Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật điện: Nghiên cứu đánh giá hiện trạng và xây dựng các đề xuất tăng mức độ an toàn điện trong mạng điện hạ áp mỏ hầm lò tại Công ty CP Than Hà Lầm - Vinacomin

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:120

Thêm vào BST

Báo xấu

13
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật điện "Nghiên cứu đánh giá hiện trạng và xây dựng các đề xuất tăng mức độ an toàn điện trong mạng điện hạ áp mỏ hầm lò tại Công ty CP Than Hà Lầm - Vinacomin" trình bày các nội dung chính sau: Đánh giá thực trạng an toàn điện tại các doanh nghiệp khai thác mỏ hầm lò; Nghiên cứu hiện trạng cách điện của mạng điện hạ áp trong mỏ hầm lò tại Công ty CP than Hà Lầm - Vinacomin; Nghiên cứu điều kiện an toàn điện trong mạng điện hạ áp trong mỏ hầm lò của Công ty CP than Hà Lầm - Vinacomin; Nghiên cứu xây dựng các giải pháp tăng mức độ an toàn điện giật trong mạng điện hạ áp 660 V mỏ hầm lò Công ty CP Than Hà Lầm - Vinacomin.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật điện: Nghiên cứu đánh giá hiện trạng và xây dựng các đề xuất tăng mức độ an toàn điện trong mạng điện hạ áp mỏ hầm lò tại Công ty CP Than Hà Lầm - Vinacomin

Trường Đại Học Công Nghiệp Quảng Ninh Luận văn thạc sỹ BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH HỌ VÀ TÊN TÁC GIẢ LUẬN VĂN TRẦN NGỌC TUẤN TRẦN NGỌC TUẤN TÊN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ XÂY DỰNG CÁC ĐỀ XUẤT TĂNG MỨC ĐỘ AN TOÀN ĐIỆN TRONG MẠNG CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN ĐIỆN HẠ ÁP MỎ HẦM LÒ TẠI CÔNG TY CP THAN HÀ LẦM -VINACOMIN LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN KHÓA: K2 QUẢNG NINH – NĂM 2021 Học viên: Trần Ngọc Tuấn Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Trường Đại Học Công Nghiệp Quảng Ninh Luận văn thạc sỹ BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH HỌ VÀ TÊN TÁC GIẢ LUẬN VĂN TRẦN NGỌC TUẤN TÊN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ XÂY DỰNG CÁC ĐỀ XUẤT TĂNG MỨC ĐỘ AN TOÀN ĐIỆN TRONG MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP MỎ HẦM LÒ TẠI CÔNG TY CP THAN HÀ LẦM - VINACOMIN LUẬN VĂN THẠC SĨ CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. Đỗ Chí Thành QUẢNG NINH – NĂM 2021 Học viên: Trần Ngọc Tuấn Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Trường Đại Học Công Nghiệp Quảng Ninh Luận văn thạc sỹ BỘ CÔNG THƯƠNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC CN QUẢNG NINH Độc lập - Tự do - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: TRẦN NGỌC TUẤN Mã học viên: CQ02CH0013 Ngày, tháng, năm sinh: 16/10/1987, Nơi sinh: Vĩnh Yên - Vĩnh Lộc - Thanh Hóa Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điện. Mã số: 60520202 1. Tên đề tài: Nghiên cứu đánh giá hiện trạng và xây dựng các đề xuất tăng mức độ an toàn điện trong mạng điện hạ áp mỏ hầm lò tại Công ty CP Than Hà Lầm - Vinacomin. 2. Nội dung: 2.1. Tính cấp thiết của đề tài Trong ngành công nghiệp khai thác than, nhất là khai thác hầm lò nảy sinh nhiều yếu tố ảnh hưởng đến điều kiện an toàn điện. Điều kiện vi khí hậu khắc nghiệt trong hầm lò biểu hiện ở nhiệt độ, độ ẩm cao và nhiều khí bụi bẩn, làm giảm điện trở cách điện của thiết bị điện, là nguyên nhân làm giảm điện trở cách điện của mạng và cơ thể con người, do đó làm tăng nguy cơ điện giật. Hiện nay và trong tương lai sản xuất than chủ yếu tập trung vào khai thác hầm lò. Sản xuất than hầm lò phải đảm bảo an toàn, trong đó đảm bảo an toàn điện giật cho người là một trong những mối quan tâm hàng đầu. Trong điều kiện môi trường mỏ khắc nghiệt, thiết bị quá cũ… số lượng thiết bị điện đã qua sử dụng trong ngành khai thác ngày càng tăng đều, công suất các thiết bị tiêu thụ điện kết nối ngày càng lớn. Điều này đòi hỏi phải làm việc nghiêm túc để phòng ngừa và ngăn chặn các điều kiện hoạt động nguy hiểm, vấn đề nghiên cứu đánh giá hiện trạng và xây dựng các giải pháp nhằm đảm bảo điều kiện an toàn điện giật đối với mạng điện trong mỏ hầm lò của các doanh nghiệp than vùng hòn gai nói chung và Công ty Cổ phần Than Hà Lầm - Vinacomin nói riêng (gọi tắt là Công ty Than Hà Lầm) là đề tài mang tính thời sự và cấp thiết. Nhiệm vụ đảm bảo an toàn điện tại các doanh nghiệp khai thác vẫn được duy trì, do mức độ chấn thương điện tiếp tục ở mức cao, mặc dù các yêu cầu của văn bản kỹ thuật quy định đã được thắt chặt, việc xây dựng và triển khai các phương pháp, phương tiện bảo vệ chống điện giật mới và tiên tiến hơn. 2.