Nghiên cứu, ứng dụng rơle kỹ thuật số bảo vệ trạm biến áp 110

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

PHÙNG ĐỨC HIẾN

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG RƠLE KỸ THUẬT SỐ
BẢO VỆ TRẠM BIẾN ÁP 110/6KV CÔNG TY CỔ PHẦN
THAN HÀ LẦM –VINACOMIN

Ngành: Kỹ thuật điện
Mã số: 8520201

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS.TS. Nguyễn Anh Nghĩa

HÀ NỘI – 2018


i

LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu kết
quả trong luận văn là chính xác, trung thực và chƣa từng cơng bố trong cơng trình
nào khác.
Hà Nội, tháng 10 năm 2018
Tác giả luận văn

Phùng Đức Hiến

ii

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .........................................................................................................i
MỤC LỤC .................................................................................................................. ii
DANH MỤC HÌNH VẼ ..............................................................................................v
DANH MỤC BẢNG BIỂU...................................................................................... vii
MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1
Chƣơng1. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN THAN HÀ
LẦM–VINACOMIN VÀ TRẠM BIẾN ÁP CHÍNH 110/6KV .................................3
1.1. Giới thiệu tổng quan về Công ty cổ phần than Hà Lầm -Vinacomin . ............3
1.1.1. Vị trí địa lý, địa chất và khí hậu ................................................................3
1.1.2. Cơng nghệ khai thác, thốt nƣớc. ..............................................................4
1.1.3. Cơng tác thơng gió: ...................................................................................5
1.1.4. Cơng tác cơ giới hóa, bốc xúc và vận chuyển: ..........................................6
1.1.5. Cơng tác tổ chức hành chính. ....................................................................7
1.2. Giới thiệu về Trạm biến áp 110/6kV................................................................8
1.2.1. Nguồn cung cấp điện cho Trạm ................................................................8
1.2.2. Trạm biến áp chính ....................................................................................8
1.2.3. Các thiết bị trong trạm .............................................................................11
1.2.4. Nguyên lý vận hành trạm biến áp 110/6kV ............................................12
1.2.5. Các hình thức bảo vệ trạm biến áp ..........................................................13
1.2.6. Các thiết bị đo lƣờng ...............................................................................14
a. Đo lƣờng phía 110kV ....................................................................................14
b. Đo lƣờng phía 6kV ........................................................................................14
1.2.7. Tiếp đất bảo vệ ........................................................................................14
1.2.8. Bảo vệ quá áp thiên nhiên .......................................................................14
1.2.9. An tồn điện ............................................................................................14
1.2.10. Nguồn dự phịng ....................................................................................15

1.2.11. Mạng điện cao áp 6 kV .........................................................................15
1.2.12. Nhận xét: ...............................................................................................17


iii

Chƣơng 2. NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG RƠLE KỸ THUẬT SỐ BẢO VỆ CHO
TRẠM BIẾN ÁP 110kV CÔNG TY CỔ PHẦN THAN HÀ LẦM –VINACOMIN
...................................................................................................................................19
2.1. Giới thiệu tổng quan về rơle SIPROTEC 7UT612 ........................................19
2.1.1. Giới thiệu chung ......................................................................................19
2.1.2. Ứng dụng .................................................................................................20
2.1.3. Đặc điểm .................................................................................................21
2.1.4. Các chức năng .........................................................................................21
2.1.5. Những thông số cơ bản của rơle..............................................................23
2.1.6. Nguyên lý hoạt động. ..............................................................................29
2.1.7. Hiệu quả bảo vệ của rơle kỹ thuật số 7UT612 ........................................35
2.2. Giới thiệu chung về họ rơle kỹ thuật số P63X ..............................................36
2.2.1. Cấu trúc của Rơle P63X. .........................................................................37
2.2.2. Các thông số kỹ thuật của P63X. ............................................................38
2.2.3. Chức năng bảo vệ so lệch ........................................................................42
2.2.5. Chức năng bảo vệ chống chạm đất hạn chế (87N) ..................................47
2.2.4. Chức năng bảo vệ quá dòng ....................................................................48
2.2.5. Bảo vệ quá tải nhiệt .................................................................................48
2.2.6 Chức năng bảo vệ tần số ..........................................................................51
2.2.7. Đánh giá họ rơle kỹ thuật số P63X .........................................................52
2.3. Giới thiệu tổng quan về rơle SIPROTEC 7SJ6221 .......................................53
2.3.1.Nguyên lý hoạt động của rơle 7SJ6221. ..................................................56
2.3.2. Một số thông số kỹ thuật của rơle 7SJ6221. ...........................................58
2.3.3. Cách chỉnh định và cài đặt các thông số cho rơle 7SJ6221. ...................59

2.3.4. Chức năng bảo vệ quá dòng của rơle 7SJ6221. ......................................60
2.3.5. Chức năng bảo vệ q dịng có hƣớng trong rơle 7SJ6221. ...................61
2.3.6. Chức năng bảo vệ quá tải trong rơle 7SJ6221. .......................................62
2.3.7. Chức năng bảo vệ chống hƣ hỏng máy cắt 50BF trong rơle 7SJ6221. ...64
2.4. Giới thiệu tổng quan về rơle SIPROTEC 7SA5221 ......................................65


