Nghiên cứu đánh giá hiện trạng và đề xuất các giải pháp nhằm giảm thiểu chi phí điện năng ở các mạng điện hạ áp hầm lò vùng uông bí quảng ninh

Bộ giáo dục và đào tạo
Trờng đại học mỏ địa chất
---------- *** ----------

Bùi xuân ninh

Nghiên cứu đánh giá hiện trạng và đề xuất các
giải pháp nhằm giảm thiểu chi phí điện năng ở các
mạng điên hạ áp hầm lò vùng Uông bíQuảng Ninh
Chuyên ngành: Điện khí hoá mỏ
MÃ số: 60.52.52

luận văn thạc sỹ kỹ thuật

ngời hớng dẫn khoa học
TS. Nguyễn Ngäc VÜnh

Hµ Néi - 2010


Bộ giáo dục và đào tạo
Trờng đại học mỏ địa chất
-------------- *** --------------

Bùi xuân ninh

Nghiên cứu đánh giá hiện trạng và đề xuất các giải
pháp nhằm giảm thiểu chi phí điện năng ở các mạng
điên hạ áp hầm lò vùng Uông bí Quảng Ninh

luận văn thạc sỹ kỹ thuật

Hà néi - 2010


lời cam đoan

Tôi xin cam đoan luận văn cao học này là công trình nghiên cứu của riêng cá
nhân tôi. Các tài liệu, số liệu đợc nêu trong luận văn là trung thực. Các luận điểm và
các kết quả nghiên cứu cha từng đợc ai công bố trong bất cứ công trình nào khác.

Hà nội, ngày tháng năm 2010
Tác giả luận văn

Bùi Xuân Ninh


1

Mở đầu

1. Tính cấp thiết của đề tài
Các mạng điện hạ áp mỏ hầm lò vùng Uông Bí- Quảng Ninh hiện tại
vẫn đang sử dụng chủ yếu cấp điện áp 380V, một số cửa lò đ nâng cấp điện
áp lên 660V. Khi khả năng khai thác phát triển xuống sâu, diện khai thác ngày
càng mở rộng, năng suất và chiều dài lò chợ càng phát triển, sẽ dẫn đến hậu
quả là tổn hao điện năng và tổn hao điện áp trên đờng dây truyền tải tăng,
ảnh hởng trực tiếp đến điều kiện làm việc bình thờng và điều kiện khởi
động của động cơ, làm giảm năng suất của máy và tuổi thọ của động cơ, động
cơ có thể bị quá tải. Khi đó chi phí điện năng trong máy biến áp và trên đờng
dây cũng tăng cao, ảnh hởng trực tiếp đến giá thành sản phẩm.

Để khắc phục hậu quả, nâng cao sản lợng khai thác và đáp ứng nhu
cầu của tổng sơ đồ phát triển ngành than, các mỏ hầm lò vùng Uông BíQuảng Ninh cần phải tiến hành đổi mới, áp dụng cơ giới hóa và tự động hóa
trong công nghệ khai thác. Trong giá thành sản phẩm, tỷ trọng về chi phí điện
năng tơng đối cao, vì vậy việc nghiên cứu đề xuất các giải pháp hữu hiệu
nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng điện năng mang tÝnh cÊp thiÕt, cã ý nghÜa
khoa häc vµ thùc tiƠn.
2. Đối tợng và phạm vi nghiên cứu của đề tài
Đối tợng nghiên cứu của đề tài là mạng điện hạ áp hầm lò ở phụ
tải điện các mỏ hầm lò vùng Uông Bí- Quảng Ninh.
Phạm vi nghiên cứu của đề tài là tình hình tiêu thụ năng lợng
của lới điện hạ áp ở các mỏ hầm lò vùng Uông Bí- Quảng Ninh: Mạo Khê,
Vàng Danh và Nam Mẫu.
3. Mục đích của đề tài
Đánh giá tổng quan về tình trạng sử dụng điện năng ở các mỏ hầm lò
vùng Uông bí - Qu¶ng Ninh.