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Mạng điện hạ áp 660V của Công ty Than Hà Lầm, đối tượng nghiên cứu cụ thể là đặc tính xác suất của các thông số cách điện và điều kiện an toàn điện trong mạng điện hạ áp trong mỏ hầm lò của Công ty. Nghiên cứu các hiện trạng và xây dựng các đề xuất, giải pháp tăng mức độ an toàn điện giật khi vận hành thiết bị điện và mạng điện hạ áp mỏ hầm lò. 2.3. Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu về điều kiện môi trường làm việc của các thiết bị điện đang được sử dụng trong mỏ Hầm lò; - Nghiên cứu các sơ đồ nguyên lý cung cấp điện của các mạng điện hạ áp 660v trong mỏ hầm lò của công ty cổ phần than Hà lầm; - Nghiên cứu số liệu đo kiểm tra tình trạng nối đất của thiết bị điện trong các mạng điện hạ áp 660v trong mỏ được thực hiện trong Công ty; Học viên: Trần Ngọc Tuấn Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Trường Đại Học Công Nghiệp Quảng Ninh Luận văn thạc sỹ - Nghiên cứu cấu trúc mạng điện, chiều dài mạng điện, số lượng phụ tải tại các khu vực trong Công ty; - Nghiên cứu tình trạng cách điện của mạng điện hạ áp trong mỏ hầm lò; - Nghiên cứu các yêu tố ảnh hưởng, tác hại của dòng điện khi đi qua cơ thể con người; - Nghiên cứu tính toán trị số dòng điện giật khi chạm trực tiếp vào một pha của mạng điện hạ áp, Tính toán trị số dòng điện giật khi người chạm vào vỏ thiết bị có điện “chạm vỏ”, vỏ thiết bị được tiếp đất bảo vệ - Xây dựng các mô phỏng và thuật toán để tìm các mối quan hệ có cơ sở khoa học nhằm đề xuất các biện pháp tăng mức độ an toàn điện trong mạng điện hạ áp mỏ hầm lò. 2.4. Cấu trúc luận văn Luận văn gồm 04 chương bao gồm các bảng, hình vẽ và đồ thị được trình bày trong khổ giấy A4. Chương 1. Đánh giá thực trạng an toàn điện tại các doanh nghiệp khai thác mỏ hầm lò Chương 2. Nghiên cứu hiện trạng cách điện của mạng điện hạ áp trong mỏ hầm lò tại Công ty CP than Hà Lầm - Vinacomin Chương 3. Nghiên cứu điều kiện an toàn điện trong mạng điện hạ áp trong mỏ hầm lò của Công ty CP than Hà Lầm - Vinacomin Chương 4. Nghiên cứu xây dựng các giải pháp tăng mức độ an toàn điện giật trong mạng điện hạ áp 660 V mỏ hầm lò Công ty CP Than Hà Lầm - Vinacomin Kết luận và kiến nghị Tài liệu tham khảo 3. Ngày giao nhiệm vụ: (Ghi theo Quyết định giao đề tài): 26/10/2020 4. Ngày hoàn thiện nhiệm vụ: (Ghi theo Quyết định giao đề tài): 15/5/2021 5. Cán bộ hướng dẫn khoa học: (Ghi rõ học hàm/học vị, họ, tên): TS. Đỗ Chí Thành. Quảng Ninh, ngày … tháng …. năm CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TRƯỞNG BỘ MÔN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) TL. HIỆU TRƯỞNG TRƯỞNG KHOA ĐIỆN (Ký, ghi rõ họ tên và đóng dấu) Học viên: Trần Ngọc Tuấn Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Trường Đại Học Công Nghiệp Quảng Ninh Luận văn thạc sỹ LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan các kết quả nghiên cứu đưa ra trong luận văn này là các kết quả thu được trong quá trình nghiên cứu của riêng tôi cùng với sự hướng dẫn của thầy TS. Đỗ Chí Thành, không sao chép bất kỳ kết quả nghiên cứu nào của các tác giả khác. Nội dung nghiên cứu có tham khảo và sử dụng một số thông tin, tài liệu từ các nguồn tài liệu đã được liệt kê trong danh mục tài liệu tham khảo. Nếu sai tôi xin chịu mọi hình thức kỷ luật theo quy định. Quảng ninh, ngày …….. tháng………năm 202…. Tác giải luận văn Trần Ngọc Tuấn Học viên: Trần Ngọc Tuấn Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Trường Đại Học Công Nghiệp Quảng Ninh Luận văn thạc sỹ MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU ............................................................................................................... 