iv

2.4.1. Nguyên lý hoạt động chung của rơle 7SA5221. .....................................68
2.4.2. Một số thông số kỹ thuật của rơle 7SA5221. ..........................................70
2.4.3. Chức năng bảo vệ khoảng cách của rơle 7SA5221. ................................72
2.4.4. Chức năng bảo vệ quá dòng của rơ le 7SA5221 .....................................77
2.5. Giới thiệu tổng quan về rơle kỹ thuật số MICOM.P122C ............................79
2.5.1. Thông số kỹ thuật của MICOM.P122C ..................................................79
2.5.2. Chức năng của rơle MICOM P122C .......................................................81
2.5.3. Đánh giá rơle MICOM P122C ................................................................83
2.6. Lựa chọn rơle bảo vệ cho Trạm biến áp 110kV Công ty cổ phần than Hà Lầm
-Vinacomin ............................................................................................................84
Chƣơng 3. TÍNH TỐN CHỈNH ĐỊNH RƠLE KỸ THUẬT SỐ BẢO VỆTRẠM
BIẾN ÁP 110KV CÔNG TY CỔ PHẦN THAN HÀ LẦM -VINACOMIN ...........85
3.1. Tính tốn ngắn mạch . ....................................................................................85
3.2. Tính tốn chỉnh định và cài đặt thơng số của các hình thức bảo vệ trong trạm
...............................................................................................................................93
3.2.1.Khai báo thông số máy biến áp ................................................................93
3.2.2. Chức năng bảo vệ quá dòng. ...................................................................94
3.3. Chức năng bảo vệ quá tải nhiệt. ...................................................................102
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ:................................................................................104
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................105

v

DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Sơ đồ tổ chức quản lý Cơng ty ....................................................................7
Hình 1.2. Sơ đồ tổ chức quản lý cơ điện Cơng ty .......................................................7
Hình 1.3. Sơ đồ ngun lý trạm biến áp chính Cơng ty than Hà Lầm ........................9
Hình 1.4. Sơ đồ nguyên lý Hệ thống bảo vệ rơle trạm biến áp chính Cơng ty than Hà
Lầm............................................................................................................................10
Hình 2.1. Mặt trƣớc của rơle 7UT612.......................................................................19
Hình 2.2. Sơ đồ khối chức năng của rơle 7UT612 ...................................................20
Hình 2.3. Đặc tính làm việc của bảo vệ so lệch ........................................................25
Hình 2.4. Đặc tính tác động của bảo vệ chống chạm đấtphụ thuộc vào tỉ số dịng
điện: I 0'' / I 0' ................................................................................................................27
Hình 2.5. Đặc tính thời gian của bảo vệ q dịng theo tiêu chuẩn IEC ...................28
Hình 2.6. Đặc tính thời gian của bảo vệ quá tải MBA. .............................................29
Hình 2.7. Nguyên lý của bảo vệ chống chạm đất .....................................................34
Hình 2.8. Sơ đồ mặt trƣớc của họ rơle P63X ............................................................37
Hình 2.9. Sơ đồ nguyên lý cấu trúc của họ rơle P63X ..............................................37
Hình 2.10. Sơ đồ nguyên lý đấu nối họ rơle P63X ...................................................40
Hình 2.11. Sơ đồ đặc tính tác động bảo vệ so lệch họ rơle P63X .............................45
Hình 2.12. Sơ đồ nguyên lý bảo vệ chống chạm đất của họ rơle P63X ...................48
Hình 2.13. Sơ đồ đặc tính tác động bảo vệ chạm đất hạn chế của rơle P63X ..........49
Hình 2.14. Sơ đồ đặc tính động bảo vệ quá tải nhiệt của họ rơle P63X ...................51
Hình 2.15 - Sơ đồ chức năng của rơle bảo vệ q dịng 7SJ6221 ............................54
Hình 2.16 - Cấu trúc phần cứng của rơle q dịng7SJ6221 ....................................56
Hình 2.17- Đặc tính thời gian bảo vệ q dịng ........................................................61
Hình 2.18 - Đặc tính quá tải. .....................................................................................63
Hình 2.19- Sơ đồ chức năng của rơle khoảng cách 7SA5221 ..................................66
Hình 2.20– Cấu trúc phần cứng của rơle khoảng cách 7SA5221 .............................68

Hình 2.21 – Sơ đồ nguyên lý bảo vệ khoảng cách ....................................................72
Hình 2.22- Đặc tính tác động Quadrilateral của rơle 7SA5221 ................................75


vi

Hình 2.23- Đặc tính tác động của rơle 7SA5221 ......................................................76
Hình 2.24- Nguyên lý làm việc của Rơle khoảng cách.............................................76
Hình 2.25- Đặc tính tác động Mho của rơle 7SA5221 .............................................77
Hình 2.26. Đặc tính thời gian bảo vệ q dịng ........................................................78
Hình 2.27. Đặc tính bảo vệ q dịng của rơle P122C .............................................82
Hình 2.28. Sơ đồ chức năng giám sát mạch cắt mạch sát của rơle P122C ...............83
Hình 3.1. Sơ đồ ngun lí cung cấp điện từ thanh cái 110kVNhà máy nhiệt điện
Cẩm Phả ....................................................................................................................88
Hình 3.2. Sơ đồ thay thế tính tốn ngắn mạchkhi 1 tuyến đƣờng dây làm việc độc
lập. .............................................................................................................................89
Hình 3.3. Sơ đồ thay thế tính tốn ngắn mạchkhi 2tuyến đƣờng dây làm việc song
song ...........................................................................................................................90
Hình 3.4. Đặc tính tác động bảo vệ so lệch sử dụng rơle 7UT612 ...........................99


vii

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Các thông số kĩ thuật của thiết bị thơng gió gƣơng lị đào. ........................6
Bảng 1.2. Thông số kỹ thuật của máy .......................................................................11
Bảng 1.3. Các thiết bị chính trong trạm biến áp .......................................................11
Bảng 1.4. Các phụ tải phía 6kV ................................................................................15
Bảng 2.1. Thơng số kỹ thuật của rơle MICOM.P122C ............................................79
Bảng 3.1. Kết quả quy đổi điện kháng khi 1 tuyến đƣờng dây làm việc ..................89

