Nghiên cứu ứng dụng role kỹ thuật số bảo vệ chọn lọc chống chạm đất một pha các khởi hành 6kv mỏ lộ thiên vùng cẩm phả quảng ninh

B GIO DC V O TO
TRNG I HC M-A CHT

đặng Hữu trung

Nghiên cứu ứng dụng rơle kỹ thuật số bảo vệ
chọn lọc chống chạm đất một pha các khởi hành
6kV Mỏ lộ thiên vùng cẩm phả- quảng ninh
Ngnh:

K thut in

Mó số:

60520202

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. Nguyễn Ngọc Vĩnh

HÀ NỘI - 2014


Lời cam đoan

Tôi xin cam đoan đây là công trình của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu
trong luận văn là trung thực và cha có ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.
Hà Nội, ngày 10 tháng 4 năm 2014
Tác giả luận văn

Đặng Hữu Trung


Mục lụC
Lời cam đoan
Mục lục
Danh mục bảng biểu
Danh mục hình vẽ
Mở đầu .....................................................................................................................6
Chơng 1: Tổng quan về thực trạng cung cấp điện cao áp
6kV ở các mỏ lộ thiên vùng Cẩm Phả - Quảng Ninh. ....................3
1.1. Giới thiệu thực trạng cung cấp điện cao áp 6kV Công ty than Cọc Sáu ...............3
1.1.1. Sơ đồ cung nguyên lý trạm biến áp 35/6 kV Công ty than Cọc Sáu ..................3
1.1.2. Các thiết bị trong trạm biến áp 35/6 kV Công ty than Cọc Sáu .........................5
1.1.3. Giới thiệu mạng điện 6kV của Công ty ..............................................................7
1.1.4. Các sự cố xảy ra trong mạng điện 6kV ............................................................11
1.2. Giới thiệu thực trạng cung cấp điện cao áp 6kV công ty than Cao Sơn ..............11
1.2.1. Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện trạm biến áp 35/6 kV Công ty than Cao Sơn ..11
1.2.2. Các thiết bị dùng trong trạm 35/6,3 kV Công ty than Cao Sơn ........................13
1.2.3. Giới thiệu mạng điện 6 kV của Công ty than Cao Sơn.....................................15
1.2.4. Các sự cố sảy ra trong mạng điện 6kV .............................................................17
1.3. Nhận xét chung .......................................................................................................17
Chơng 2: Đánh giá hiện trạng các hình thức bảo vệ rơle
trong các trạm biến áp 35/6kv và hình thức bảo vệ chống
chạm đất một pha của các mỏ lộ thiên vùng cẩm phả quảng ninh .........................................................................................................18
2.1. Các hình thức bảo vệ trạm biến áp 35/6kV .........................................................18
2.1.1. Các hình thức bảo vệ trạm biến áp 35/6kV Công ty than Cọc Sáu ..................18
2.1.2. Đánh giá hệ thống rơle bảo vệ máy biến áp Công ty than Cọc Sáu ................20
2.1.3. Đánh giá về hệ thống bảo vệ trạm biến áp 35/6 kVCông ty than Cao Sơn ......21

2.1.4 Thống kê thông số bảo vệ hiện tại các trạm biến áp 35/6kV của mỏ lộ thiên
vùng Cẩm Phả - Quảng Ninh......................................................................................25
2.2. Bảo vệ chạm đất một pha các khởi hành 6kV của các công ty than Cọc Sáu, Cao
Sơn, vùng Cẩm Phả - Quảng Ninh ..............................................................................26
2.2.1. Nguyên nhân và hậu quả của chạm đất một pha ..............................................26
2.2.2. Các yêu cầu và nhiệm vụ của bảo vệ chạm đất một pha ..................................27
2.2.3 Bảo vệ chạm đất một pha Công ty than Cọc Sáu hiện nay đang sử dụng ..........28
2.2.4. Bảo vệ chạm đất một pha ở Công ty than Cao Sơn hiện nay đang sử dụng .....29
2.3. Nhận xét chung về các bảo vệ chạm đất hiện nay tại các mỏ khu vực Cọc Sáu,
Cao Sơn .......................................................................................................................31
Chơng 3: Nghiên cứu ứng dụng rơle kỹ thuật số bảo vệ
chọn lọc chống chạm đất một pha cho các khởi hành 6kv
các công ty than Cọc Sáu, Cao sơn ....................................................32
3.1. Tổng quan về rơle kỹ thuật số .............................................................................32
3.1.1. Nguyên lý làm việc của rơle số ........................................................................32
3.1.2. Đầu vào tơng tự ..............................................................................................33
3.1.3. Đầu vào số ........................................................................................................34
3.1.4. Đầu ra số ..........................................................................................................34
3.1.5. Chuyển đổi tín hiệu tơng tự số (A/D) .............................................................35
3.1.6. Các bộ lọc số ....................................................................................................37
3.1.7. Đo lờng và bản ghi sự kiện .............................................................................40
3.1.8. Các chức năng bảo vệ .......................................................................................40
3.2. Giới thiệu các loại rơ le kü tht sè.....................................................................41
3.2.1. Giíi thiƯu vỊ r¬le sè MICOM P441 (Pháp) .....................................................41
3.2.2. Giới thiệu chung về rơle kỹ thuật sè MICOM.P122C ......................................45
3.2.3. R¬le kü tht sè REG316*4 cđa h ng ABB (Thụy Điển)...............................49
3.2.4. Giới thiệu rơle kỹ thuật số SMPR-1 cđa h ng Orion-Italia ..............................65
3.2.5. Giíi thiƯu r¬le kü thuật số 7SJ64** (Đức) .......................................................72
3.2.6. Giới thiệu rơle kỹ thuật sè DLP3** cđa h ng GE-Mü .....................................78