1 Chương 1 ............................................................................................................... 2 ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG AN TOÀN ĐIỆN TẠI CÁC DOANH NGHIỆP KHAI THÁC MỎ HẦM LÒ ................................................................................. 2 1.1 Đánh giá chung........................................................................................ 2 1.2. Ảnh hưởng của môi trường tới trạng thái cách điện của mạng điện mỏ 3 1.3. Ảnh hưởng của môi trường tới thiết bị điện mỏ .................................... 3 1.4. Ảnh hưởng của môi trường tới mạng cáp điện trong mỏ ....................... 5 1.5. Tổng quan về mạng điện hạ áp tại một số mỏ than hầm lò vùng Hòn Gai. ................................................................................................................ 6 1.6. Kết luận Chương 1 ............................................................................... 14 Chương 2 ............................................................................................................. 16 NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG CÁCH ĐIỆN CỦA MẠNG ĐIỆN .................. 16 HẠ ÁP TRONG MỎ HẦM LÒ TẠI CÔNG TY THAN HÀ LẦM................... 16 2.1. Cấu trúc các mạng điện hạ áp trong mỏ hầm lò tại Công ty Than Hà Lầm (mỏ Hà Lầm) ....................................................................................................... 16 2.3. Thông số cách điện của mạng hạ áp 660V so với đất ở mỏ hầm lò của Công ty Cổ phần Than Hà Lầm .......................................................................... 17 - Các phương pháp đo thông số cách điện của mạng hạ áp xoay chiều ..... 17 2.3. Sự ảnh hưởng của số lượng thiết bị đấu vào mạng (N) và chiều dài mạng (L) tới trạng thái cách điện .................................................................................. 22 2.4. Thông số cách điện của mạng hạ áp 660V trong mỏ hầm lò của Công ty Than Hà Lầm. ...................................................................................................... 25 2.4. Kết luận chương 2: ....................................................................................... 29 Chương 3 ............................................................................................................. 31 ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN AN TOÀN ĐIỆN GIẬT MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP MỎ HẦM LÒ CỦA CÔNG TY CỔ PHẦN THAN HÀ LẦM.................................. 31 3.1. Tóm lược về an toàn điện giật trong mỏ. ..................................................... 31 3.2. Tác hại của dòng điện đối với cơ thể người ......................................... 31 3.3.Tiêu chuẩn an toàn điện giật ................................................................. 37 3.4: Tính toán trị số dòng điện giật khi người chạm trực tiếp vào 1 pha của mạng điện hạ áp 660V......................................................................................... 39 3.5. Tính toán trị số dòng điện giật khi người chạm vào vỏ thiết bị có điện “chạm vỏ”, vỏ được tiếp đất bảo vệ (Hình 3.4) .................................................. 47 3.6. Kết luận chương 3 ........................................................................................ 50 Chương 4 ............................................................................................................. 51 NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CÁC GIẢI PHÁP TĂNG MỨC ĐỘ AN TOÀN ĐIỆN GIẬT ĐỐI VỚI MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP 660V MỎ HẦM LÒ CỦA CÔNG TY THAN HÀ LẦM -VINACOMIN ................................................................. 