Bảng 3.2. Kết quả quy đổi điện kháng khi 2 tuyến đƣờng dây làm việc song song .91
Bảng 3.3. Dòng ngắn mạch trƣớc máy biến áp .........................................................92
Bảng 3.4. Dòng ngắn mạch ba pha lớn nhất .............................................................93
Bảng 3.5.Kết quả quy đổi dòng ngắn mạch từ hạ áp lên cao áp ...............................93
Bảng 3.6. Khai báo thơng số máy biến áp ................................................................94
Bảng 3.7. Kết quả tính tốn chỉnh định q dịng ngƣỡng thấp...............................95
Bảng 3.8. Kết quả tính tốn chỉnh định q dịng ngƣỡng cao .................................96
Bảng 3.9. Cài đặt thơng số cho rơ le 7S6000 các phía..............................................96
Bảng 3.10. Cài đặt thơng qua các phím chức năng thơng số cài đặt.......................101
Bảng 3.11. Cài đặt bảo vệ quá tải nhiệt ..................................................................103


1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Điện năng là nguồn năng lƣợng rất quan trọng đối với cuộc sống con ngƣời,
đƣợc sử dụng trong hầu hết các lĩnh vực của nền kinh tế quốc dân nhƣ: Công nghiệp,
nông nghiệp, giao thông vận tải, sinh hoạt, dịch vụ...Khi thiết kế và vận hành hệ
thống điện cần phải quan tâm đến khả năng phát sinh hƣ hỏng và tình trạng làm việc
bình thƣờng của nó. Để đảm bảo cho lƣới điện vận hành an tồn, ổn định khơng thể
thiếu các thiết bị bảo vệ và tự động hoá. Hệ thống rơle bảo vệ có nhiệm vụ ngăn
ngừa sự cố, phát hiện đúng và nhanh chóng cách ly phần tử hƣ hỏng ra khỏi hệ
thống, khắc phục chế độ làm việc không bình thƣờng, hạn chế tối đa các thiệt hại do
sự cố gây nên và duy trì khả năng làm việc liên tục của hệ thống. Đề tài: “Nghiên
cứu ứng dụng rơle kỹ thuật số bảo vệ trạm biến áp 110kV Cơng ty cổ phần
than Hà Lầm –Vinacomin”mang tính cấp thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn.
2. Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu, đánh giá tổng quan về hiện trạng hệ thống rơle bảo vệ trạm biến
áp 110 kV Công ty cổ phần than Hà Lầm -Vinacomin.
- Nghiên cứu, giới thiệu tổng quan về các loại rơle kỹ thuật số hiện đang sử

dụng ở trong nƣớc và ngoài nƣớc, lựa chọn rơle kỹ thuật số phù hợp bảo vệ trạm
biến áp 110 kV Công ty cổ phần than Hà Lầm -Vinacomin
- Tính tốn, chỉnh định các hình thức bảo vệ bằng rơle kỹ thuật số trạm biến áp
110kV Công ty cổ phần than Hà Lầm –Vinacomin.
3. Đối tƣợng nghiên cứu
Trạm biến áp 110 kV Công ty cổ phần than Hà Lầm-Vinacomin
4. Phƣơng pháp nghiên cứu
- Thu thập và thống kê số liệu, nghiên cứu đánh giá tổng quan về hiện trạng hệ
thống rơle bảo vệ trong trạm.
- Nghiên cứu lý thuyết, lựa chọn rơle kỹ thuật số phù hợp để bảo vệ trạm biến
áp 110kV Công ty cổ phần than Hà Lầm -Vinacomin, tính tốn chỉnh định và xây
dựng các đặc tính bảo vệ.
5. Nội dung nghiên cứu


2
- Giới thiệu tổng quan về các hình thức bảo vệ rơle trạm biến áp 110 kV
Công ty cổ phần than Hà Lầm –Vinacomin.
- Nghiên cứulựa chọn rơle kỹ thuật số phù hợp để bảo vệ trạm biến 110 kV
Công ty cổ phần than Hà Lầm –Vinacomin.
- Tính tốn ngắn mạch và chỉnh định rơle kỹ thuật số bảo vệtrạm biến áp 110
kV Công ty cổ phần than Hà Lầm –Vinacomin.
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Nghiên cứu, đánh giá tổng quan vềcác loại rơle kỹ thuật số hiện đang sử
dụng ở trong nƣớc và ngoài nƣớc, làm tài liệu tham khảo cho các chuyên gia và kỹ
thuật viên trong ngành; lựa chọn và tính tốn chỉnh định các hình thức bảo vệ rơle
kỹ thuật số phù hợp với điều kiện thực tế, bảo vệ các phần tử trong trạm biến áp,
đảm bảo an toàn trong vận hành và an sinh xã hội. Đề tài có ý nghĩa khoa học và
thực tiễn.
7. Cấu trúc của luận văn

Luận văn gồm 03 chƣơng, 33 bảng, 31 hình vẽ và đồ thị đƣợc trình bày trong
118 trang.
Luận văn đƣợc thực hiện tại Bộ mơn Điện khí hóa, Trƣờng Đại học Mỏ - Địa
chất. Tác giả rất mong sự đóng góp ý kiến của các nhà khoa học, các q thầy, cơ,
các bạn bè, đồng nghiệp.
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới: PGS.TS Nguyễn Anh Nghĩa ngƣời
thầy đã chỉ dẫn và giúp đỡ tận tình trong suốt quá trình làm luận văn. Ban giám
hiệu trƣờng Đại học Mỏ- Địa Chất và q thầy cơ khoa Cơ điện, Phịng đào tạo
sau đại học đã truyền dạy những kiến thức quý báu trong chƣơng trình cao học và
giúp đỡ kinh nghiệm cho luận văn hoàn thành đƣợc thuận lợi. Đồng thời xin chân
thành cảm ơn tới Ban giám đốc, phòng Cơ điện và các kỹ sƣ, CBCNV công tác tại
trạm 110kV Công ty cổ phần than Hà Lầm - Vinacomin đã tạo điều kiện thuận lợi
trong công tác khảo sát nghiên cứu của tác giả.


