đó phân đoạn I
có 16 tủ, phân đoạn II có 15 tủ. Chức năng của các tủ cao áp 6kV được ghi trong
bảng 2.2.
Bảng 2.2. Tủ phân phối điện 6kV
Số hiệu tủ

Chức năng của tủ cao áp

Mã hiệu
tủ

1, 6, 7, 13, 14, 19, 25, 26, 27,
29

Là các tủ dự phòng

GFC-3

2, 3, 4, 5, 10, 11, 17, 18, 20,
21, 24, 28

Là các tủ khởi hành 6kV

GFC-3

8, 22

Là hai tủ tự dùng, bên trong đặt MBA tự dùng
mã hiệu SJ-50.

GFC-3

12, 31

Là tủ đầu vào phân đoạn 6kV

GFC-3

15, 30

Là hai tủ đo lường, trong tủ đặt MBA đo

lường mã hiệu JDJJ-6 và chống sét van mã
hiệu FZ-6.

GFC-3

9, 23
16

Là hai tủ bù cosφ có mã hiệu GR-1, mỗi tủ có 6
tụ điện mã hiệu YL3-6,3-35-TH.

Là tủ phân đoạn 6kV

GFC-3
GFC-3

* Hệ thống đo lường và nguồn điện một chiều.
Để cung cấp cho các mạch điện thao tác ở trong trạm dùng điện một chiều
điện áo 220V.
- Trạm được lắp đặt hai tủ chỉnh lưu silic mã hiệu GKA 100/220, điện áp vào
là điện áp xoay chiều 380V, điện áo ra là điện áo một chiều 220V, dòng điện 400A.
Sv: Phạm Khánh Tuyền
GVHD: ThS. Lê Văn Tuần

3


Đồ án tốt nghiệp
- MBA tự dùng có tổ nối dây Y/Y-12, công suất 50kVA.
- Để chỉnh lưu điện áp xoay chiều thành một chiều ở trạm dùng cái điot silic

bán dẫn hợp thành và đấu thành mạch nắn 3 pha kiểu cầu (gồm 3 mạch một pha hợp
thành).
Để cung cấp điện cho các thiết bị đo lường và các thiết bị bảo vệ, trong trạm
đã sử dụng các thiết bị sau:
- Máy biến dòng: Dùng để đo dòng điện của các khởi hành có đặc tính kỹ
thuật cho trong bảng 2.3
Bảng 2.3. Thông số kỹ thuật của máy biến dòng
Mã hiệu

I1đm, A

I2đm, A

Phụ tải thứ
cấp, Ω

Cấp chính xác

LFX-10/5

50÷600

5

0,4÷0,6

0,5÷3

- MBA đo lường: Trong trạm sử dụng MBA đo lường JDJJ-35, JDJJ-6 để
cung cấp điện cho hệ thống đo lường.

- Cácđồng hồ đo công suất tác dụng, công suất phản kháng, Ampe kế, Vôn
kế lần lượt có kí hiệu: 1T 1-VT, 1VT1-VT, 1D1-W, Д-300, đều được đặt trên bảng
điều kiển mã hiệu PK-1/180 và BS-1-380/220.
* Máy cắt
Thông số kĩ thuật của máy cắt được thống kê trong bảng 2.4.
Bảng 2.4
Mã hiệu

3AF0143

Uđm, KV

35

Iđm, A

1600

Icđ, kA

25

Scđ, kVA

10000

Thời gian tác động
Tc,s

T đ, s

0,04

0,06

Trong nhà trạm có đặt các thiết bị như sau:
- Thiết bị điều khiển.
- Tủ phân phối điện 6kV gồm 31 tủ dùng để phân phối cho các khởi hành
và dùng để dự phòng, có mã hiệu là NXPLUS C trong đó có phân đoạn I
có 16 tủ, phân đoạn II có 15 tủ.
* Thiết bị phía 35kV
Các thông số kĩ thuật của thiết bị cao áp phía 35kV được thống kê trong bảng
2.5.