51 4.1. Các giải pháp chung ..................................................................................... 51 Học viên: Trần Ngọc Tuấn Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Trường Đại Học Công Nghiệp Quảng Ninh Luận văn thạc sỹ 4.2. Nối đất bảo vệ. ............................................................................................. 52 4.3. Nâng cao hiệu quả sử dụng của thiết bị bảo vệ rò điện. .............................. 54 4.4. Bù thành phần điện dung của dòng điện rò.................................................. 55 4.4.1. Bù tĩnh ............................................................................................... 56 4.4.2. Bù động ............................................................................................. 57 4.5. Lựa chọn cấu trúc mạng hợp lý .................................................................... 58 4.5.1. Đối tượng nghiên cứu........................................................................ 58 4.5.2. Mô hình tính toán .............................................................................. 59 4.5.3.Phương pháp nghiên cứu .................................................................... 62 4.6. Kết luận chương 4 ...................................................................................... 103 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ........................................................................... 104 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................. 105 MỤC LỤC BẢNG BIỂU Trang Chương 1: Bảng 1. 1: Cấu trúc của máy biến áp ........................................................................ 7 Bảng 1. 2: Thông số kỹ thuật của máy biến áp ......................................................... 8 Bảng 1. 3: Thông số kỹ thuật của cáp điện MYP/0,66 KV ...................................... 9 Bảng 1. 4 Thông số kỹ thuật của cáp điện MCP/0,66 KV ........................................ 9 Bảng 1. 5: Thông số kỹ thuật của một số khởi động từ .......................................... 11 Bảng 1. 6 Thông số kỹ thuật của một số Áp tô mát ................................................ 11 Chương 2: Bảng 2. 1: Thông số cấu hình mạng điện hạ áp hầm lò 660V của Công ty Cổ phần Than Hà Lầm. ................................................................................................. 16 Bảng 2. 2 Tổng hợp các thông số cấu hình mạng hạ áp hầm lò 660V của Công ty Cổ phần Than Hà Lầm. ........................................................................................... 17 Bảng 2. 3: Mô tả chức năng máy đo điện trở cách điện.......................................... 21 Bảng 2. 4: Kết quả tính toán thông số cách điện các mạng điện hạ áp 660V mỏ hầm lò của Công ty Cổ phần Than Hà Lầm ............................................................ 27 Bảng 2. 5 Thông số cách điện mạng hạ áp 660V mỏ hầm lò của Công ty Cổ phần Than Hà Lầm .................................................................................................. 29 Chương 3: Bảng 3. 1: Các mức tác động của dòng điện đối với cơ thể người ......................... 32 Bảng 3. 2: Giá trị lớn nhất dòng điện an toàn lâu dài ............................................. 33 Bảng 3. 3: Công thức tính dòng điện an toàn khoảnh khắc Ia.k [12], [17] ............. 33 Bảng 3. 4: Đường đi của dòng điện qua cơ thể người ............................................ 36 Bảng 3. 5: Sự phụ thuộc giá trị điện trở cơ thể người vào điện áp tiếp xúc và trạng thái da ............................................................................................................. 37 Bảng 3. 6: Quan hệ giữa giá trị điện áp tiếp xúc và dòng điện an toàn khoảnh khắc tương ứng với thời gian tác động cho phép của dòng qua người ................... 37 Bảng 3. 