3
Chƣơng1
GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN THAN HÀ LẦM–
VINACOMIN VÀ TRẠM BIẾN ÁP CHÍNH 110/6KV
1.1. Giới thiệu tổng quan về Công ty cổ phần than Hà Lầm -Vinacomin [1,2].
1.1.1. Vị trí địa lý, địa chất và khí hậu
Mỏ than Hà Lầm nằm trong khoáng sàng Hà Tu - Hà Lầm, cách thành phố
Hạ Long 5 km về phía Đơng - Đơng Bắc. Mỏ nằm trong toạ độ địa lý theo bản đồ
F48-119 và có hệ toạ độ sau:
X = 18.200 ÷ 21.500
Y = 407.500 ÷ 410.250
Biên giới tự nhiên của khu mỏ:
- Phía Đơng: Giáp mỏ Hà Tu;
- Phía Tây: Giáp phƣờng Cao Thắng- thành phố Hạ Long;
- Phía Nam: Giáp đƣờng 18A và Vịnh Hạ Long;

- Phía Bắc: Giáp mỏ Bình Minh.
Mỏ có diện tích 12km2: chiều dài 4km, chiều rộng 3km.
Khu mỏ thuộc vùng đồi núi. Độ cao bề mặt địa hình từ 120
địa hình từ 15

30 mét. Độ dốc

45 , cao dần về phía Bắc.

Khu mỏ nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, hàng năm có 2 mùa rõ
rệt là mùa khơ và mùa mƣa:
- Mùa mƣa: Từ tháng 5 đến tháng 10, nóng ẩm, nhiệt độ thay đổi từ 200C đến
360C, hƣớng gió chủ yếu là Nam và Đơng-Nam. Trong mùa mƣa thƣờng hay có bão
và mƣa to, lƣợng mƣa trung bình hàng năm khoảng 1600mm đến 2500mm, tập
trung chủ yếu vào các tháng 7, 8, 9. Trong mùa mƣa lƣợng mƣa chiếm từ 74%



95% lƣợng mƣa trong cả năm.
- Mùa khô: Từ tháng 11 đến hết tháng 4 năm sau, mùa này thƣờng khô hanh
lạnh giá, kèm theo mƣa phùn, đơi khi có sƣơng mù, nhiệt độ trung bình từ 120C đến
250C, thấp nhất 60C. Hƣớng gió chủ yếu là Bắc và Đông-Bắc.
Địa tầng chứa than của mỏ Hà Lầm nằm trong điệp Hòn Gai (Phụ điệp giữa).
Chiều dày trầm tích thay đổi từ 500  700m, trung bình 540m. Trong địa tầng chứa


4
than tồn tại 9 vỉa than có chiều dày từ mỏng, trung bình đến dày và rất dày.
Là một phần trong dải than Đơng Triều - Mạo Khê, Hịn Gai - Cẩm Phả. Khu
Hà Lầm có cùng kiến tạo phức tạp chung của toàn mỏ than. Các đứt gãy phát triển

tƣơng đối nhiều, có quy mơ khác nhau.Các uốn nếp cũng phát triển nhiều, quy mô
cũng khác nhau, phƣơng trục không ổn định. Các nếp uốn lõm thƣờng phát triển
phức tạp.
Các hiện tƣợng địa chất cơng trình thƣờng gặp:
- Hiện tƣợng bùng nền, biến dạng các đƣờng lò;
- Hiện tƣợng cát chảy khi đào lò qua các phay. Các hiện tƣợng này thƣờng
xảy ra chủ yếu là do đào lò đi vào các đới nham thạch hủy hoại hoặc những nơi đất
đá kém ổn định. Về mùa mƣa thì các hiện tƣợng này xảy ra mạnh mẽ hơn về mùa
khô.
1.1.2. Cơng nghệ khai thác, thốt nước.
Trƣớc năm 1954, khu mỏ đã bị thực dân Pháp khai thác ở những khu vực mà
than có chất lƣợng cao và dễ khai thác. Do khai thác thủ cơng nên khai thác khơng
có trật tự, khơng có tài liệu cập nhật và lƣu trữ gây ảnh hƣởng lớn đến công tác khai
thác than sau này.
Từ năm 1962 đến nay mỏ tiếp tục tiến hành khai thác bằng phƣơng pháp hầm
lò là chủ yếu. Mỏ tiến hành khai thác từ mức +28 lên lộ vỉa, lấy than ở các vỉa 11,
vỉa 14. Tổng số than mà mỏ khai thác đƣợc tính tới năm 1980 là 6.592.082 tấn.
Từ năm 1981 mỏ tiến hành khai thác xuống sâu từ mức +28  - 50 tiến hành
khai thác tại vỉa 10 và vỉa 14.
Đặc biệt hiện nay Công ty cổ phần than Hà Lầm -Vinacomin đang tiến hành
đào lị chuẩn bị cơng trình giếng đứng -300 và đã chuẩn bị đƣợc đƣa vào khai thác
trên cơ sở trữ lƣợng địa chất huy động khoảng 110 triệu tấn than, công suất 2,4 triệu
tấn/năm, thời gian khai thác trên 45 năm.
- Công nghệ khấu than:
Hiện tại việc khấu than ở gƣơng lị chợ vẫn chủ yếu áp dụng cơng nghệ khấu
than bằng khoan nổ mìn. Máy COMBAI khấu than lị chợ đã đƣợc áp dụng để tăng
công suất khai thác.


5

- Chống giữ lị chợ:
Hiện nay cơng ty đang sử dụng các vật liệu chống lị chợ gồm: Vì chống gỗ,
cột chống thủy lực, vì chống ma sát, giá thủy lực di động.
Giá thủy lực di động áp dụng ở các khu vực có điều kiện tài thuận lợi, trữ
lƣơng ổn định, chiều dày vỉa

5m, góc dốc

25 .