3.2.7. Lùa chän r¬le kü thuËt sè .................................................................................80


3.3. Tính toán các giá trị chỉnh định...........................................................................80
3.3.1. Tính điện dung toàn bộ mạng 6kV các mỏ ......................................................80
3.3.2. Tính dòng chạm đất các khởi hành 6kV của Các Công ty than Cọc Sáu, Cao
Sơn. .............................................................................................................................84
3.3.3.Tính toán chỉnh định cho rơle bảo vệ ................................................................87
3.3.4. Nhập các thông số cho rơle số bảo vệ ..............................................................88
3.3.5. Bảo vệ quá dòng chạm đất................................................................................88
3.3.6. Khoá sóng hài ...................................................................................................91
Kết luận và kiến nghị .................................................................................92
I. Kết luận ...................................................................................................................92
II. Kiến nghị ...............................................................................................................92
Tài liệu tham khảo .......................................................................................93
Phụ Lục ..................................................................................................................94


Danh mục các bảng biểu
Bảng 1.2. Thông số kỹ thuật của cầu dao cách ly .......................................................5
Bảng 1.3. Thông số kỹ thuật của máy cắt dầu. ............................................................5
Bảng 1.4. Thông số kỹ thuật của máy biến áp đo lờng. ...........................................5
Bảng 1.5.Thông số kỹ thuật của van phóng sét. ..........................................................5
Bảng 1.6. Các thông số kỹ thuật của các tủ điện phía 6kV .........................................6
Bảng 1.7.Thông số kỹ thuật của tụ bù cos 6kV loại KC2 - 6,3 - 2T3........................7
Bảng 1.8. Các thông số của đờng dây trên không ...................................................10
Bảng 1.9. Các thông số và m hiệu cáp của các khởi hành. ......................................10
Bảng 1.10. Các thông số của trạm biến áp chính của Công ty than Cao Sơn. ...........13
Bảng 1.11. thông số kỹ thuật của máy cắt 35 kV loại C35M-630A-10T. .................13
Bảng 1.12. Thông số kỹ thuật của van phóng sét PBC-35,PB-6T. ..........................13

Bảng 1.13. Thông số kỹ thuật của hai máy biến dòng ..............................................14
Bảng 1.14. Thông số kỹ thuật của cầu dao cách ly POH 35/600T ............................14
Bảng 1.15.Thông số kỹ thuật của máy biến áp 6kV của công ty than Cao Sơn ........14
Bảng 1.16. Chức năng của các tủ loại KPY12-1000 .................................................15
Bảng 2.1. Thông số cđa r¬le so lƯch däc m hiƯu PHT – 565. .................................18
Bảng 2.2. Các thông số kỹ thuật của rơle khí có m hiệu BT-43-66. ........................20
Bảng 2.3. Thông số kỹ thuật của rơ le dòng RI loại PT- 40/20 .................................23
Bảng 2.5. Thông số kỹ thuật của Rơle dòng điện 3RI loại PT-40/10. ......................23
Bảng 2.6. Các thông số và hình thức vảo vệ trạm biến áp 35/6kV của mỏ lộ thiên
vùng Cẩm Phả - Quảng Ninh. ..........................................................................25
Bảng 2.7. Thông số kỹ thuật của máy biến áp đo lờng HTM-6............................30
Bảng 3.1. Thông số kỹ thuật của rơle MICOM.P122C .............................................46
Bảng 3.2. Thông số kỹ thuật của rơle REG316*4 .....................................................50
Bảng 3.3. Thông số bảo vệ quá nhiệt của rơle REG316*4........................................53
Bảng 3.4. Thông số bảo vệ quá dòng có thời gian xác định ......................................53
Bảng 3.5. Thông số bảo vệ quá dòng có hớng.........................................................54
Bảng 3.6. Thông số bảo vệ so lệch máy phát của REG316*4 ...................................54


Bảng 3.7. Thông số bảo vệ so lệch máy biên áp của REG316*4 ..............................55
Bảng 3.8. Thông số bảo vệ quá dòng cắt nhanh của REG316*4 ..............................56
Bảng 3.9. Thông số bảo vệ quá dòng có kiểm soát áp thấp.......................................56
Bảng 3.10. Thông số bảo vệ quá dòng có thời gian phụ thuộc ..................................57
Bảng 3.11. Thông số bảo vệ quá áp và thiểu áp của REG316*4 ...............................57
Bảng 3.12. Thông số bảo vệ quá dòng chạm đất có thời gian phụ thuộc ..................58
Bảng 3.13. Thông số bảo vệ dòng mất cân bằng pha ................................................58
Bảng 3.14. Thông số bảo vệ quá áp của REG316*4 .................................................59
Bảng 3.15. Thông số kỹ thuật bảo vệ khoảng cách của REG316*4 .........................60
Bảng 3.16. Thông số bảo vệ chống mất kích từ của REG316*4 ...............................60
Bảng 3.17. Thông số bảo vệ quá tải Stator của REG316*4.......................................62