Bảng 2.5
Stt

Tên thiết bị

Sv: Phạm Khánh Tuyền
GVHD: ThS. Lê Văn Tuần

Mã hiệu

Các thông số
4


Đồ án tốt nghiệp
1

Cầu dao cách
ly 3 vị trí

GW435C/600CS8/6D

Uđm, kV
Iđm, A

35
600

2

Chống sét van

PBC-35

Uđm, kV
Ulv, kV
Utx, kV

30
40,5
125

3

Máy biến áp
đo lường

JDJJ-35

U1đm, kV
U2đm, kV

35
0,1

* Thiết bị phía 6kV
Thông số kỹ thuật của thiết bị phía 6kV được thống kê trong bảng 2.6
Bảng 2.6
Stt
Tên thiết bị
Mã hiệu
Các thông số
Uđm, kV
6
1
Tủ phân phối
NXPLUS C
Iđm, A
5000
Uđm, kV
220
2
Tủ chỉnh lưu
GKA-100/200
Iđm, A
400

3

Tụ điện

YL-6,3-TH

Uđm, kV
C, ∞F
Qbù, kVAr

6
0,42
360

4

MBA đo lường

JDJJ-6

U1đm, kV
U2đm, kV

6
0,1

SJ50-6/0,4

Sđm, kVA
U1đm, kV

I1đm, A
U2đm, kV
I2đm, A
Un%

50
6300
10
400
150
4,3

5

6

MBA tự dùng

Chống sét van

FZ-6

Uđm, kV
Ulv, kV

6
7,5

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

2012 – 2013 Công ty đã thay thế các rơle cơ bằng các rơle kĩ thuật số nhằm đảm
bảo sự an toàn, tin cậy, thuận tiện cho vận hành hệ thống điện của Công ty.
Để bảo vệ trạm biến áp 35/6kV Công ty đã sử dụng rơle kỹ thuật số 7UT612
của hãng SIEMENS có các tính năng chính như bảo vệ quá dòng cắt nhanh, bảo vệ
cắt nhanh chạm đất, bảo vệ quá dòng có thời gian, bảo vệ quá dòng chạm đất có
thời gian duy trì.

Sv: Phạm Khánh Tuyền
GVHD: ThS. Lê Văn Tuần

5


Đồ án tốt nghiệp

Hình 2.2. Rơle 7UT612
Chức năng đặc trưng của rơle 7UT612:
- 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 chạm đất có thời gian duy trì 50N/51N.
- Bảo vệ so lệch máy biến áp 87T.
- Bảo vệ só lệch máy phát 87M.
- Bảo vệ công suất ngược 59N.
- Bảo vệ chạm đất stator, rotor 64, 64R.
- Bảo vệ so lệch thanh cái 87BB.
- Bảo vệ cao áp, thấp áp 27/59.
- Bảo vệ tần số 81/81R.
- Bảo vệ chống hư hỏng máy cắt 50BF.

- Kiểm tra đồng bộ tự đóng lặp lại 25/79.
- Giám sát mạch cắt 74, khóa và chốt 86.
- Ghi sự cố FR, định vị điểm sự cố FL.
2.3.1. Bảo vệ chống quá dòng điện pha
- Khi dòng điện ở bất kì pha nào cao hơn giá trị dòng cài đặt ở mức I>.
Phần tử quá dòng ở mức thấp bắt đầu ghi nhận và gửi tín hiệu lên màn hình
và một nhóm rơle đầu ra đã được lập trình trước. Sau thời gian trễ nhất định được
xác định bở hệ số trên đặc tuyến IDMT hay thời gian xác định t>, phần tử quá dòng
ở mức thấp sẽ cắt và gửi tín hiệu lên trên màn hình và 1 nhóm các rơle ngõ ra đã
được chỉnh định để hoàn thiện tín hiệu cắt quá dòng pha ở mức thấp.
- Khi dòng điện ở bất kỳ pha nào cao hơn giá trị cài đặt ở mức cao I>.
Phần tử quá dòng mức cao bắt đầu ghi nhận và gửi tín hiệu ban đầu lên màn
hình và một nhóm các rơle đầu ra đã được lập trình trước. Sau thời gian trễ được
các định hệ số trên đặc tuyến IDMT hay thời gian xác định t o>, khi đó phần tử chạm
Sv: Phạm Khánh Tuyền
GVHD: ThS. Lê Văn Tuần