Cột thủy lực đơn và cột chống ma sát áp dụng ở các lị chợ có thời gian khấu
than ngắn.
Vì chống gỗ áp dụng ở các khu vực điều kiện tài nguyên rất khó khăn phức
tạp, khơng thể chống bằng vì thủy lực hoặc ma sát.
Hiện nay công ty đang khai thác mức -50 đến lộ vỉa. Việc thoát nƣớc ở các
khu vực khai thác chủ yếu bằng phƣơng pháp thoát nƣớc cƣỡng bức. Nƣớc chảy từ
khu khai thác qua các đƣờng lò thoát nƣớc và tập chung về hầm chứa nƣớc -54.
Tại mức -50 bố trí hệ thống các cơng trình và thiết bị thốt nƣớc chính gồm:
Hầm chứa nƣớc dung tích 2000 m3. Tại đây nƣớc đƣợc bơm lên mặt bằng
+28 thơng qua trạm bơm chính mức -50.
Trạm bơm chính -50: gồm 4 máy bơm LTC-150. Công suất động cơ 75kW,
lƣu lƣợng 150 m3/h và bơm UL-300, công suất 50kW, lƣu lƣợng 300 m3/h.
Với hệ thống thiết bị hiện tại luôn đảm bảo năng lực thốt nƣớc mỏ.
1.1.3. Cơng tác thơng gió:
a. Hệ thống thơng gió chính: Hiện tại cơng ty đang áp dụng phƣơng pháp thơng
gió hút. Gió sạch vào mỏ qua các lị ngầm chính, ngầm phụ và lị bằng +32, sau đó
chia thành các nhánh để đi vào thơng gió cho các khu vực khai thác. Gió thải đƣợc
đƣa ra ngoài nhờ các trạm quạt hút ở các khu vực. Thiết bị thơng gió: chủ yếu sử dụng
quạt cục bộ CBM-6M, CBM-5, YBT. Riêng trạm quạt trung tâm V10, sử dụng 2 quạt
55kW của Pháp sản xuất đã đại tu lại.

b. Thơng gió cho các gƣơng lị đào: Chủ yếu bằng quạt cục bộ CBM-6M,
CBM-5, YBT kết hợp với ống gió mềm. Cơng suất động cơ quạt cục bộ từ
5,5kW

25kW. Lƣu lƣợng 4m3/s

7m3/s .

Thông số kỹ thuật đƣợc ghi trong bảng 1.1 nhƣ sau:


6
Bảng 1.1. Các thông số kĩ thuật của thiết bị thơng gió gƣơng lị đào.
Số lƣợng

STT

1

2
3

4

Vị trí

Tên

Lắp đặt

Thiết

Quạt

Bị

Quạt
Mã hiệu

Quạt đảo

BD - II - 6 -

mức +90

chiều

N017

Trạm quạt hút

Quạt đảo

FBDCZ-

phụ mức -160

chiều

N10

Trạm quạt hút

Quạt đảo

FBCDZ-

mức +67

chiều

N024/280x2

Quạt đảo

giếng gió +29

chiều

01

01

01

01

01

01

FBDCZ- N12

01

02

FBDCZ- N10

04

00

03

02

07

03

05

02

FBDN
4.5/2x5.5
5

Các gƣơng lị

Quạt cục

đào chuẩn bị

bộ

Dự

động phịng

Trạm quạt hút

Trạm quạt

Hoạt

FBDN
5.0/2x7.5
FBDYN
5.0/2x7.5

Đặc tính kỹ thuật
Lƣu

Cơng

lƣợng

suất

/s

kW

3378
12 
25
5011
5
1225
12
25
2.75.
3
3
5.7
3
5.7

Tốc
độ
quay
v/p

110x2

980

22x2

1450

280x2

740

18.5x

980

2
22x2

1450

5.5x2

2900

7.5x2

2900

7.5x2

2900

1.1.4. Cơng tác cơ giới hóa, bốc xúc và vận chuyển:
Để đáp ứng nhu cầu tăng sản lƣợng, cần phải cơ giới hóa đồng bộ các khâu

trongdây truyền sản suất. Máy móc hiện đại dần thay thế các hoạy động thủ công:
- Khai thác: Máy COMBAI đang đƣợc sử dụng rộng rãi để tăng công suất khai thác.
- Bốc xúc: Sử dụng máy xúc, máy cào thay thế hoạt động bốc xúc thủ công.
- Vận tải chung: Công ty sẽ đƣa Băng tải vào vận tải than ở tất cả các khu vực
có thể áp dụng để thay thế dần máng cào và tàu điện.


7
1.1.5. Cơng tác tổ chức hành chính.
Mỏ than Hà Lầm đƣợc thành lập ngày 01 /8/ 1960 và đƣợc đổi tên thành Công
ty cổ phần than Hà Lầm vào ngày 01/10/2001. Công ty cổ phần than Hà Lầm là đơn
vị thành viên của Tổng công ty than Việt Nam hoạch tốn độc lập. Nhiệm vụ đƣợc
Tổng cơng ty giao là khai thác than, sàng tuyển, chế biến than và tiêu thụ than.
Bộ máy điều hành của Cơng ty nhƣ hình dƣới đây:

Hình 1.1. Sơ đồ tổ chức quản lý Cơng ty
Sơ đồ tổ chức quản lý Cơ điện của Công ty đƣợc thể hiện trên hình 1.2.