7: Điện áp tiếp xúc và dòng điện qua người lớn nhất cho phép ở chế độ làm việc bình thường của thiết bị điện .................................................................... 37 Học viên: Trần Ngọc Tuấn Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Trường Đại Học Công Nghiệp Quảng Ninh Luận văn thạc sỹ Bảng 3. 8 Điện áp tiếp xúc lớn nhất cho phép ở chế độ sự cố của thiết bị điện sản xuất, điện áp lớn hơn 1000V tần số 50Hz, trung tính nối đất trực tiếp .................. 38 Bảng 3. 9: Điện áp tiếp xúc và dòng điện qua người lớn nhất cho phép ở chế độ sự cố của các thiết bị điện sinh hoạt, điện áp đến 1000V tần số 50Hz ................... 38 Bảng 3. 10 : Điện áp tiếp xúc Utx và dòng điện qua người In lớn nhất cho phép ở chế độ sự cố của các thiết bị điện sản xuất có điện áp đến 1000V trung tính nối đất trực tiếp hoặc cách ly và có điện áp lớn hơn 1000V trung tính cách ly. ........... 38 Bảng 3. 11: Kết quả tính toán dòng điện giật trong mạng điện hạ áp hầm lò 660V Công ty Cổ phần than Hà Lầm ...................................................................... 45 Bảng 3. 12 Bội số dòng rò qua người trong mạng điện hạ áp hầm lò 660V Công ty Cổ phần than Hà Lầm ......................................................................................... 46 Bảng 3. 13: Kết quả tính toán dòng điện qua người khi chạm vỏ thiết bị .............. 49 Chương 4: Bảng 4. 1 Thông số kỹ thuật của máy biến áp khu vực …………………………...59 DANH MỤC HÌNH VẼ Trang Hình 1. 1 Cấu trúc và đặc điểm sơ đồ nguyên lý CCĐ tại các mỏ than ................... 6 Hình 1. 2 Sơ đồ nguyên lý mạch rơ le bảo vệ rò JY 82 .......................................... 13 Chương 2: Hình 2. 1: Sơ đồ thay thế của mạng điện ................................................................ 18 Hình 2. 2: Sơ đồ đo thông số cách điện của mạng sử dụng vôn kế và ampe kế (Phương pháp MGI) 18 Hình 2. 3 Sơ đồ nguyên tắc của phương pháp điểm trung tính nhân tạo ................ 20 Hình 2. 4: Máy đo điện trở cách điện Kyoritsu....................................................... 21 Hình 2. 5: Sơ đồ đấu nối dây ................................................................................... 22 Chương 3: Hình 3. 1: Sơ đồ tính toán dòng qua người khi chạm vào một pha của mạng điện ba pha ...................................................................................................................... 40 Hình 3. 2: Sơ đồ tính toán dòng qua người khi chạm vào 1 pha của mạng điện ba pha có trung tính cách ly ......................................................................................... 41 Hình 3. 3: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữa điện trở tới hạn và điện dung của mạng so với đất ....................................................................................................... 44 Hình 3. 4: Nguy hiểm điện giật khi chạm vào thiết bị điện có điện “chạm vỏ” do cách điện bị chọc thủng ........................................................................................... 48 Chương 4: Hình 4. 1: Sơ đồ tiếp đất cho một số thiết bị điện ................................................... 53 Hình 4. 2: Sơ đồ nguyên lý bù thành phần điện dung của dòng điện rò qua cơ thể người bằng điện cảm của cuộn cảm trong rơle rò loại YAKИ ............................... 56 Hình 4. 3: Sơ đồ nguyên lý rơle rò YAKИ ............................................................. 57 Hình 4. 4: Sơ đồ thay thế tính toán dòng điện rò một pha mạng hạ áp mỏ hầm lò 60 Hình 4. 5 Sơ đồ mô phỏng Matlab -Simulink tính toán dòng điện rò 1 pha trong trường hợp không bù ............................................................................................... 63 Học viên: Trần Ngọc Tuấn Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Trường Đại Học Công Nghiệp Quảng Ninh Luận văn thạc sỹ Hình 4. 6: Đồ thị biểu diễn hàm ir = f(t) và Ir = f(t) khi không bù thành phần điện dung của dòng điện rò. ............................................................................................ 