6


Đồ án tốt nghiệp
đất ở mức thấp sẽ cắt và gửi 1 tín hiệu lên màn hình và 1 nhóm các rơle ngõ ra đã
được chỉnh định trước để hoàn thiện tín hiệu cắt quá dòng pha ở mức cao.
2.3.2. Bảo vệ dòng chạm đất
- Khi dòng chạm đất cao hơn giá trị dòng chạm đất ở mức thấp đặt trước Io>.
Phần tử chạm đất mức thấp bắt đầu ghi nhận 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 đã
được xác định bởi hệ số trên đắc tuyến IDMT hay thời gian xác định to>. Khi đó
phần tử chạm đất ở mức thấp sẽ cắt và gửi 1 tín hiệu 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 chạm đất ở mức cao đặt trước Io>.
Phần tử chạm đất mức cao bắt đầu ghi nhận 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 đã
được xác định bởi hệ số trên đặc tuyến IDMT hay thời gian xác định to>. Khi đó
phần tử chạm đất ở mức cao sẽ cắt và gửi 1 tín hiệu 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 cao.
2.3.3. Bảo vệ bằng rơle khí
a. Sơ đồ nguyên lý bảo vệ

Hình 2.3. Sơ đồ nguyên lý bảo vệ máy biến áp bằng rơle khí
b. Nguyên lý làm việc
Rơle khí được sử dụng để bảo vệ các sự cố bên trong máy biến áp như:
Chập mạch một số vòng dây, cháy cách điện giữa các lá thép, dầu trong máy biến
áp hạ thấp quá mức quy định. Rơle khí là một cái phao gắn hai tiếp điểm và nó
được 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 rơle tác động.
Nếu có sự cố nhẹ thì rơle khí PK đóng lại báo tín hiệu. Nếu có sự cố nặng
dầu bốc hơi nhiều làm cho rơle bị nghiêng nhiều, tiếp điểm thứ hai của rơle đóng
để cấp điện cho các rơle trung gian 1PO, 1PO để cắt máy biến áp ra khỏi lưới.

Sv: Phạm Khánh Tuyền
GVHD: ThS. Lê Văn Tuần

7


Đồ án tốt nghiệp

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 nối đất của cột
thu sét là 10Ω.
Để bảo vệ sét đánh gián tiếp vào trạm trên đường dây truyền vào trạm người
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 được thống kê
trong bảng 2.7.
Bảng 2.7

Mã hiệu

Điện áp đánh
thủng, (kV)

Điện áp cho
phép kV
(max)

Điện áp định
Điện áp xung
mức, (kV)
đánh thủng, (kV)

Khô

Ướt

PBC - 35

98

78

40,5

35

150

PBO - 6

45

20

10

6

16 ÷ 19

2.4. Hệ thống đo lường và nguồn điện một chiều
Hệ thống nguồn điện một chiều trong trạm là nguồn điện dùng để thao tác và
cung cấp cho các mạch điều khiển, bảo vệ và một số mục đích khác khi mất nguồn
xoay chiều trong trạm.
Nguồn điện một chiều trong trạm đảm bảo cho hệ thống làm việc một cách
chắc chắn, tin cậy. Để cung cấp điện một chiều cho các mạch điều khiển và bảo vệ
trạm công ty than Mạo Khê đã lắp đặt hai tủ chỉnh lưu mã hiệu GKA100/220,điện
áp cung cấp cho các tủ chỉnh lưu là 380V, điện áp sau khi qua chỉnh lưu là điện áp 1

chiều 220V dòng điệnlà 400A. Mạch chỉnh lưu dùng các điốt bán dẫn và đấu thành
mạch nắn 3 pha kiểu cầu.
Máy biến dòng dùng để đo điện các khởi hành có thông số kỹ thuật trong
bảng 2.8.
Bảng 2.8
Mã hiệu

I1đm , A

I2đm , A

Phụ tải thứ cấp, ( Ω )

Cấp chính xác

LFX-10/5
50 ÷ 600
5
0,4 ÷ 0,6
0,5 ÷ 3
Công ty than Mạo Khê đã sử dụng máy biến dòng đo lường JDJJ-35, JDJJ-6
để cung cấp điện cho các hệ thống đo lường.
Các đồng hồ đo công suất tác dụng, công suất phản kháng, Ampe kế, Vôn kế
lần lượt có kí hiệu: 1T1-VT, 1VT1-VT, 1D1-W, Д-300, đều được đặt trên bảng điều
khiển mã kiệu: PK-1/180 và BS-1- 380/220.
2.5. Mạch điện 6kV của mỏ
Các phụ tải 6kV được cấp điện hình tia và thường sử dụng dây dẫn điện được
thống kê trong bảng 2.9.
Bảng 2.9
Sv: Phạm Khánh Tuyền