Hình 1.2. Sơ đồ tổ chức quản lý cơ điện Công ty


8
Số lƣợng lao động các loại đƣợc xác định trên cơ sở khối lƣợng công việc
thực hiện ở năm đạt công suất thiết kế theo định mức lao động hiện hành.
1.2. Giới thiệu về Trạm biến áp 110/6kV[3].
1.2.1. Nguồn cung cấp điện cho Trạm
Trạm biến áp 110/6kV của Công ty cổ phần than Hà Lầm -Vinacomin đƣợc cung
cấp nguồn trực tiếp từ nhà máy nhiệt điện Cẩm Phả có cơng suất cắt ngắn mạch:
, khoảng cách từ Nhà máy nhiệt điện Cẩm Phả đến cột T10 của Trạm biến áp
E 5.10 Hà Tu là 20 km dùng dây dẫn mã hiệu AC-120, từ cột T10 đến Trạm biến áp

110kV của Công ty cổ phần than Hà Lầm –Vinacomin là 1,7 km, dùng dây dẫn mã hiệu
ACSR-120.
1.2.2. Trạm biến áp chính
Trạm biến áp 110/6kV- 2x12,5MVA đƣợc sử dụng để cung cấp điện cho nhu cầu
phụ tải phần dƣới mức -300 bao gồm: Hệ thống trục tải 3 giếng đứng; cơ giới hóa lị chợ;
bơm thốt nƣớc; thơng gió tồn mỏ; hệ thống nén khí; cung cấp điện mặt bằng và trong
lị...
Trạm biến áp 110/6kV của Công ty cổ phần than Hà Lầm -Vinacomin đƣợc
thiết kế và khởi công lắp đặt năm 2013. Các thiết bị đƣợc bố trí làm hai khu vực:
Trong nhà và ngoài trời.
Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện Trạm biến áp110 kVcủa Công ty đƣợc thể hiện
trên hình 1.3
Sơ đồ nguyên lý các hình thức bảo vệ Trạm đƣợc thể hiện trên hình 1.4
Trạm gồm hai máy biến áp MBA T1, T2 có cùng cơng suất là 12,5MVA mã
hiệu BAD12500-110/6kV, trạm máy phát T3 công suất 2500kVA mã

hiệu

TCVT123 hoạt động độc lập để cấp điện dự phòng cho các phụ tải loại I. Ngồi ra
trong trạm cịn có máy biến áp tự dùng 50kVA - 6/0,4(0,22)kV và 6/0,23(0,1)kV
cấp điện cho bảo vệ rơle phía 6kV, chiếu sáng và tủ hạ thế. Máy biến điện áp này
đƣợc đặt trong nhà trạm 6kV trạm trung gian.
Trạm biến áp 10/6 kV của Công ty cổ phần than Hà Lầm-Vinacomin đặt tại
phƣờng Hà Lầm – Thành phố Hạ Long, với diện tích 810 m2.


Hình 1.3. Sơ đồ ngun lý trạm biến áp chính Công ty than Hà Lầm

9

Hình 1.4. Sơ đồ nguyên lý Hệ thống bảo vệ rơle trạm biến áp chính Cơng ty than Hà Lầm

10


11
1.2.3. Các thiết bị trong trạm
Thông số kỹ thuật của hai máy biến áp chính T1, T2 110/6kV đƣợc thống kê
trong bảng 1.2
Bảng 1.2. Thông số kỹ thuật của máy
Uđm, kV
Tổn thất, W
Mã hiệu
BAD 12500 110/6kV

Sđm,
Cao áp
(kVA)
12500

115

Hạ áp

Không
tải

Ngắn
mạch

Un
(%)

In
(%)

6,3

34000

110000

8,75

3

Các thiết bị chính trong trạm biến áp đƣợc thống kê trong bảng 1.3
Bảng 1.3. Các thiết bị chính trong trạm biếnáp
Tên thiết bị

Quy cách

ĐV

SL

cụm

02

cụm

02

cụm

02

cụm

01

Cái
Cái

01
01

Máy cắt 110kV BA T1
Máy cắt 110kV BA T2

Phía 110kV
РНД-2-33 Б/630T1
(RC123-Ấn Độ)
РНД-2-33Б/630T1
(RC123-Ấn Độ)
РНД-1-33 Б/630T1
(RC123-Ấn Độ)
РНД-1-33 Б/630T1

(RC123-Ấn Độ)
SIEMENS 3AP1FG
SIEMENS 3AP1FG

TU 110 kV phân đoạn I

TCVT123

Cái

02

TU 110 kV phân đoạn II

TCVT123

Cái

02

TI 110 kV phân đoạn I

IOSK123

Bộ

03

TI 110 kV phân đoạn II

IOSK123

Bộ

03

DCC và DCC-M

Cái

03

Cầu dao cách ly 110kV HL
Cầu dao cách ly 110kV phânđoạn
Cầu dao cách ly MBA T1
Cầu dao cách ly MBA T2

Đồng hồ đếm sét phân đoạn I

Số, ghi
chú
171-1,
171-2
112-1,
112-2
131-1,
131-3
132-2,
132-3
131

132
TUC11,
TU171
TUC12,
TU172
TI171,
TI131,
TI1T1
TI172,
TI132,
TI1T2


12

Tên thiết bị
Đồng hồ đếm sét phân đoạn II

Quy cách

ĐV

SL

DCC và DCC-M

Cái

03

Số, ghi
chú
CSC11,
CS1T1,
CS0T1
CSC12,
CS1T2,
CS0T2

Chống sét van phân đoạn I

SIEMENS
3EL-072

Cái

03

Chống sét van phân đoạn II

SIEMENS
3EL-072

Cái

03

Cái

01

T1

Cái

01

T2

Phía 6kV :
NXPLUSC
NXPLUSC

Cái
Cái

01
01

Tủ máy cắt đƣờng dây

NXPLUSC

Cái

07

Chống sét phân đoạn I
Chống sét phân đoạn II

3EL-096
3EL-096

Cái
Cái

01
01

Máy biến dòng phân đoạn I

IOSK-72,5

Cái

02

Máy biến dịng phân đoạn II

IOSK-72,5

Cái

02

Tủ đóng cắt tụ bù

KM-1

Cái

03

TUC61
TUC62
(2), (3),
(6), (7),
(9) (10)
(13) (15)
CS6T1
CS6T2
TI6T1,
TI631
TI6T2,
TI632
4 – 11 –
16

Tủ bù cos

KM-1

Cái

02

Tủ chiếu sáng tự dùng

CSTD22
CSTD35

Cái
Cái

01
01

Máy biến áp lực T1
Máy biến áp lực T2

Tủ đầu vào 1 phân đoạn I
Tủ đầu vào 2 phân đoạn II

ABB-12500115/6,3kV
ABB-12500115/6,3kV

4 và 11

1.2.4. Nguyên lý vận hành trạm biến áp 110/6kV
Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện của trạm biến áp trung gian 2×12500kVA
cho phép vận hành hai máy biến áp T1 và T2 với các đƣờng dây từ trạm E5.10 và