Bảng 3.18. Thông số bảo vệ mất cân bằng điện áp của REG316*4 ..........................64
Bảng 3.19. Thông số bảo vệ dao động tần số của REG316*4 ..................................65
Bảng 3.20. Thông số kỹ thuật của rơle DLP3** .......................................................78
Bảng 3.21. Giá trị điện dung của 1km đờng dây trên không...................................81
Bảng 3.22. Giá trị điện dung của 1km cáp C .......................................................81
Bảng 3.23.Giá trị điện dung các khởi hành ...............................................................82
Bảng 3.24. Dòng điện điện dung riêng của các khởi hành ........................................83
Bảng 3.25. Điện dung của đờng dây trên các khởi hành .........................................83
Bảng 3.26. Kết quả tính điện dung các đờng cáp của các khởi hành ......................83
Bảng 3.27. Điện dung của các động cơ cao áp của các khởi hành. ...........................84
Bảng 3.28.Kết quả tính dòng điện dung riêng của các khởi hành. ............................84
Bảng 3.29. Dòng sự cố của các khởi hành khi kể đến ảnh hởng của máy biến áp đo
lờng HTM-6 ................................................................................................86
Bảng 3.30. Kết quả tính toán dòng điện sự cố của các khởi hành .............................87
Bảng 3.31. Bảng nhập các thông số của các biến dòng .............................................88
Bảng 3.32. Kết quả tính toán dòng đặt chỉnh định của rơle số bảo vệ cho các khởi
hành 6kV Công ty than Cọc Sáu ......................................................................90
Bảng 3.33. Kết quả tính toán dòng đặt chỉnh định của rơle số bảo vệ cho các khởi
hành 6kV Công ty than Cao S¬n ......................................................................90


DANH mụC các HìNH Vẽ
Hình 1.1. Sơ đồ trạm biến áp 35/6 kV Công ty than Cọc Sáu .....................................4
Hình 1.2. Sơ đồ mạng điện 6kV Công ty than cọc Sáu ...............................................8
Hình 1.3. Sơ đồ nguyên lý bảo vệ rơle các khởi hảnh 6kV .........................................9
Hình 1.4. Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp của Công ty than Cao Sơn .........................12
Hình 1.5. Sơ đồ mạng điện 6kV Công ty than Cao Sơn ............................................16
Hình 2.1. Sơ đồ nguyên lý bảo vệ máy biến áp 35/ 6 kV ..........................................19
Hình 2.2. Sơ đồ nguyên lý bảo vệ quá tải và cực đại máy biến áp ...........................22
Hình 2.3. Sơ đồ bảo vệ rơle ở các khởi hành 6 kV Công ty than Cao Sơn ................24

Hình 2.4. Sơ đồ bảo vệ chạm đất một pha Công ty than Cọc Sáu .............................29
Hình 2.5. Sơ đồ nguyên lý bảo vệ của rơle PT3-50 ...................................................30
Hình 3.1. Sơ đồ tự kiểm tra chức năng trong rơle số .................................................33
Hình 3.2. Sơ đồ nối BU, BI với các bộ phận biến đổi tín hiệu đầu vào .....................34
Hình 3.3. Sơ đồ làm việc kết hợp giữa đầu vào/đầu ra của rơle số ............................35
Hình 3.4. Nguyên lý bộ chuyển đổi A/D kết hợp multiplexer .................................36
Hình 3.5. Sơ đồ phối hợp bộ chuyển đổi A/D và multiplexer ...................................37
Hình 3.6. Hình dáng bên ngoài rơle khoảng cách số MICOM P441 ........................41
Hình 3.7. Sơ đồ bảo vệ đờng dây của rơle cách số MICOM họ P44X ....................43
Hình 3-8. Đặc tính bảo vệ quá dòng có thời gian phụ thuộc của rơle P122C ..........48
Hình 3.9. Sơ đồ chức năng giá sắt mạch cắt của rơle P122C ....................................49
Hình 3.10. Sơ đồ nguyên lý các khối rơle REG316*4 ..............................................50
Hình 3.11. Đặc tính bảo vệ so lệch của REG316*4 ..................................................55
Hình 3.12. Đặc tính bảo vệ khoảng cách...................................................................59
Hình 3.13. Đặc tính bảo vệ chống mất kích từ ..........................................................61
Hình 3.14. Đặc tính bảo vệ quá tải stator của REG316*4 ........................................61
Hình 3.15. Sơ đồ bảo vệ 100% cuộn stator chống chạm đất có nối thêm .................62
Hình 3.16. Sơ đồ bảo vệ 100% cuộn stator chống chạm đất có nối thêm .................63
Hình 3.17. Sơ đồ bảo vệ 100% cuộn stator chống chạm đất có nối thêm biến điện áp
ở đầu cực máy phát dùng rơle số REG316*4 ............................................................63


Hình 3.18. Bảo vệ mất cân bằng điện áp của REG316*4 .........................................64
Hình 3.19. Sơ đồ đấu dây của mạch bảo vệ bằng rơle SMPR-1 ................................66
Hình 3.20. Đặc tính bảo vệ quá dòng có thời gian phụ thuộc ...................................70
Hình 3.21. Hình dạng rơle 7S J64** .........................................................................72
Hình 3.22. Sơ đồ chức năng về rơ le 7SJ64** ...........................................................73
Hình 3.23. Đặc tính bảo vệ quá dòng có hớng của rơle 7SJ64** ...........................77
Hình 3.24. Sơ đồ bảo vệ chống chạm đất có trở kháng .............................................78