GVHD: ThS. Lê Văn Tuần

8


Đồ án tốt nghiệp
Diện tích
Diện tích toàn
Ro
Xo
Mã hiệu
toàn phần
phần thép,
Icp , A
Ω /km
Ω /km
2
2
nhôm, mm
mm
AC35
36,9
6,2
0,91
0,86
175
AC50
48,3
8,0
0,63

0,374
210
AC-95
95,4
15,9
0,33
0,353
330
A-16
155
155
12
0,335
130
A-25
245
245
0,75
0,319
180
Cáp CБY
6-3x50
6-3x50
0,4
0,063
200
Cáp CБY
6-3x70
6-3x70
0,27

0,016
265
2.6. Đánh giá tình trạng sử dụng máy biến áp 35/6kV của Công ty than Mạo
Khê
1. Biểu đồ phụ tải trạm biến áp 35/6 kV Công ty than Mạo Khê
+ Biểu đồ phụ tải ngày đêm được xây dựng theo chỉ số đồng hồ đo năng
lượng tác dụng, năng lượng phản kháng có đặt tại trạm biến áp 35/6kV, các thông số
này được ghi theo thời gian 1 giờ trong suốt ngày đêm 24 giờ/ngày đêm. Căn cứ
vào số liệu thống kê được trong 7 ngày từ ngày 15/03/2017 đến ngày 21/03/2017,
năng lượng tác dụng Wa và năng lượng phản kháng WP được liệt kê trong bảng 2.10.
Bảng 2.10
TT

Ngày khảo sát

Wtd (kWh)

Wpk (kVArh)

1

15/03/2017

141140

59809

2

16/03/2017

135409

57993

3

17/03/2017

138046

61848

4

18/03/2017

129779

53108

5

19/03/2017

97105

34105

6

20/03/2017

87894

36438

7

21/03/2017

123458

53191

Tổng
852831
356492
+ Căn cứ vào thời gian khảo sát và các số liệu đã liệt kê ở trên ta tính được
các giá trị trung bình như sau:
- Năng lượng tác dụng trung bình một ngày đêm:
7

Wtd .tb =

∑W
i =1

td

846331
= 120904
=
7

(kWh)

7
- Năng lượng phản kháng trung bình một ngày đêm:
7

W ph.tb =

∑W
i =1

7

pk .tb

356322
= 50903
=
7

(kVAr)

+ Từ số liệu ở bảng 2.10 và giá trị trung bình ở trên, chọn ngày 21/03/2017
là ngày điển hình để vẽ biểu đồ phụ tải.
Sv: Phạm Khánh Tuyền

GVHD: ThS. Lê Văn Tuần

9


Đồ án tốt nghiệp
Các số liệu thống kê công suất tác dụng (P) và công suất phản kháng (Q) của
ngày 15/03/2017 được ghi trong bảng 2.11
Công suất tác dụng và phản kháng của ngày điển hình Ngày 21/3/2017
Bảng 2.11
Giờ

P, kW

Q, kVar

Cos ϕ

1

2972

1197

0,92

2

2762

1229

0,91

3

3119

1450

0,90

4

2730

1187

0,91

5

2675

1145

0,92

6

2835

1239

0,90

7

4809

1890

0,91

8

4704

1428

0,91

9

8820

3528

0,91

10

6258

2940

0,90

11

6846

3045

0,90

12

2772

1239

0,91

13

5880

2583

0,90

14

6258

2877

0,90

15

5124

2016

0,92

16

6153

2331

0,92

17

7014

3297

0,90

18

6783

3219

0,91

19

5733

2730

0,90

20

6720

3318

0,89

21

5901

2646

0,91

22

6300

2856

0,90

23

5376

2226

0.92

24

4914

1575

0,94

Pi =123458 (kW)

Qi=53191 (kVAr)