64 Hình 4. 7: Sơ đồ mô phỏng Matlab -Simulink tính toán dòng điện rò 1 pha trong trường hợp bù 10H. ................................................................................................. 65 Hình 4. 8: Đồ thị biểu diễn hàm ir = f(t) và Ir = f(t) trong trường hợp bù 10 H. ..... 66 Hình 4. 9: Sơ đồ mô phỏng Matlab -Simulink tính toán dòng điện rò 1 pha trong trường hợp bù 18H. ................................................................................................. 67 Hình 4. 10: Đồ thị biểu diễn hàm ir = f(t) và Ir = f(t) trong trường hợp bù 18H. .... 68 Hình 4. 11: Đồ thị biểu diễn hàm Ir = f(t) trong trường hợp không bù và bù thành phần điện dung của dòng rò ở nấc 10H, 18H. ......................................................... 69 Hình 4. 12: Mô hình mô phỏng Matlab -Simulink tính dòng rò khi N=1 .............. 70 Hình 4. 13: Mô hình mô phỏng Matlab -Simulink tính dòng rò khi N=3 .............. 71 Hình 4. 14: Mô hình mô phỏng Matlab -Simulink tính dòng rò khi N=5 .............. 72 Hình 4. 15: Mô hình mô phỏng Matlab -Simulink tính dòng rò khi N=9 .............. 73 Hình 4. 16: Mô hình mô phỏng Matlab -Simulink tính dòng rò khi N=14 ............ 74 Hình 4. 17: Mô hình mô phỏng Matlab -Simulink tính dòng rò khi N=19 ............ 75 Hình 4. 18 Mô hình mô phỏng Matlab -Simulink tính dòng rò khi N=24 ............. 76 Hình 4. 19: Mô hình mô phỏng Matlab -Simulink tính dòng rò khi N=29 ............ 77 Hình 4. 20: Mô hình mô phỏng Matlab -Simulink tính dòng rò khi N=34 ............ 78 Hình 4. 21: Mô hình mô phỏng Matlab -Simulink tính dòng rò khi N=39 ............ 79 Hình 4. 22: Đồ thị quan hệ thực nghiệm Ir = f(L) tương ứng với các giá trị của N khác nhau khi không bù ...................................................................................... 82 Hình 4. 23: Đồ thị quan hệ thực nghiệm Ir = f(L) tương ứng với các giá trị của N khác nhau khi bù nấc 10H ....................................................................................... 83 Hình 4. 24: Đồ thị quan hệ thực nghiệm Ir = f(L) tương ứng với các giá trị của N khác nhau khi bù nấc 18H ................................................................................... 84 Hình 4. 25: Mô hình mô phỏng Matlab -Simulink tính dòng rò khi L = 0,2 Km ... 86 Hình 4. 26: Mô hình mô phỏng Matlab -Simulink tính dòng rò khi L = 0,6 Km ... 87 Hình 4. 27: Mô hình mô phỏng Matlab -Simulink tính dòng rò khi L = 1,0 Km ... 88 Hình 4. 28: Mô hình mô phỏng Matlab -Simulink tính dòng rò khi L = 1,4 Km ... 89 Hình 4. 29: Mô hình mô phỏng Matlab -Simulink tính dòng rò khi L = 1,9 Km ... 90 Hình 4. 30: Mô hình mô phỏng Matlab -Simulink tính dòng rò khi L = 2,3 Km ... 91 Hình 4. 31: Mô hình mô phỏng Matlab -Simulink tính dòng rò khi L = 2,7 Km ... 92 Hình 4. 32: Mô hình mô phỏng Matlab -Simulink tính dòng rò khi L = 3,1 Km ... 93 Hình 4. 33: Mô hình mô phỏng Matlab -Simulink tính dòng rò khi L = 3,5 Km ... 94 Hình 4. 34: Mô hình mô phỏng Matlab -Simulink tính dòng rò khi L = 3,9 Km ... 95 Hình 4. 35: Đồ thị quan hệ thực nghiệm Ir = f(N) tương ứng với từng giá trị của L khác nhau khi không bù ....................................................................................... 98 Hình 4. 36: Đồ thị quan hệ thực nghiệm Ir = f(N) tương ứng với từng giá trị của L khác nhau khi bù ở nấc 10H ................................................................................ 99 Hình 4. 37: Đồ thị quan hệ thực nghiệm Ir = f(N) tương ứng với từng giá trị của L khác nhau khi bù ở nấc 18H .............................................................................. 100 Hình 4. 38: Vùng vận hành đảm bảo an toàn điện giật trong các trường hợp bù thành phần điện dung của dòng điện rò ................................................................ 