1
Mở đầu
1. Tính cấp thiết của đề tài
Với sản lợng than ngày càng tăng của các mỏ ở Việt Nam thì đòi hỏi việc
đầu t ngày càng đa dạng của các máy móc thiết bị trong đó việc cung cấp điện
ngày càng lớn và chất lợng ngày càng tốt hơn. Mét trong c¸c sù cè chiÕm tû träng
lín trong tỉng số các sự cố xảy ra trong lới điện 6kV là sự cố chạm đất một pha.
Khi sự có chạm đất một pha xảy ở các mỏ lộ thiên không những gây hại kinh tế do
việc ngừng cung cấp điện mà còn gây ra những hậu quả nghiêm trọng về an toàn
điện giật. Do vậy, đòi hòi phải có hệ thống bảo vệ chạm đất một pha tin cậy và đảm
bảo tính chọn lọc cần thiết. Trong thời gian gần đây việc phát triển của rơle kỹ thuật
số đ đợc ¸p dơng rÊt nhiỊu trong c¸c ngµnh kü tht vµ đạt đợc những thành
công lớn vì vậy đề tài: Nghiên cứu ứng dụng rơle kỹ thuật số bảo vệ chọn lọc chống
chạm đất một pha các khởi hành 6kV mỏ lộ thiên vùng Cẩm Phả- Quảng Ninh là
cần thiết.
2. Mục đích của đề tài
- Nghiên cứu thực trạng cung cấp điện cao áp 6kV ở các mỏ lộ thiên khu
vùng Cẩm Phả - Quảng Ninh.
- Nghiên cứu đề xuất ứng dụng rơle kỹ thuật số nhằm đảm bảo, bảo vệ chọn
lọc chống chạm đất một pha các khởi hành 6kV ở các mỏ lộ thiên vùng Cẩm Phả Quảng Ninh.
3. Đối tợng và phạm vi nghiên cứu
Các khởi hành 6kV ở các mỏ lộ thiên vùng Cẩm Phả - Quảng Ninh.
4. Nội dung của đề tài
- Đánh giá thực trạng cung cấp điện cao áp 6kV ở các mỏ lộ thiên vùng Cẩm
Phả - Quảng Ninh.
- Đánh giá thực trạng các hệ thống rơle bảo vệ chạm đất một pha cho các
khởi hành 6kV ở các mỏ lộ thiên vùng Cẩm Phả - Quảng Ninh.
- Đề xuất các giải pháp sử dụng rơle kỹ thuật số bảo vệ chọn lọc chạm đất
một pha cho các khởi hành 6kV ở ở các mỏ lộ thiên vùng Cẩm Phả - Quảng Ninh.

2
5. Phơng pháp nghiên cứu
Nghiên cứu tổng quan, phân loại đánh giá các loại rơle kỹ thuật số, lựa chọn
loại phù hợp để sử dụng việc bảo vệ chọn lọc chạm đất một pha các khởi hành 6kV
ở các mỏ lộ thiên vùng Cẩm Phả - Quảng Ninh.
6. ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Đề tài nghiên cứu, đánh giá tổng quan các loại rơle kỹ thuật số hiện đang sư
dơng ë trong n−íc vµ n−íc ngoµi, lùa chän vµ tính toán chỉnh định rơle kỹ thuật số
phù hợp với điều kiện thực tế, làm tài liệu để tham khảo cho các kỹ thuật viên và
sinh viên ngành cơ điện mỏ.
7. Cấu trúc của luận văn
Luận văn gồm 3 chơng, 56 bảng, 34 hình vẽ và đồ thị đợc trình bày trong
91 trang.
Luận văn đợc thực hiện tại Bộ môn Điện khí hoá Trờng Đại học Mỏ-Địa
chất. Trong quá trình thực hiện tác giả nhận đợc sự tận tình chỉ bảo của TS.
Nguyễn Ngọc Vĩnh, các cán bộ giảng dạy của Bộ môn Điện khí hoá.
Tôi xin chân thành cám ơn TS. Nguyễn Ngọc Vĩnh đ tận tình hớng dẫn tôi
trong việc hoàn thành luận văn này.
Tôi xin chân thành cám ơn các thầy cô giáo trong Bộ môn Điện khí hoá mỏ,
tập thể cán bộ Phòng Đào tạo sau đại học, trờng đại học Mỏ-Địa chất Hà Nội, các
bạn học viên lớp Cao học Kỹ thuật điện khoá K25 và gia đình đ tạo điều kiện cho
tôi hoàn thành bản luận văn này.