2

Phân tích, lựa chọn và đề xuất một số giải pháp nhằm giảm thiểu chi phí
điện năng ở các mạng điện hạ áp hầm lò vùng Uông bí Quảng Ninh.
4. Nhiệm vụ của đề tài
Để thực hiện các mục đích trên, đề tài cần giải quyết các nhiệm vụ sau:
- Đánh giá tình trạng tiêu thụ điện năng cũng nh hiện trạng trang thiết bị
điện của mạng điện hạ áp tại các mỏ than hầm lò vùng Uông Bí- Quảng Ninh.
- Lựa chọn các giải pháp hữu hiệu nhằm giảm thiểu chi phí điện năng ở
các mạng điện hạ áp hầm lò vùng Uông bí Quảng Ninh.
- Kiểm tra các thông số chế độ của lới, chứng thực tính u việt và đảm
bảo chất lợng điện năng của lới điện sau khi đa ra các giải pháp nhằm
giảm thiểu chi phí điện năng.

5. Nội dung của đề tài
- Đánh giá tổng quan hệ thống cung cấp điện ở các mỏ hầm lò vùng
Uông Bí- Quảng Ninh.
- Nghiên cứu tình hình sử dụng điên năng ở các mỏ hầm lò vùng Uông
Bí- Quảng Ninh.
- Nghiên cứu đề xuất một số giải pháp hữu hiệu nhằm giảm thiểu chi
phí điện năng ở các mạng điện hạ áp hầm lò vùng Uông Bí- Quảng Ninh.
6. Phơng pháp nghiên cứu
Để giải quyết các nhiệm vụ của đề tài, tác giả sử dụng các phơng pháp
nghiên cứu tổng hợp sau:
+ Thống kê, đo lờng, thu thập số liệu phục vụ cho công tác nghiên cứu.
+ Xác định các thông số phục vụ cho mục đích nghiên cứu trên cơ cở
các số liệu thu thập đợc tại các mỏ, kết hợp với các thông số kinh nghiệm
của các nớc có công nghiệp khai thác mỏ phát triển.
7. ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Nâng cao hiệu quả sử dụng điện năng nhằm giảm chi phí sử dụng điện
năng là một chủ trơng lớn của Đảng và Chính Phủ. Trong giá thành khai thác


3

một tấn than chi phí điện năng chiếm một tỷ trọng đáng kể vì vậy việc tìm các
giải pháp nhằm sử dụng hiệu quả điện năng ở mạng điện hạ áp hầm lò sẽ
mang tính cấp thiết, có tính khoa học và thực tiễn.
8. Cơ sở tài liệu
Luận văn đợc thực hiện dựa trên cơ sở các tài liệu sau:
+ Các số liệu về lới điện cao áp và hạ của các mỏ: Vàng danh, Mạo
khê, Nam mẫu.
+ Năng lợng tiêu thụ của các mỏ: Vàng danh, Mạo khê, Nam mẫu
trong những năm gần đây.

Luận văn đợc hoàn thành tại Bộ môn Điện khí hoá, trờng Đại học
Mỏ- Địa chất d−íi sù h−íng dÉn khoa häc cđa: TS. Ngun Ngäc Vĩnh
Trong quá trình thực hiện luận văn, tác giả đ nhận đợc sự giúp đỡ
chân thành và nhiệt tình của các nhà khoa học, các cán bộ giảng dạy trong Bộ
môn Điện khí hoá, Phòng Đại học và Sau đại học, Phòng cơ điện công ty than
Mạo Khê, phòng cơ điện công ty than Vàng Danh, phòng cơ điện công ty than
Nam Mẫu.
Nhân dịp này tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới TS. Nguyễn
Ngọc Vĩnh, ngời trùc tiÕp h−íng dÉn khoa häc, c¸c tËp thĨ, c¸ nhân, các nhà
khoa học và các đồng nghiệp về những đóng góp quý báu trong quá trình thực
hiện đề tài.


4

Chơng 1
Tổng quan mạng điện mỏ hầm lò
vùng Uông Bí Quảng Ninh
1.1. Hệ thống cung cấp điện ngoài mỏ
Mạng điện mỏ hầm lò vùng Uông Bí - Quảng Ninh gồm 3 mỏ lớn:
Vàng Danh, Nam Mẫu, Mạo Khê.
Các mỏ ®−ỵc cung cÊp ®iƯn tõ
hƯ thèng ®iƯn qc gia, b»ng các đờng dây 110 kV dẫn về các trạm
biến áp vùng 110/35/6kV; từ các trạm biến áp vùng, điện năng theo hai tuyến
đờng dây 35kV (một làm việc, một dự phòng) đợc dẫn về trạm biến áp
chính 35/6kV của mỏ.
Với hệ thống cung cấp điện nh vậy thì việc cung cấp điện cho mỏ đến
thanh cái phía 35kV của trạm biến áp chính là liên tục, thời gian mất điện chỉ
bằng thời gian cần thiết để đóng nguồn dự phòng và không đáng kể đối với
điều kiện mỏ hầm lò.