- Biểu đồ phụ tải ngày điển hình.
Sv: Phạm Khánh Tuyền
GVHD: ThS. Lê Văn Tuần

10


Đồ án tốt nghiệp

Hình 2.4. Biểu đồ phụ tải ngày 21/3/2017
2. Các thông số đặc trưng của biểu đồ phụ tải
- Công suất trung bình:
+ Công suất tác dụng trung bình (Ptb)
T
t1
t2
t 24

1
1
Ptb = ∫ P( t ) dt =  ∫ P( t ) dt + ∫ P( t ) dt + ... + ∫ P( t ) dt 
T 0
T t 0
t1
t 23


=

1 24
141140
.Pi =
= 5880,83 kW
∑
24 i =1
24

+ Công suất phản kháng trung bình (Qtb)
Qtb =
=

T
t1
t2
t 24

1
1
Q
dt
=
Q
dt
+
Q
dt

+
...
+
Q
dt


(
t
)
(
t
)
(
t
)
(
t
)
∫
∫
T ∫0
T t∫0
t1
t 23


1 24
58545
Qi =

= 2439 kVAr
∑
24 i −1
24

- Công suất biểu kiến trung bình (Stb)
S tb =

P 2 + Q 2 = 5580,832 + 2439 2 = 6090,51 KVA

Trong đó:
P( t ) : Công suất tác dụng của phụ tải trong khoảng thời gian ti, kW
Q( t ) : Công suất phản kháng của phụ tải trong khoảng thời gian ti, kVar

- Công suất trung bình bình phương
Sv: Phạm Khánh Tuyền
GVHD: ThS. Lê Văn Tuần

11


Đồ án tốt nghiệp
+ Công suất tác dụng trung bình phương (Ptbbp)

= 5875,56 kW

Ptbbp=

+ Công suất phản kháng trung bình bình phương (Qtbbp)

= 2561,93 kVar

Qtbbp=
- Công suất cực đại Pmax
Pmax= 8820 kW
- Hệ số cực đại kmax

Pmax
8820
=
= 1,5
Ptb
5880,83

kmax=

- Hệ số sử dụng:
k sd =

Ptb
5880,83
=
= 0,52
S dm . cos ϕ dm 12000.0,94

- Hệ số điền kín kđk
k dk =

Ptb
5880,83

=
= 0,63
Pmax
9387

- Hệ số hình dáng

khdp =
k hdp =

Ptbbp
Ptb
Qtbbp
Qtb

=

5875,56
=1
5880,83

=

2561,83
= 1,03
2439

- Công suất tính toán
Ptt = Ptbbp = 5875,56 KW
Qtt = Qtbbp = 2561,83 kVAr

S tt = S tbbp = 5875,56 2 + 2561,83 2 = 6409,77

kVA

- Hệ số mang tải thực tế của MBA (kmttt)
k mttt =

S tt
6409,77
=
= 0,53
S dm
12000

- Quy tắc quá tải 3%.

Sv: Phạm Khánh Tuyền
GVHD: ThS. Lê Văn Tuần

12


Đồ án tốt nghiệp

+ Nếu phụ tải vận hành thấp hơn phụ tải định mức 10% thì khi cần thiết có
thể cho phép quá tải 3%.
k mt ,3% =

S tt

S tt
6409,77
=
=
≈ 0,25
S qt S đm (1 + 0,3(1 − k đk ) 12000(1 + 0,3(1 − 0,63)

Trong đó: Sqt- Công suất quá tải của máy biến áp;
- Hệ số mang tải kinh tế của máy biến áp.
k mt .kt =

Po + k kt + Qo
24 + 0,1 + 60
=
= 0,29
PN + k kt .Qnm
69,2 + 0,1 + 900

Trong đó:

= (0,05-0,15)- Đương lượng kinh tế công suất phản kháng trên

công suất tác dụng (kW/kVAr), lấy
= 0,1 kW/kVAr;
Po – tổn thất công suất tác dụng khi máy biến áp không tải; Po = 24 kW;
PN - tổn hao công suất ngắn mạch khi tải định mức; PN = 69,2 kW;
Qnm- công suất phản kháng ngắn mạch của máy biến áp tiêu thụ khi tải định
mức;
Qnm = S dm .

U n%
7,5
= 12000.
= 900
100
100

kVAr

Qo- Công suất phản kháng không tải của máy biến áp;
Qo = S dm .