3
Chơng 1
Tổng quan về thực trạng cung cấp điện cao áp 6kV ở các
mỏ lộ thiên vùng Cẩm Phả - Quảng Ninh.

Các mỏ lộ thiên vùng Cẩm Phả, Quảng Ninh gồm 3 Công ty than nhng trong luận
văn ta xét 2 Công ty là: Công ty than Cọc Sáu và Công ty Than Cao sơn. Đây là các
Công ty khai thác than lộ thiên có sản lợng cao, trữ lợng lín cđa vïng Than CÈm
Ph¶ - Qu¶ng Ninh.
1.1. Giíi thiƯu thực trạng cung cấp điện cao áp 6kV Công ty than Cọc Sáu
1.1.1. Sơ đồ cung nguyên lý trạm biến áp 35/6 kV Công ty than Cọc Sáu
Tất cả các phụ tải của công ty đều đợc cung cấp điện từ phía 6 kV ở trạm
biến áp 35/6 kV. Điện áp 6 kV từ trạm biến áp đợc đa tới các khu khai thác.
Trong trạm biến áp 35/6kV đặt hai máy biến áp đợcc vận hành độc lập.
Bảng 1.1. Thông sè kü tht cđa m¸y biÕn ¸p M - 5600/35T
U (kV)

I (A)

MÃ hiệu

M-

Tổn thất
công suất
(kV)

Sơ cấp

Thứ
cấp

Sơ
cấp

Thứ
cấp

P0

Pn

355%

6,3

79,2

440

18,5

57

Un
I0 Tổ đấu
(%) (%)
dây
7,5

4,5

5600/35T

Y/ 11

Trong trạm có trang b hệ thống bảo vệ, đo lờng điện. Bình thờng trạm
sẽ cung cấp điện liên tục cho các phụ tải của mỏ và các khu vực lân cận.
Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp 35/6 kV đợc cho trên hình (1-1):


Hình 1.1. Sơ đồ trạm biến áp 35/6 kV Công ty than Cọc Sáu
1
3

2

T1

9

8

7

6

5

4

TM5600/35T
4800kVA
35/6kV

TT35/10

14 15

13

12

11

Số 1

C-2

16

ZHOM
35/0,1/0,1kV

C-300

10

C-1

PBC-35T

Van chống sét

331-1

Tủ khởi hành 2

Tủ bù cos

TI.TB35/10

Tủ chiếu sáng

Tủ khởi hành 9

C-6

Tủ khởi hành 1

Tủ dự phòng

C331-1

M BA nhị thức

Tủ khởi hành 8

Tủ khởi hành 6

Tủ dự phòng

ĐD.374- Mông Duơng

Tủ đầu vào HT:I

M BA 3 pha 5 trụ

Tủ khởi hành 12

Tủ CDCL phân
đoạn
Tủ máy cắt phân
đoạn

18

Số 2

17

Tủ khởi hành 10
Tủ bù cos

19

Tủ khởi hành 5

20

Tủ khởi hành 11

21
22

PBC-35T 332-2

23
25

24

T2

C332-2

26
27

TM5600/35T
4800kVA
35/6kV

TT35/10

TI.TB35/10

ĐD.373- Cẩm Phả

Van chống sét

C-7

Tủ khởi hµnh 3
Tđ khëi hµnh 7

Tđ khëi hµnh 4

MBA 3 pha 5 trụ

M BA nhị thức

Tủ đầu vào HT:I

4


5

1.1.2. Các thiết bị trong trạm biến áp 35/6 kV Công ty than Cọc Sáu
A. Các thiết bị điện phía 35kV
Các thiết bị điện phía 35kV của trạm gồm: cầu dao cách ly, máy cắt dầu, máy
biến áp đo lờng, van phóng sét. Các thông số kỹ thuật cho ở các bảng dới đây:
Bảng 1.2. Thông số kỹ thuật của cầu dao cách ly
STT

MÃ hiệu

Ký hiệu

Uđm (kV)

Iđm (A)

Vị trí lắp

1

PAH-35-35T

C6

35

600

Đờng dây trên không 374

2

PAH-35-35T

C7

35

600

Đờng dây trên không 373

3

PAH-35-35T

C300

35

600

Thanh cái 35kV

4

PAH-35-35T

C331

35

200

Phía MBA 1

5

PAH-35-35T

C332

35

300

PhÝa MBA 2

6

PAH-35-35T

C1

35

200

PhÝa ZHOM (MBA 1)

7

PAH-35-35T

C2

35

300

PhÝa ZHOM (MBA 2)

B¶ng 1.3. Thông số kỹ thuật của máy cắt dầu.
STT

MÃ hiệu

Ký hiệu

Sđm (MVA)

Uđm (kV)

Iđm (A)

Vị trí lắp

1

BM - 35

C331

400

35

600

Phía MBA1

2

BM - 35

C332

400

35

600

Phía MBA2

Bảng 1.4. Thông số kỹ thuật của máy biến áp đo lờng.
MÃ hiệu
ZHOM-35H

Sđm (VA)
ứng với cấp chính xác

Uđm (kV)
Sơ cấp

Thứ cấp

0,5

1

3

35

6,3

150

250

600

Sđm
(VA)
1200

Bảng 1.5. Thông số kỹ thuật của van phóng sét.
MÃ hiệu

Uđm (kV)