1.2. Trạm biến áp chính 35/6kV của các mỏ
ở các mỏ hầm lò, mỗi mỏ có một trạm biến áp chính 35/6kV gồm 2
máy biến áp. Hiện tại các máy biến áp này làm việc theo nguyên lý dự phòng
nguội, luân phiên theo tuần. Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp chính 35/6kV của các
mỏ Mạo khê, Vàng danh, Nam mẫu đợc thể hiện từ hình 1.1 đến hình 1.3:


5

5

Hình 1.1: Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp 35/6kV công ty than Mạo Khê


6

6

Hình 1.2: Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp 35/6kV công ty than Vàng Danh


7

7

Hình 1.3: Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp 35/6kV c«ng ty than Nam MÉu


8

Bảng 1.1: Đặc tính kĩ thuật của máy biến áp của công ty than
Mạo Khê, Vàng Danh, Nam Mẫu
Tên
mỏ
Mạo
Khê

Vàng
Danh

Nam
Mẫu

Uđm (kV)

Sđm
(kVA)

Pnm
(kW)

Pkt
(kW)

Un
(%)

I0
(%)

6,3

8000

24

8,3

7,5

3

35

6,3

8000

24

8,3

7,5

3

Y/

35

6,3

4500

46

17,8

7,15

5

BAD

Y/

35

6,6

5600

57

18,5

7,5

4,5

BAD

Y/-11

35

6,3

3200

29,5

5,4

7,5

4,5

BAD

Y/-11

35

6,3

3200

29,5

5,4

7,5

4,5

M
hiệu

Tổ đấu
dây

SF1

Sơ
cấp

Thứ
cấp

Y/

35

SF2

Y/

BAD

Số lợng và công suất máy biến áp ở các trạm biến áp chính trong
những năm gần đây hầu nh không có gì thay đổi.
1.3. Mạng điện 6kV của mỏ
Các thiết bị phân phối 6kV của trạm gồm các tủ cao áp trọn bộ đợc
đấu điện từ thanh cái 6kV gồm hai phân đoạn. Các khởi hành đợc đấu vào cả
hai phân đoạn, chứng tỏ không có dự phòng thanh cái mà chỉ sử dụng một số
tủ cao áp để dự phòng. Với việc bố trí thanh cái và tủ phân phối cao áp nh
vậy sẽ tiện lợi và linh hoạt cho việc vận hành 1 máy biến áp hoặc 2 máy biến
áp, dễ dàng thực hiện các hình thức bảo vệ trong trạm.
Các xí nghiệp mỏ hiện tại gồm một tập hợp các máy móc dùng điện
đợc bố trí cả ở trên mặt mỏ và ở trong hầm lò. Tuỳ theo sản lợng của mỏ,
chiều sâu vỉa, các kích thớc của ruộng mỏ, chế độ khí và bụi, độ ngập
nớc và các yếu tố địa chất mỏ mà tổng công suất lắp đặt của các phụ tải


9

điện có thể từ hàng nghìn đến hàng chục nghìn kW.
Các phụ tải trên mặt mỏ chủ yếu gồm: Trục tải, quạt gió, máy ép khí,
cũng nh các thiết bị phụ trợ khác để vận chuyển khoáng sản và đất đá, phân
xởng cơ điện v.v...Ngoài ra trong hệ thống điện, còn có các phụ tải sinh hoạt
của các khu dân c lân cận.
Trong hầm lò, phụ tải điện có công suất lớn nhất là thiết bị thoát nớc
chính bố trí ở sân giếng, ngoài ra còn có các phụ tải khác nh trạm chỉnh lu
cho tàu điện, các thiết bị ®Ĩ chÊt dì t¶i cho trơc t¶i, têi...
Phơ t¶i ®iƯn ở khu khai thác là máy khai thác và máng cào ở gơng lò
chợ. Để di chuyển máng cào và các vì chống cơ giới hoá, sử dụng trạm bơm
dầu cao áp. Để vận chuyển ở lò phân tầng và lò thợng thờng dùng băng
chuyền. Để chất và dỡ hàng ở các trạm chất và nhận, bố trí máy đẩy goòng,
quang lật, máy cấp liệu...