I o%
0,5
= 12000.
= 60 kVAr
100
100

Io% - Dòng điện không tải máy biến áp tính bằng %, Io % =0,5;
Un% - Điện áp ngắn mạch máy biến áp tính bằng %, Un % = 7,5;
Sđm - Công suất định mức của máy biến áp, Sđm = 12000 kVA
Nhận xét: Với các thông số tính toán ở trên cho ta thấy hệ số mang tải cũng
như hệ số sử dụng máy biến áp còn thấp, tức là máy biến áp còn non tải tạo ra nhu
cầu điện năng giả, gây khó khăn trong quá trình cân đối cung – cầu điện, cũng vì thế
Công ty than Mạo Khê đang tiến hành khắc phục và phát triển theo sự mở rộng khai
thác của Công ty.

Sv: Phạm Khánh Tuyền
GVHD: ThS. Lê Văn Tuần

13


Đồ án tốt nghiệp

CHƯƠNG 3:
XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA PHÂN XƯỞNG
3.1. Những vấn đề chung khi thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng
3.1.1. Đặt vấn đề
Để xác định phương án cung cấp điện hợp lý, trước tiên phải thu thập phân
tích đầy đủ các dữ liệu ban đầu, trong đó quan trọng nhất là dữ liệu phụ tải điện, tùy
theo quy mô công trình mà phụ tải điện được xác định theo phụ tải thực tế hoặc kể
đến khả năng phát triển của phụ tải trong tương lai. Do đó xác định phụ tải điện là
xác định bài toán ngắn hạn hoặc dài hạn, phụ tải ngắn hạn của phân xưởng sửa chữa
cơ khí của công ty TNHH MTV than Mạo Khê phụ thuộc vào nhiều yếu tố như
công suất, quy trình công nghệ và trình độ vận hành của công nhân.
3.1.2. Đối tượng và dữ liệu thiết kế
Đối tượng: Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí của công
ty TNHH MTV than Mạo Khê.
Dữ liệu thiết kế:
- Nguồn cung cấp điện lấy từ trạm biến áp 35/6,3KV của công ty đến cấp
điện trạm biến áp phân xưởng.
- Sơ đồ mặt bằng bố trí các thiết bị trong phân xưởng như hình 3.1
- Kích thước của phân xưởng là a.b = 80.50 (m)
- Các thông số kỹ thuật của các thiết bị trong phân xưởng
Loại phụ tải điện: Phân xưởng là phụ tải loại 3 nên phương án cung cấp điện
là sử dụng một nguồn cấp điện đến các thiết bị điện trong phân xưởng.
3.1.3. Yêu cầu thiết kế cung cấp điện
1. Độ tin cậy

Độ tin cậy cung cấp điện phụ thuộc vào loại hộ tiêu thụ điện, trong thực tế
phân xưởng chọn thiết kế là phụ tải loại 3, vì chỉ có một nguồn cung cấp cho phụ
tải.
2. Chất lượng điện năng
Chất lượng điện năng được đánh giá bằng hai chỉ tiêu đó là tần số và điện áp,
chỉ tiêu tần số do cơ quan điều khiển hệ thống điều chỉnh. Vì vậy, khi thiết kế cung
cấp điện thường chỉ quan tâm đảm bảo tới chất lượng điện áp cho phụ tải.
Điện áp ở lưới điện năng trung áp và hạ áp cho phép dao động ± 5% điện áp
định mức. Đối với những phụ tải có yêu cầu cao về chất lượng điện áp thì điện áp
cho phép chỉ dao động trong khoảng ± 2,5%.
3. An toàn cung cấp điện
Hệ thống cung cấp điện phải được vận hành an toàn đối với người và thiết bị
điện. Muốn đạt được yêu cầu đó người thiết kế phải chọn sơ đồ cung cấp điện hợp
lý, rõ ràng mạch lạc, đề tránh được những nhầm lẫn trong vận hành, các thiết bị
điện phải được chọn đúng loại đúng công suất.
4. Kinh tế
Khi đánh giá các phương án cung cấp điện chỉ tiêu kinh tế chỉ được xét đến
khi các chỉ tiêu kỹ thuật đã được đảm bảo.
Sv: Phạm Khánh Tuyền
GVHD: ThS. Lê Văn Tuần

1