PBC - 35

42

Điện áp xuyên thủng (kV)
Ướt

Khô

80

132

Số khe hë

Sè ®Üa

®iƯn trë

32

20 - 11


6
B. Các thiết bị bên phía 6kV
Hệ thống phân phối điện 6kV của trạm gồm 27 tủ điện 6kV đợc đánh số lần
lợt từ (1 ữ 27) và đợc bố trí thành hai phân đoạn:
- Phân đoạn 1: Từ tủ số 1 đến tủ số 13.
- Phân đoạn 2: Từ tđ sè 16 ®Õn tđ sè 27.
Trong ®ã:
- Tđ 1 và tủ 27 là hai tủ đầu vào.
- Tủ 2 vµ tđ 26 lµ hai tđ dïng.
- Tđ 3 vµ tủ 25 là hai tủ dùng cho đo lờng.
- Tủ 4 vµ tđ 24 lµ hai tđ dïng cho chèng sét.
- Tủ 6 là tủ chiếu sáng.
- Tủ 10, 18 là hai tủ bù công suất phản kháng.
- Tủ 5, 7, 8, 9, 13, 16, 17, 19, 20, 21, 23 là các tủ khởi hành.
- Tủ 11, 12 là các tủ dự phòng.
Giữa hai phân đoạn đợc liên kết với nhau bằng cầu dao phân đoạn 14 và tủ
cắt phân đoạn 15. Việc bố trí các tủ thành hai phân đoạn tạo điều kiện thuận lợi cho
vận hành và sửa chữa trạm, đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các phụ tải.
Bảng 1.6. Các thông số kỹ thuật của các tủ điện phía 6kV
STT

Tên gọi

1

Tủ đầu vào
Tủ biến áp tự
dùng
Tủ biến áp đo
lờng và bảo vệ
Tủ chống sét
Tủ cầu dao phân
đoạn
Tủ máy cắt phân
đoạn

2
3
4
5
6
7

Các tủ khởi hành

8
9

Tủ dự phòng
Tủ bù cos

Thông số cơ bản
MÃ hiệu

Sđm
Uđm
Iđm
(kVA)
(kV)
(A)
6
1000
KPT6 - 1080 350
KTMT6-6066
1000
HTMT6 2
6,6/0,23
202
6,6/0,1
KPT6 - 301 640
KPΠT6-402350
6
600
600
KP6-11-600
KPΠT6-13600
KPΠT6
KPΠT6

Sè hiƯu tđ
1;27
2;26
3;25
4;24

14

350

6

600

15

350

6

600

5;7;8;9;1316;17

350

6
6

600

11;12
10;18


7

C. Hệ thống tủ bù cos

Để sử dụng hợp lý và tiết kiệm điện năng Công ty có lắp đặt hƯ thèng tơ bï
cosϕ 6kV lo¹i KC2 - 6,3 - 2T3.
Bảng 1.7.Thông số kỹ thuật của tụ bù cos 6kV loại KC2 - 6,3 - 2T3.
Loại tụ

Điện áp (V)

Điện dung

Dung lợng (kVAR)

KC2 - 6,3 2T3

6

4,05

50,2

Các tụ đợc chia thành hai phân đoạn vận hành độc lập để bù công suất phản
kháng cho lới 6kV.
Phân đoạn 1: gồm 18 tụ
50,2kVAr
Qbù = 18 x 50,2 = 903,2 (kVAr)
Phân đoạn 2: gồm 12 tơ.
Qbï = 12 x 50,2 = 602,4 (kVAr).
Trªn thùc tế Công ty chỉ dùng một phân đoạn còn phân đoạn kia dự phòng và
bảo dỡng.

1.1.3. Giới thiệu mạng điện 6kV của Công ty
Từ trạm biến áp chính 35kV điện áp đợc biến đổi xuống cấp 6kV cung cấp
cho các tủ khởi hành. Từ các tủ khởi hành đến các công trờng, khu vực khai thác và
các phân xởng sửa chữa theo sơ đồ đi dây hình tia. Sơ đồ cung cấp điện 6kV của
Công ty than Cọc Sáu đợc thể hiện trên hình (1-2):