ở các lò chuẩn bị, phụ tải điện chủ yếu là máy đào lò, máy xúc, máy
nén khí di động để cấp cứu khí nén cho khoan. Các quạt cục bộ trong lò chuẩn
bị thờng có công suất không lớn nhng có yêu cầu cao về độ tin cậy cung
cấp điện.
Các phụ tải điện 6kV của xÝ nghiƯp má bao gåm c¸c m¸y biÕn ¸p
6/0,69-0,4 kV và các động cơ cao áp.
Phụ tải điện 6kV trong những năm gần đây của các xí nghiệp mỏ đợc
thống kê trong bảng 1.2 đến bảng 1.4.
Bảng 1.2: Các phụ tải điện 6kV của công ty than Mạo Khê
Máy biến áp 6/0,69-0,4 kV

Động cơ cao áp khác

Số lợng

Tổng công suất
định mức, (kVA)

Số lợng

Tổng công suất
định mức, (kVA)

42

10.070,3

7

5.035,7

10

Bảng 1.3: Các phụ tải điện 6kV của công ty than Vàng Danh
Máy biến áp 6/0,69-0,4 kV

Động cơ cao áp khác

Số lợng

Tổng công suất
định mức, (kVA)

Số lợng

Tổng công suất
định mức, (kVA)

37

9135

1

571

Bảng 1.4: Các phụ tải điện 6kV của công ty than Nam Mẫu
Máy biến áp 6/0,69-0,4 kV

Động cơ cao áp khác

Số lợng

Tổng công suất
định mức, (kVA)

Số lợng

Tổng công suất
định mức, (kVA)

19

5550

0

0

Trong bảng trên công suất biểu kiến định mức của động cơ cáo áp đợc tính:

S dm =

Pdm
,
cos dm . dm

(kVA)

Mạng điện 6kV ở các mỏ hầm lò đều có dạng hình tia. Cách bố trí nh
vậy là đơn giản và linh hoạt cho việc đấu phụ tải vào mạng. Tổng chiều dài
mạng điện 6kV ở các mỏ và chiều dài mạng kể từ trạm biến áp chính đến phụ
tải xa nhất không lớn.
1.4. Đặc điểm cung cấp điện mỏ hầm lò

Do đặc thù hoạt động sản xuất và các yếu tố đe dọa tới điều kiện an
toàn lao động (cháy nổ khí, bục nớc, sập lò...), nên mỏ than hầm lò luôn
đợc coi là hộ tiêu thụ điện đặc biệt quan trọng. Không giống nh phần lớn
các xí nghiệp công nghiệp sản xuất tập trung, các xí nghiệp mỏ thờng đợc
cung cấp điện theo mô hình: lới cao áp quốc gia -> lới phân phối -> lới hạ
áp. Hiện nay ở Việt Nam, lới phân phối có các cấp điện áp đợc áp dụng nh


11

sau:3kV, 6kV, 10 kV; lới hạ áp khu vực có:380V, 660V
Tùy theo độ sâu, diện tích của vỉa than và cấp điện áp làm việc của các
thiết bị điện sử dụng trong hầm lò, trên thế giới từ lâu nay phổ biến hai
phơng pháp cung cấp điện nh sau:
1.4.1. Cung cấp điện hầm lò qua giếng

Phơng pháp truyền tải điện năng qua giếng để cung cấp cho các phụ tải
trong hầm lò là phơng pháp phổ biến đối với các mỏ có độ sâu của vỉa đủ lớn.
- Từ thanh cái 6kV của trạm biến áp chính (TBAC) trên mặt mỏ, điện
năng theo hai đờng cáp đặt trong giếng đợc dẫn đến hai phân đoạn thanh cái
của trạm phân phối trung t©m (TPPTT) bè trÝ ë s©n giÕng. Tõ thanh cái này
điện đợc lấy ra để cung cấp cho các phụ tải cao áp ở các sân giếng, cũng nh
qua các máy biến áp để cung cấp cho các phụ tải điện hạ áp và thắp sáng.
- Khi khoảng cách đủ lớn và số phụ tải điện trong mỗi khu vực đủ nhiều,