102 Học viên: Trần Ngọc Tuấn Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Trường Đại Học Công Nghiệp Quảng Ninh Luận văn thạc sỹ Học viên: Trần Ngọc Tuấn Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Trường Đại Học Công Nghiệp Quảng Ninh Luận văn thạc sỹ MỞ ĐẦU Trong nhiều năm qua Tập đoàn Than - Khoáng sản Việt Nam nói chung và Công ty CP Than Hà Lầm - Vinacomin nói riêng đã đóng góp phần to lớn của mình trong nền kinh tế quốc dân, đặc biệt với nhiệm vụ đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia nhằm ổn định nền kinh tế vĩ mô và thúc đẩy các ngành Công nghiệp của đất nước ngày càng phát triển và hiện đại hóa. Công ty CP Than Hà Lầm - Vinacomin (Than Hà Lầm) là một trong những đơn vị dẫn đầu tập đoàn TKV về quy mô, sản lượng, cũng như đầu tư nhiều trang thiết bị tiên tiến, đồng bộ và hiện đại, mức độ tự động hóa cao. Tuy nhiên trong những năm gần đây, điều kiện khai thác hầm lò ngày càng khó khăn như diện khai thác xuống sâu, xuống xa, điều kiện địa chất, môi trường làm việc có nhiều thay đổi và khắc nghiệt (điều kiện khí mỏ, nhiệt độ, môi trường ẩm ướt...), bên cạnh đó chiều dài đường lò ngày càng phát triển nên số lượng thiết bị điện càng nhiều, thiết bị phải di chuyển nhiều do thay đổi diện khai thác, chính vì vậy sẽ rất ảnh hưởng tới hiện trạng cách điện của thiết bị. Đặc điểm chung mạng điện hạ áp mỏ hầm lò cung cấp theo hình tia, nguồn được lấy từ trạm biến áp khu vực, từ đây cấp điện cho các thiết bị. Do thiết bị đặt xa nhau, khi xảy ra mất điện vì suy giảm cách điện sẽ mất rất nhiều thời gian xác định vị trí và xử lý sự cố. Dẫn tới hậu quả như giảm năng suất lao động, quạt gió cục bộ không được duy trì hoạt động làm tăng nồng độ khí độc dẫn đến cháy nổ bầu không khí mỏ gây nguy hiểm đối với người và thiết bị trong quá trình làm việc. Ngoài ra, các thiết bị vận hành trong điều kiện môi trường ẩm ướt, chứa nhiều bụi than có khả năng dẫn điện, phụ tải làm việc với chế độ đóng ngắt liên tục, thiết bị phải tháo lắp và di chuyển thường xuyên cũng là nguyên nhân giảm nhanh cách điện. Do đó, để đảm bảo chất lượng và an toàn cho hệ thống cung cấp điện là nhiệm vụ rất khó khăn đối với các cán bộ quản lý cơ điện. Với mục tiêu “An toàn cho người lao động là trên hết” thì tác giả luận văn đã tập trung nghiên cứu đánh giá hiện trạng và xây dựng có hiệu quả các giải pháp tăng mức độ an toàn điện trong mạng điện hạ áp mỏ hầm lò là hết sức cần thiết và mang tính cấp bách, đòi hỏi các giải pháp sau khi nghiên cứu phải đảm bảo tính thực tiễn và có hiệu quả, thuận tiện áp dụng vào thực tế sản xuất và tiết kiệm chi phí tối đa cho doanh nghiệp. Trong thời gian qua do sự nỗ lực của bản thân cộng với sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy cô Khoa Điện - Trường ĐH Công Nghiệp Quảng Ninh, bạn bè đồng nghiệp và đặc biệt sự giúp đỡ, hướng dẫn tận tình của TS. Đỗ Chí Thành đến nay luận văn đã hoàn thành. Qua đây cho phép tác giả bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc các cán bộ hướng dẫn, bạn bè đồng nghiệp, TS. Đỗ Chí Thành đã đóng góp to lớn cho sự thành công của luận văn này, Tác giả rất mong sự đóng góp ý kiến quý báu của các nhà khoa học, các quí thầy, cô, các bạn bè, đồng nghiệp !. Quảng ninh, ngày tháng năm 202 Trần Ngọc Tuấn Học viên: Trần Ngọc Tuấn 1 Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Trường Đại Học Công Nghiệp Quảng Ninh Luận văn thạc sỹ Chương 1 ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG AN TOÀN ĐIỆN TẠI CÁC DOANH NGHIỆP KHAI THÁC MỎ HẦM LÒ 1.1 Đánh giá chung Hiện nay, các thiết bị điện mỏ hầm lò vận hành trong điều kiện môi trường khắc nghiệt như độ ẩm môi trường lên tới 95÷99%, nhiệt độ môi trường dao động trong khoảng 27÷35oC, môi trường chứa nhiều bụi bẩn, nấm mốc, nước mỏ có tính axít và kiềm, độ ẩm cao và hơi nước khi gặp nhiệt độ cao gây bốc hơi dẫn đến tốc độ ô xy hóa, ăn mòn các thiết bị rất nhanh. Trong quá trình khai thác than bằng công nghệ khoan, nổ mìn, khấu than bằng máy khấu, vận