8

1

3

2
100/5

5

4
200/5

200/5

6
100/5

100/5

8

7
200/5

200/5

R3-1
C1-1

C1-2

N2-2

N2-1

C6-1

C3-2
R1-2

320
PXSC

10 KG

15
R3-2
Trạm-34

R8-5
R7-1

100
10-10

25
đđ.300

40
đđ.275

R8-4

315
Bơm+30

C5-6

C5-3

400
PXCĐ

100
Trạm+20

C5-4

19

20

C6-2

40
M oong-30

C10-13

N10-2

16

T9

C5-5
320
Cảng

100
XNN

PXTM

R8-1

23

C12-6

C10-16

T6

250
V PBT

250
Than II

C12-1

22

C10-4

C10-7

C5-1

C12-7

1600
T1+T2

135
CS-To

C12-2

C12-8

T7
PĐ10-2

C5-2

25
đđ.190

KBM

C8-3

C2-6

13

R12-1

C12-5

135
Khoan

C7-2

R6-2
Trạm-34

250

PXTM

1

400
PXCB

N10-3

11

C12-9

C12-3

C10-15

T8

N 12-1

100
PXVT6

PĐ9-1

PĐ7-1

PĐ2-1

N 10-1
C10-3

C7-5

15
C2-4

250
VPCT

R10-1

C6-3

C4-1

200/5

C10-11

C10-6

C8-6

C2-3

T10
600kVA

12

100/5

200/5

C8-4

400
Sàng 2

C4-2

250
PXCĐ

200/5

11

N5-1
C5-7

320
ĐL

200/5

C8-5

C7-1

KM1

C3-1

10

9

320
GaB

24
40
đđ.185
500
TQB

R5-1

18

17

T5

14

500

To

500
T3

C10-10

R5-3

C10-9
T4

9

200
Trạm S/e BCS

Hình 1.2. Sơ đồ mạng điện 6kV Công ty than Cọc Sáu

C10-2

C10-5

C10-14

21
40
đđ. 175 đông

25

đđ. 175 Tây

40
đđ. 175 đông

R10-4
25
K.M ×n


9
Các tuyến dây đợc xây dựng cố định để cung cấp điện cho các thiết bị điện
cao áp đến tủ lu động, các trạm biến áp 6/0,4kV. Tủ lu động đến các thiết bị bằng
cáp mềm. Đờng dây cố định đợc xây dựng bằng đờng cột bê tông đúc ly tâm còn
các đờng di động là tạm thời vì thờng xuyên phải thay đổi chiều dài theo tầng
khai thác. Để bảo vệ các khởi hành Công ty sử dụng sơ đồ hình (1-3).
Nguyên lý hoạt động:
Bình thờng các rơle 1PT, 2PT không có điện, nhng khi có sự cố ngắn mạch
ở các khởi hành 6kV rơle 1PT, 2PT có điện, nó sẽ tác động đóng mạch rơle thời gian
PB. Sau khoảng thời gian chỉnh định rơle thời gian PB tác động đóng mạch cho rơle
tín hiệu 1PY. Rơle này tác động gửi tín hiệu đến máy cắt 6kV cắt khởi hành bị sự cố
ra khỏi mạng.
Sơ đồ bảo vệ rơle của mạng 6kV.
6kV

+

1PY
1PT

Đo
đếm

2PT

PB

+

2PY
PB

Hình 1.3. Sơ đồ nguyên lý bảo vệ rơle các khởi hảnh 6kV


10
Mạng 6kV của Công ty có mời hai khởi hành, trong đó có mời một khởi
hành đang làm việc phục vụ cho việc khai thác và sinh hoạt.
Mạng điện 6kV cung cấp cho các phụ tải đợc bố trí theo mạng hình tia. Hệ
thống mạng gồm 11 khởi hành đang hoạt động. Các thông số của đờng dây trên
không và cáp của các khởi hành nh bảng (1-8) và bảng (1-9):
Bảng 1.8. Các thông số của đờng dây trên không
Khởi hµnh
L = (km)
AC - 120
AC - 95
AC - 70
AC - 50
AC - 35
M - 70

M - 50
M - 35
§iƯn dung
C = (àF/Km)

5
10-3

198
249
284

7
10-3

8
10-3

9
10-3

2965 1110
884
752

13
10-3

16
10-3

17
10-3

515
900

1015
619
602

345

19
10-3

20
10-3

21
10-3

23
10-3

800

1250 3370
216 1047
642 2557

685
395
100

249,
2

42,7

1260
409
200

26

166,
2

46,7

12,3

50,3

1215
52,4

80,5

69,7

75,7

Bảng 1.9. Các thông số và m hiệu cáp của các khởi hành.
TT khởi hành

MÃ hiệu cáp

Chiều dài (Km)

Điện dung
Cc1.10-3 (à
àF/Km)

5

C 3 x 50

0,589

106

7

C 3 x 50

5,669

1020,4

8

CБΓ 3 x 50

0,661

119

9

CБΓ 3 x 50

0,661

119

13

CБΓ 3 x 50

1,253

225,5

16

CБΓ 3 x 50

0,666

120

17

CБΓ 3 x 50

2,89

520,2

19

CБΓ 3 x 50

4,431

789

20

CБΓ 3 x 50

2,245

404

21

CБΓ 3 x 50

6,115

1101

23

CБΓ 3 x 50

1,278

230


11
1.1.4. Các sự cố xảy ra trong mạng điện 6kV
Dựa vào kết quả thống kê sự cố trong 3 năm từ 2011 đến năm 2013 của
phòng cơ điện (xem phụ lơc I).
Theo tÝnh to¸n ë phơ lơc I ta thÊy sự cố chạm đất một pha chiếm một phần
lớn từ (55,5 ữ 57,1)%.
Số lần sự cố chiếm (55,6 ữ 62,6)% tổng thời gian ngừng cung cấp điện nó
làm ảnh hởng trực tiếp đến quá trình sản xuất của Công ty.
1.2. Giới thiệu thực trạng cung cấp điện cao áp 6kV công ty than Cao Sơn
1.2.1. Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện trạm biến áp 35/6 kV Công ty than Cao
Sơn
Điện cao áp cung cấp chính cho Công ty than Cao Sơn đợc cung cấp từ phía
thanh cái 35kV của trạm biến áp 35/6kV, đợc đa tới các phụ tải của Công ty theo
mạch dạng hình tia. Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp của Công ty than Cao Sơn đợc
thể hiện trên hình (1.4):

12

Hình 1.4. Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp của Công ty than Cao Sơn


13
Bảng 1.10. Các thông số của trạm biến áp chính của Công ty than Cao Sơn.
Công Suất
M hiệu

(kVA)

TM-6300/10T

6300

Điện áp định

Tổn hao công suất

mức, (kV)

(kW)

Sơ

Thứ

Không

Ngắn

cấp

cấp

tải

mạch

35

6,3

9,4

46,5

Io %

Un %

0,9

7,5

Trạm điện gồm hai phần : Ngoài trời và trong nhà :
* Phần ngoài trời : 2 máy biến áp TM-6300 kVA; cầu dao cách ly đầu trạm
loại 1P-1; 2P-1, cầu dao cách ly vào 2 máy biến áp TM-6300 là 2P-1, 2P-2; hai cầu

dao giữa hai thanh cái nối là 3P-1; 3P-2, van phóng sét 35 kV mă hiệu PBC-35.
* Phần trong nhà chủ yếu là các thiết bị đo lờng, bảo vệ và tủ điều khiển
6kV.
1.2.2. Các thiết bị dùng trong trạm 35/6,3 kV Công ty than Cao Sơn
1. Máy cắt 35 kV
Máy cắt 35 kV dùng loại C35M-630A-10T
Bảng 1.11. thông số kỹ thuật của máy cắt 35 kV loại C35M-630A-10T.