yêu cầu phải có nhiều trạm biến áp di động. Trong trờng hợp này việc cung
cấp cho các trạm di động không phải trực tiếp từ TPPTT mà là từ trạm phân
phối cao áp của khu vực. Để tăng độ tin cậy cung cấp điện, hệ thống thanh cái
của trạm biến áp chính và TPPTT đợc phân đoạn.
Số lợng cáp đặt trong giếng tuỳ thuộc vào: số tầng công tác trong mỏ,
công suất truyền tải có kể đến dòng định mức của tủ đầu vào TPPTT và yêu
cầu dự phòng.
Phơng pháp này đợc áp dụng cho mỏ sâu. Trạm chính của mỏ nhận
điện cao áp từ lới quốc gia, sau khi hạ áp đợc chuyển xuống lới phân phối
(thờng là 6kV). Điện áp này đợc dẫn từ trạm biến áp chính (T.B.A.C) hoặc
trạm phân phối trên mặt bằng qua lò giếng (thờng là giếng phụ) tới các trạm
biến áp di động (TBADĐ) hoặc cố định (TBACĐ) trong lò với mô hình chung
nh minh hoạ nêu trên hình 1.4a. Trạm phân phối trung tâm hầm lò
(TPPTTHL) thờng đợc bố trí lắp đặt cạnh sân giếng, lân cận với trạm bơm
thoát nớc chính và trạm chỉnh lu.


12

1.4.2. Cấp điện qua lỗ khoan

Phơng pháp này nói chung chỉ áp dụng cho các mỏ nông, khi các vỉa
than nằm sâu không quá 300m. Theo phơng pháp này, điện hạ thế đợc cấp
thẳng từ trạm chính hoặc từ các biến áp phân phối đặt trên mặt bằng đến tận lò
chợ, dẫn cáp qua lỗ khoan hoặc thợng thông gió. Nh vậy sơ đồ này không
có trạm phân phối ngầm. Mô hình cung cấp điện theo phơng án này đợc
minh hoạ trên hình 1.4b.

35 kV

TBAC 35/
6kV

Trạm bơm
6 kV

Giếng

T.P.T.H
6 kV

Tới biến áp khu vực

35 kV

TBAC 35/
6kV

Trạm chỉnh
lu
Biến áp
chiếu sáng

6 kV
T.B.C

Giếng

380-660V

Tới
phụ
tải
hạ
áp

Hình 1.4: Phơng pháp cung cấp điện khu vực khai thác
a. Qua giếng; b. Qua lỗ khoan.

Các sơ đồ nguyên lý cung cấp điện hạ áp của các mỏ khảo sát: Mạo
Khê, Vàng Danh và Nam Mẫu đợc thể hiện trong phụ lục 1
1.5. Nhận xét

Qua các số liệu thống kê ở các mỏ nh ở trên có thể rút ra các nhËn xÐt
nh− sau:
- HƯ thèng cung cÊp ®iƯn víi cÊp điện áp 35kV gồm hai tuyến đờng
dây, đảm bảo đợc tính cung cấp điện liên tục.
- Trạm biến áp chính 35/6 kV của mỏ gồm hai máy biến áp, đảm bảo
tính cung cấp điện liên tục, hệ thống phân phối ®iÖn phÝa 6kV cã thêi gian mÊt


13

điện tơng đối lâu nếu sự cố xảy ra trên thanh cái 6kV.
- Sơ đồ đờng dây 6kV đợc xây dựng theo hình tia. Mạng điện 6kV
của các mỏ có tổng chiều dài và khoảng cách từ trạm biến áp chính 35/6kV
đến cực phụ tải xa nhất không lớn.
- Mạng điện hạ áp 6/0,4-0,69kV của các mỏ than hầm lò vùng Uông BíQuảng Ninh thuộc loại mạng dài, ít phân nhánh.
- Các thiết bị điện sử dụng trong các mỏ hầm lò vùng Uông Bí-Quảng
Ninh chủ yếu của Nga và Trung Quốc chế tạo. Các thiết bị này đều đợc chế

tạo theo hình thức an toàn nổ và có thể chuyển đổi đợc từ cấp điện áp 380V
đến 660V.