13
cột 137 lộ 173 và 174 về cùng với các thiết bị đo lƣờng, điều khiển, bảo vệ 110kV
tƣơng ứng tùy theo yêu cầu vận hành của trạm thông qua việc đóng điện cầu dao
liên lạc (112-1 và 112-2) và các cầu dao cách ly 110kV cần thiết trong trạm để cung
cấp điện 110kV nhƣ cầu dao cách ly (131-1,131-3,132-2,132-3), cầu dao phụ tải
(631, 663, 665, 685 , 666, 664, 660) cho các thiết bị làm việc. Kiểm tra máy biến áp
đo lƣờng xem đã hiển thị đúng mức điện áp 110kV hay chƣa, khi đạt đến mức điện

áp trên ngƣời vận hành mới đƣợc đóng máy cắt (131và 132) cung cấp điện cho máy
biến áp T1 và T2, thanh cái 123kV chỉ có điện khi máy cắt và máy hợp bộ đóng lại.
1.2.5. Các hình thức bảo vệ trạm biến áp
Hiện nay trạm biến áp 110/6kV của Công ty cổ phần than Hà Lầm –
Vinacomin đƣợc thiết kế và bảo vệ bằng rơle kỹ thuật số.
- Sử dụng các rơle số họ 7SJ6 để bảo vệ quá dòng ngƣỡng thấp và ngƣỡng
cao, có chức năng bảo vệ linh hoạt, dễ sử dụng và tự động hóa, một số chức năng
điển hình của họ rơle 7SJ6:
+ Bảo vệ q dịng với thời gian duy trì (51, 51N).
+ Bảo vệ quá dịng cắt nhanh (50, 50N).
+ Bảo vệ q dịng có hƣớng với thời gian duy trì (67, 67N).
+ Bảo vệ điện áp (59N/64).
+ Bảo vệ chạm đất chập chờn.
+ Bảo vệ động cơ (14).
+ Bảo vệ quá tải (49).
+ Kiểm soát nhiệt độ (38).
+ Bảo vệ tần số (81 O/U).
+ Bảo vệ điện áp (27/59).
+ Bảo vệ chống hƣ hỏng máy cắt (50BF).
+ Bảo vệ dòng thứ tự nghịch (46).
+ Bảo vệ thứ tự pha (47).
+ Tự động đóng lặp lại (79).
+ Định vị sự cố (21 FL).
- Sử dụng bảo vệ 7SA5221 để bảo vệ khoảng cách.
- Sử dụng bảo vệ 7UT613 để:


14
+ Bảo vệ so lệch dọc máy biến áp (87T).
+ Bảo vệ chạm đất tổng trở cao (87N).

1.2.6. Các thiết bị đo lường
a. Đo lường phía 110kV
Phía 110kV dùng máy biến điện áp TU loại TCVT123 cấp nguồn cho các bảo
vệ rơle phía 110 kV và cho đồng hồ vơn mét báo hiệu có điện áp phía 110kV và
tình trạng máy cắt đóng - cắt.
Sử dụng máy biến dịng TI: loại IOSK123 đầu vào loại ngâm dầu - tỷ số biến
200/1A, cấp chính xác 0,5%.
b. Đo lường phía 6kV
Phía 6kV: Dùng máy biến điện áp đo lƣờng BĐL-6,3 để kiểm tra điện áp trên
thanh cái 6kV qua các đồng hồ đo Vônmét, cấp nguồn cho các rơle và đo đếm điện
năng kWh; kVar. Máy biến dòng 6kV để kiểm tra dịng điện phía thứ cấp máy biến
áp và của các đƣờng dây 6kV thơng qua các đồng hồ đo ampemét.
Ngồi ra, đo lƣờng phía 6kV đƣợc tích hợp và hiển thị trên đồng hồ hiển thị đa
năng tại tủ NXPLUSC 631 và 632.
1.2.7. Tiếp đất bảo vệ
Hệ thống tiếp đất bảo vệ và tiếp đất của các van thu sét và cột thu sét ở Trạm
biến áp 110/6 kV Công ty cổ phần than Hà Lầm -Vinacomin đƣợc lắp đặt riêng
biệt. Trạm sử dụng thép góc 50  50  5 làm cọc tiếp đất, cọc dài 2,5m, chôn sâu
xuống đất xung quanh trạm, đầu trên cách mặt đất một khoảng từ 0,5  0,7 m.
1.2.8. Bảo vệ quá áp thiên nhiên
Bảo vệ chống sét đánh trực tiếp cho các thiết bị và các cơng trình đặt trong
trạm biến áp mỏ sử dụng hệ thống kim thu lôi lắp ở 4 cột chống sét trong trạm,
chiều cao mỗi cột 17,5m, đặt ở 4 góc của trạm.
1.2.9. An tồn điện
- Đối với ĐDK - 110kV: Bố trí dây chống sét trên tồn tuyến và tất cả các vị
trí cột, cầu dao cách ly, tủ phân phối điện 110 kV.
- Đối với ĐDK-6kV: Nối đất ở tất cả các vị trí cột 6kV mạch vịng, các vị trí
cột gần khu sản xuất, cầu dao cách ly, tủ phân phối điện 6kV.
- Đối với TBA 110/6kV: Trạm biến áp 110/6kV có hệ thống chống sét đánh
thẳng và hệ thống van phóng sét với điện trở nối đất  1.