M hiệu

C35M-630A10T

Udm
(kV)

35

Idm
(A)

630

Dòng điện
giới hạn (kA)
Hiệu
dụng

Biên
độ

15

34

Io dn (kA)
1s

5s

Icắt dm
(kA)

Scắt dm
(MVA)

12,4

750

10s
8

Bảng 1.12. Thông số kỹ thuật của van phóng sét PBC-35,PB-6T.
Uxuyên thủng (kV)
M hiệu

Udm (kV)

Ướt

Khô

Số khe

Số đĩa điện trở

hở
PBC-35

42

80

132

32

PB-6T

7,6

16

19

35

10 ữ 21

14
2. Máy biến dòng
- Phía 6 kV dùng loại biến dòng THIIIA- 6;
- Phía 35 kV dùng loại biến dòng CTOH- 35.
Bảng 1.13. Thông số kỹ thuật của hai máy biến dòng
Phụ tải thứ cấp, cấp chính xác
M hiệu

Uđm

Iôđđ

(kV)

Iôđđ

Iđm sơ cấp

10s

(A)

VA

VA



0,5

CTO-35

35

0,1

166

400ữ500

20

THIIIA- 6

6

0,5

40

800ữ1000

20

VA


1

0,8

3

20

0,8

150

6

40

1,6

75

3

3. Cầu dao cách ly
Trạm sử dụng các loại cầu dao cách ly:
+ POH 35/600T có bộ truyền động PH-220T;
+ POH 35/600T có bộ truyền động PH- 110T.
Bảng 1.14. Thông số kỹ thuật của cầu dao cách ly POH 35/600T
Uđm

Ulvmax

Iđm

ixk

iôđncs

Iôđn

tôđn

M hiệu

(kV)

(kV)

(A)

(kA)

(kA)

(kA)

(s)

POH-35/600T

35

40,5

600

29

50

10

10

4. Máy biến áp đo lờng
Trạm biến áp Cao Sơn chỉ đo lờng phía 6kV, máy biến áp đo lờng đang sử
dụng là loại HTM 6.
Bảng 1.15. Thông số kỹ thuật của máy biến áp 6kV của công ty than Cao Sơn
Uđm (V)

Sđm (VA) ứng với cấp chính xác

Smax

M hiệu

Sơ cấp

Thứ cấp

0,5

1

3

(VA)

HTM-6

6000

100/100/3

80

150

320

640

Trạm dùng công tơ điện tử 3 giá để đo công suất tác dụng và công suất phản
kháng, đo dòng điện dùng Ampe kế, đo điện áp dïng V«n kÕ.


15
Các thiết bị đo đều đợc mắc gián tiếp qua máy biến áp đo lờng và máy
biến dòng.
Phần trong nhà đợc xây dựng với tổng diện tích 250m2,đặt 22 tủ trọn bộ loại
KPY12-1000, đợc đánh số thứ tự từ 1ữ22.
Bảng 1.16. Chức năng của các tủ loại KPY12-1000
TT

Số hiệu tủ ở hình 2-1

Chức năng làm việc của các tủ

1

3 ; 11

Các tủ đầu vào

2

9 ; 11

Tủ đặt trạm bù cos và tủ dự phòng

3

5;6

Các tủ phân đoạn

4

12 ; 21

Các tủ tự dùng cấp điện sinh hoạt

5

13 ; 20

Các tủ đo l−êng

6

14 ; 19

C¸c tđ chèng sÐt

7

1 ; 2 ; 4 ; 7 ; 8 ; 10 ; 15 ; 17 ; 18 ; 22

Các tủ khởi hành cấp điện cho phu tải

1.2.3. Giới thiệu mạng điện 6 kV của Công ty than Cao Sơn
Do đặc điểm khu khai thác và vị trí gơng tầng luôn thay đổi nên các phụ
tải ở gơng khai thác cũng thay đổi theo, Vì vậy mạng điện 6 kV của Công ty đợc
chia làm 2 phần :
- Phần cố định: Là đờng dây từ trạm biến áp đến trạm phân phối trung tâm.
- Phần di động: Là đờng dây từ trạm phân phối trung tâm đến phụ tải.
Các khởi hành của mỏ đều sử dụng dây trên không kết hợp với đờng dây
cáp.
Sơ đồ mạng điện 6kV Công ty than Cao Sơn nh hình (1.5).


16

DựPhòng
Tuyến7

Tuyến5

Tuyến1
Tuyến3

Tuyến4

Tuyến2
TuyếnPXCĐ
TuyếnPXTM

Tuyến6
TuyếnKC

Hình 1.5. Sơ đồ mạng điện 6kV Công ty than Cao S¬n