14

Chơng 2
Đánh giá hiện trạng sử dụng điện năng ở các
mỏ hầm lò vùng Uông Bí - Quảng Ninh

2.1. Đánh giá tình trạng kỹ thuật mạng điện cao áp tại các mỏ hầm
lò vùng Uông Bí- Quảng Ninh

Để nghiên cứu đánh giá hiện trạng sử dụng điện năng cần dựa trên cơ sở
tính toán xác định công suất tiêu thụ thực tế của các mỏ theo phơng pháp
biểu đồ phụ tải và theo phơng pháp công suất đặt và hệ số yêu cầu.
2.1.1. Công suất tiêu thụ của các mỏ xác định theo phơng pháp biểu
đồ phụ tải
2.1.1.1. Biểu đồ phụ tải trạm 35/6 kV

Phụ tải điện là một hàm theo thêi gian vµ phơ thc vµo nhiỊu u tè
nh− đặc điểm của quá trình công nghệ, chế độ vận hànhĐờng biểu diễn sự
thay đổi của phụ tải tác dụng P, phụ tải phản kháng Q, dòng điện I theo thời
gian tơng ứng đợc gọi là biểu đồ phụ tải công suất tác dụng, phản kháng và
biểu đồ phụ tải theo dòng điện. Có thể xây dựng biểu đồ phụ tải theo thời gian
quan sát là hàng ngày, hàng tháng hoặc hàng năm.
Khi xác định công suất thực tế xí nghiệp mỏ tiêu thụ, nếu biết biểu đồ
phụ tải điển hình sẽ có căn cứ để chọn thiết bị điện và tính điện năng tiêu thụ.
Lúc vận hành, nếu biết biểu đồ phụ tải điển hình thì có thể định ra phơng
thức vận hành các thiết bị sao cho kinh tế và hợp lý nhất.

Khi xác định phụ tải tính toán thờng xác định biểu đồ phụ tải ngày
điển hình, đó là biểu đồ phụ tải của ngày có lợng điện năng tiêu thụ bằng
khoảng lợng điện năng tiêu thụ trung bình trong ngày trong khoảng thời gian
khảo sát.
Biểu đồ phụ tải ngày điển hình đợc xây dựng theo chỉ sè ®ång hå ®o


15

năng lợng tác dụng, năng lợng phản kháng sau từng khoảng thời gian 60
phút trong suốt ngày đêm của những ngày khảo sát. Từ nhiều biểu đồ ngày
đêm sẽ xác định đợc biểu đồ phụ tải của ngày điển hình. Để làm cơ sở cho
việc đánh giá tình trạng sử dụng năng lực trang thiết bị điện hiện tại ở các mỏ
sẽ tính toán cụ thể trên cơ sở biểu đồ phụ tải ngày điển hình năm 2010 là năm
có năng lực cao nhất.
Các thông số năng lợng tác dụng và năng lợng phản kháng và công suất
tiêu thụ trong những năm gần đây đợc thể hiện trong bảng 2.1ữ bảng 2.4:
Bảng 2.1: Bảng theo dõi tại trạm 35/6 kV của công ty than Mạo Khê
từ ngày 17/05/2010 đến ngày 23/05/2010

Ngµy theo dâi

P, (kW.h)

Q,(kVAr.h)

17/05/2010

24430

11105

18/05/2010

22980

10445

19/05/2010

24340

11064

20/05/2010

22780

10355

21/05/2010

24560

11163

22/05/2010

23692

10770

23/05/2010

23250

10568

Tỉng céng n= 7 ngµy

ΣP= 166032

ΣQ=75470


16

Bảng 2.2: Bảng theo dõi tại trạm 35/6 kV của công ty than Vàng Danh
từ ngày 03/05/2010 đến ngày 09/05/2010

Ngày theo dõi

P, (kW.h)

Q,(kVAr.h)

03/05/2010

73525

25618

04/05/2010

70245

24476

05/05/2010

73390

25572

06/05/2010

70118

24431

07/05/2010

71309

24846

08/05/2010

73282

25534

09/05/2010

72280

25110

Tổng cộng n= 7 ngày

P= 504149

Q=175239

Bảng 2.3: Bảng theo dõi tại trạm 35/6 kV của công ty than Nam Mẫu
từ ngày 19/04/2010 đến ngày 25/04/2010