15
1.2.10. Nguồn dự phịng
Do mỏ có một số phụ tải loại I nhƣ trạm quạt , trạm bơm nƣớc..., nên nguồn
điện dự phịng của mỏ đƣợc bố trí bao gồm: 06 phát điện Điêzen với công suất S =
2500 kVA, đƣợc sử dụng khi nguồn 110kV bị sự cố mất điện. Lúc đó loại hết cầu
dao phía 110 kV và MBA 12.500kVA ra khỏi lƣới điện, đƣa máy phát vào hoạt
động.
Từ những vấn đề trình bày ở trên cho thấy hệ thống nguồn cung cấp điện cao
áp của Công ty cổ phần than Hà Lầm –Vinacomin luôn đảm bảo cung cấp điện liên
tục và tin cậy cho mỏ.
1.2.11. Mạng điện cao áp 6 kV
Mạng điện của mỏ đƣợc chia thành 2 phần sau:
- Phần cố định: Là đƣờng dây cố định từ trạm 110/6kV tới các trạm phân phối.
- Phần di động: Là đƣờng dây từ trạm phân phối trung tâm tới các phụ tải
thƣờng xuyên thay đổi theo tiến độ khai thác. Từ đƣờng dây trên không qua các tủ
đóng cắt điện đƣợc đƣa tới các phụ tải bằng cáp mềm.
Các phụ tải phía 6kV trong mỏ của Cơng ty cổ phần than Hà Lầm -Vinacomin
đƣợc thống kê trong bảng 1.4
Bảng 1.4. Các phụ tải phía 6kV
Các trạm ngồi mặt bằng
STT

Tên trạm

Vị trí lắp đặt

Số

Cơng suất MBA

lƣợng

(kVA)
400

1

Trạm biến áp số 07

Mặt bằng + 30

5

560
1050
400

2

3

Trạm biến áp số 08

Trạm biến áp số 11

Phân xƣởng CKCD
+75

Mặt bằng + 28

2

560
400

1

250

1

400

1

560


16
Số

Công suất MBA

lƣợng

(kVA)

Mặt bằng +105

1

50

Trạm biến áp số 14

Mặt bằng +90

1

560

6

Trạm biến áp số 17

Mặt bằng +80

2

7

Trạm biến áp số 18

Mặt bằng + 65

1

560

8

Trạm biến áp số19

Mặt bằng +70 BHN

1

320

9

Trạm biến áp số 31

Cơ điện lò

2

10

Trạm biến áp số36

Mặt bằng + 75

2

11

Trạm biến áp số 37

Mặt bằng + 29

1

STT

Tên trạm

Vị trí lắp đặt

4

Trạm biến áp số12

5

320
250

400
250
350
560
400

Các trạm điện trong hầm lị
STT

Tên trạm

Vị trí lắp đặt

Số lƣợng

Cơng suất MBA (kVA)
400

1

Trạm biến áp số 01

Hầm bơm - 51

3

630
400

2

Trạm biến áp số 16

Mức -30 K6 V10

1

630

3

Trạm biến áp số 28

Mức -150 K2 14

1

1000
630

4

Trạm biến áp số 39

Mức - 150
K3V11

3

630
400
400

5

Trạm biến áp số 32

Mức -150 K3
V11

4

400
400
400

6

Trạm biến áp số33

Mức - 140 K6
V10

1

630


17
STT

Tên trạm

Vị trí lắp đặt

Số lƣợng

Cơng suất MBA (kVA)
400

7

Trạm biến áp số 35

Mức - 295 K2
V14

3

400
630

8

Trạm biến áp

Mức - 300

trungtâm

giếng phụ

2

500
500
1250
1250

9

Trạm biến áp số 06

Mức -150 ÷ - 60

6

1000
630
400
400

1.2.12. Nhận xét:
- Phƣơng pháp cung cấp điện cao áp và hạ áp đang sử dụng trong mỏ hiện nay
tƣơng đối đa dạng: Đối với mạng hạ áp sử dụng máy biến áp di động trọn bộ phòng
nổ đƣa sâu cao áp gần đến phụ tải và sử dụng máy biến áp cố định đặt ngoài mặt
bằng gây tổn hao lớn trong mạng hạ áp; đối với mạng cao áp đƣợc cung cấp ít nhất
từ 02 đƣờng dây theo phƣơng án dự phịng nóng hoặc dự phịng nguội dẫn đến chi
phí đầu tƣ lớn, do vây phải tính chính xác mạng điện giảm thiểu chi phí đầu tƣ.
- Năng suất lị chợ ngày càng tăng cao dẫn đến công suất thiết bị điện đƣợc
trang bị ngày càng lớn. Quá trình cơ giới hóa và tự động hóa ngày càng phát triển
mang lại hiệu quả cao.
- Trạm biến áp 110/6kV của mỏ hiện tại đáp ứng tốt cho các phụ tải hiện tại và
tƣơng lai.
- Các hình thức bảo vệ trong trạm biến áp hiện đang dùng là các rơle kỹ thuật
số hiện đại, đáp ứng đƣợc yêu cầu bảo vệ an toàn và tin cậy, tuy nhiên hiện tại vẫn
đang dùng đa chủng loại.Rơle bảo vệ so lệch dọc là loại 7UT613 chuyên dùng cho
MBA ba cuộn dây, trong khi trạm sử dụng máy biến áp hai cuộn dây gây phức tạp
cho q trình vận hành và dự phịng trong thực tế sản xuất.