Ngày theo dõi

P, (kW.h)

Q,(kVAr.h)

19/04/2010

70540

28216

20/04/2010

68350

27340

21/04/2010

70980

28392

22/04/2010

70210

28084

23/04/2010

69935

27974

24/04/2010

66150

26460

25/04/2010

70340

28136

Tổng céng n= 7 ngµy

ΣP= 486505

ΣQ=194602


17

Bảng 2.4: Năng lợng tác dụng, năng lợng phản kháng trung bình một
ngày và công suất tiêu thụ của các mỏ trong những năm gần đây
Tên mỏ

Mạo Khê

Vàng Danh

Thông số

2007

2008

2009

Wa, (kW.h/ngày)

56102

70126

72021

Wp, (kVAr.h/ngày)

19548

24434

25034

Stt, (kVA)

2509

3136

3230

Wa, (kW.h/ngày)

51758

63962

69500

Wp, (kVAr.h/ngày)

20445

25265

27806

2515

2962

3229

Wa, (kW.h/ngày)

15213

19016

23719

Wp, (kVAr.h/ngày)

6915

8644

10781

Stt, (kVA)

708

890

1102

Stt, (kVA)
Nam Mẫu

Năm

Từ kết quả trong bảng 2.4, cho thấy mặc dù tình trạng trang thiết bị điện
của các mỏ trong các năm gần đây không có biến động đáng kể nhng do tăng
đợc năng lực sản xuất (tăng sản lợng) nên lợng điện năng tiêu thụ và công
suất tiêu thụ thực tế năm sau cao hơn năm trớc. Điều đó có nghĩa là năng lực
của trang thiết bị điện còn tiềm tàng, còn có khả năng đáp ứng đợc yêu cầu
sản xuất khi tăng sản lợng khai thác trong những năm tiếp theo.
So sánh giá trị năng lợng tiêu thụ trung bình với giá trị tiêu thụ của các
ngày khảo sát, chọn ngày có năng lợng gần với giá trị năng lợng tiêu thụ trung
bình là ngày điển hình. Dựa vào số liệu năng lợng tác dụng và năng lợng phản
kháng tiêu thụ của ngày điển hình ta xây dựng đợc biểu đồ phụ tải.
Biểu đồ phụ tải ngày điển hình năm 2010 của các công ty than Mạo Khê,
Vàng Danh, Nam Mẫu đợc trình bày trên các bảng 2.5, bảng 2.6, bảng 2.7 và
các hình 2.1, hình 2.2, hình 2.3.

18

Bảng 2-5: Kết quả khảo sát phụ tải công ty than Mạo khê
Giờ đo

P, (kW)

Q, (kVAr)

Giờ đo

P, (kW)

Q, (kVAr)

1

667

348

13

1185

545

2

915

418

14

1170

542

3

960

456

15

1125

465

4

1020

467

16

625

258

5

1110

510

17

970

358

6

1095

521

18

1020

476

7

1020

478

19

1080

497

8

625

290

20

1125

478

9

855

352

21

1080

497

10

1080

497

22

1065

478

11

1140

525

23

1050

473

12

1110

515

24

600

326

P (kW)
P (kW)
1500Q(kVAr)

Pmax=1185kW
Q (kVAr)

1000

Ptb=987kW

Qmax=545(kVAr)
500
Qtb=449(kVAr
0
2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24 t

Hình 2.1: Biểu đồ phụ tải ngày điển hình 22/05/ 2010 của công ty than Mạo Khê


19

Bảng 2-6: Kết quả khảo sát phụ tải công ty than Vàng Danh
Giờ đo

P, (kW)

Q, (kVAr)

Giờ đo

P, (kW)

Q, (kVAr)

1

2570

810

13

2570

750

2

2580

1110

14

3100

900

3

2640

1000

15

2900

1000

4

2570

1100

16

3200

900

5

2900

1300

17

3100

900

6

2900

1200

18

4200

1400

7

2300

900

19

2900

850

8

2800

1140

20

3600

1200

9

3400

1200

21

3350

1100

10

3500

1300

22

2980

1000

11

4050

1400

23

2600

900

12

3200

900

24

2370

850

P (k W )
Q (k V A r)
4500

P (kW )

4000

P m ax = 4 2 0 0 k W

Q (k V A r)

3500
3000

P tb = 3 0 1 2 k W

2500
2000
Q m ax = 1 4 0 0 k V A r

1500
1000

Q tb = 1 0 4 6 k V A r

500
0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

t (h )

Hình 2.2: Biểu đồ phụ tải ngày điển hình 09/05/2010 của công ty than Vàng Danh


20

Bảng 2-7: Kết quả khảo sát phụ tải công ty than Nam MÉu
Giê ®o

P, (kW)

Q, (kVAr)

Giê ®o

P, (kW)

Q,(kVAr)

1

1925

770

13

3780

1512

2

3570

1428

14

3780

1512

3

3570

1428

15

3750

1500

4

2940

1176

16

2800

1120

5

2940

1176

17

2800

1120

6

2940

1176

18

2800

1120

7

2940

1176

19

2800

1120

8

1540

616

20

3710

1484

9

1540

616

21

3710

1484

10

2695

1078

22

3710

1484

11

2695

1078

23

1925

770

12

3150

1260

24

1925

770

P (k W )
Q (k V A r)

P (k W )

4000

P m ax = 3 7 8 0 k W

Q (k V A r)

3500
P tb= 2 9 1 4 k W

3000
2500
2000

Q m ax = 1 5 1 2 k V A r

1500
1000

Q tb = 1 1 6 6 k V A r

500
0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

t (h )

Hình 2.3: Biểu đồ phụ tải ngày điển hình 23/04/2010 cđa c«ng ty than Nam MÉu


21

2.1.1.2. Các thông số cơ bản của biểu đồ phụ tải

Từ biểu đồ phụ tải ngày điển hình của các mỏ trong các năm 2008,
2009, 2010 xác định đợc các thông số đặc trng của biểu đồ phụ tải và đợc
thể hiện trên bảng 2.5.
- Phụ tải trung bình: Là trị số theo dõi của phụ tải trong khoảng thời
gian (một ngày đêm). Thông qua biểu đồ phụ tải ngày điển hình có thể đánh
giá đợc mức độ tiêu thụ điện năng của xí nghiệp. Ta nhận thấy rằng điện
năng tiêu thụ trong ngày là không đồng đều.

P (t

ti −1 )

24

T

Pdt
=
T

Ptb = ∫
0

i

i =1

i

24
24

T

Qdt
=
0 T

Qtb = ∫

∑ Q (t
i =1

i

i

− ti−1 )

24

,

(kW);

,

(kVAr);

Stb = Ptb2 + Qtb2 ,

- HÖ số cực đại : K max =
- Hệ số sử dơng: K sd =

(kVA);

Pmax
Ptb

Ptb
Pdm

- Trong ®ã: P®m = S®m. cosφtb;
- HƯ sè ®iỊn kÝn: K dk =

cosφtb =

Wa
Wa2 + WP2

Ptb
Pmax

- Phụ tải trung bình bình phơng:
PtbbP

1T 2
1 24
=
P
dt
=
(ti ti −1 )Pi 2
∑
∫
T0
24 i=1

,

(kW)


22

QtbbP =

1T 2
1 24
Q dt =
(ti − ti−1 )Qi2
∑

∫
T 0
24 i =1

- Hệ số hình dáng: Khdp =

Ptbbp
Ptb

;

,

Khdq=

(kVAr)
Qtbbp
Qtb

- Phụ tải tính toán:
+ Công suất tác dụng:

Ptt = Ptbbp

,

(kW)

+ Công suất phản kháng: Qtt = Qtbbp ,

(kVAr)

+ Công suất biểu kiến tÝnh to¸n: Stt = Ptt2 + Qtt2

,

- HƯ sè mang t¶i: β =

(kVA)

S tt
S dm

- HƯ sè mang t¶i kinh tÕ: β kt =

∆P0 + K t ∆Q0
∆Pn + K t ∆Qn

trong ®ã:
∆ Q0 =

I 0 %.S dmba
100

- tỉn hao công suất phản kháng không tải máy biến áp,

(kVAr);
Qn =

U n %.S dmba

- tổn hao công suất phản kháng ngắn mạch máy biến áp,
100

(kVAr);
Kt= 0,05- 0,15 - hệ số đơng lợng kinh tế của công suất phản kháng.