chuyển than bằng các thiết bị vận tải băng tải, máng cào... phát sinh rất nhiều bụi than. Nồng độ bụi than trong không khí các đường lò tương đối cao, ngoài ra bụi than còn lắng đọng bám trên nóc lò, vì chống, nền lò và bề mặt các thiết bị điện mặc dù đã được xử lý phun sương dập bụi. Trong không khí mỏ có tại một số doanh nghiệp khai thác than có tính tự cháy cao, độ xuất khí mêtan CH4 diễn ra rất phức tạp, khí mêtan là khí rất nguy hiểm dễ gây ra cháy nổ bầu không khí mỏ khi đảm bảo ba yếu tố: nguồn tia lửa, ô xy, khí mê tan CH4. Nồng độ thoát khí mêtan trong khai thác than phụ thuộc chủ yếu vào chiều sâu khai thác, sự tích tụ khí trong vỉa than, khả năng thẩm thấu khí, đồng thời còn phụ thuộc vào hệ thống khai thác, trình tự khai thác, quy trình kiểm soát độ xuất khí ..v.v. Điều kiện môi trường trong hầm lò khắc nghiệt ẩm ướt, nấm mốc, bụi than nhiều dẫn tới làm giảm nhanh cách điện của thiết bị điện. Độ ẩm trong bầu không khí mỏ cao, nhiều hơi nước là nguyên nhân chính làm quá trình già hóa cách điện diễn ra nhanh hơn. Bên cạnh đó, nước mỏ mang tính axit có lẫn nhiều tạp chất độc hại tác dụng trực tiếp lên bề mặt các chi tiết của thiết bị điện, các đầu đấu cáp làm tăng quá trình hỏng hóc thiết bị. Các bụi bẩn trong không khí lắng đọng trên bề mặt cách điện thiết bị điện kết hợp với hơi nước làm giảm đáng kể điện trở bề mặt vật liệu cách điện và có thể dẫn tới hiện tượng phóng điện trên bề mặt điều này rất nguy hiểm đối với Học viên: Trần Ngọc Tuấn 2 Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Trường Đại Học Công Nghiệp Quảng Ninh Luận văn thạc sỹ bầu không khí trong mỏ hầm lò. Để hạn chế tối đa bụi bẩn bám vào các bề mặt chi tiết của thiết bị điện chúng ta cần sử dụng các biện pháp: Sử dụng các phương pháp dập bụi ngay từ quá trình khai thác, khâu vận chuyển than, ngoài ra còn sử dụng các chất liệu cách điện đặc biệt, phương pháp che chắn hoặc chế tạo dưới dạng kín, công tác vệ sinh công nghiệp thiết bị phải được thực hiện thường xuyên liên tục... Đất đá cũng gây ảnh hưởng tới vật liệu cách điện, dung dịch muối ở trong đất có thể làm tăng cường tác động hóa học và điện hóa, các loại côn trùng ở trong đất gây ra quá trình tác động vi sinh lên vật liệu cách điện. Đất đá trong quá trình nổ mìn gây rung chấn rơi vào các thiết bị điện, cáp điện gây dập vỡ nên sẽ làm giảm nhanh các tính chất cách điện của vật liệu, nhất là đối với các loại cao su tự nhiên và cao su nhân tạo. 1.2. Ảnh hưởng của môi trường tới trạng thái cách điện của mạng điện mỏ Trong thực tế đã có nhiều công trình nghiên cứu về môi trường và ảnh hưởng môi trường đến thông số cách điện của mạng. Kết quả nghiên cứu các mạng điện ở một số mỏ của Liên Xô trước đây và các công trình nghiên cứu của Trần Bá Đề, Nguyễn Anh Nghĩa, Đào Đắc Tuyên cũng cho thấy độ ẩm môi trường có ảnh hưởng rất lớn tới các thông số cách điện của mạng: đối với các mỏ khô ráo có điện trở ổn định ở mức 3-7 kΩ và điện dung dao động trong phạm vi 0,8 – 1,4µF; đối với các mỏ ẩm ướt có điện trở cách điện ổn định ở mức 1 - 4 kΩ và điện dung dao động trong phạm vi 1,2 – 1,8µF [13]. Như vậy, đối với các mỏ ẩm ướt thì có điện trở cách điện thấp hơn so với các mỏ khô ráo, do đó đối với mạng điện mỏ cần phải sử dụng vật liệu cách điện có khả năng chống ẩm cao, các động cơ và thiết bị điều khiển, đóng cắt cần chế tạo dạng kín, bên trong thiết bị cần phải đặt các hạt chống ẩm. Vật liệu cách điện của các thiết bị điều khiển và bảo vệ cần được phủ kín bằng các lớp sơn cách điện để chống ẩm có hiệu quả. 1.3. Ảnh hưởng của môi trường tới thiết bị điện mỏ Thiết bị điều khiển và bảo vệ chiếm một số lượng đáng kể trong mạng điện mỏ, do đó trạng thái cách điện và độ tin cậy cung cấp điện của mạng phụ Học viên: Trần Ngọc Tuấn 3 Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Trường Đại Học Công Nghiệp Quảng Ninh Luận văn thạc sỹ thuộc đáng kể vào trạng thái cách điện của các thiết bị điều khiển và bảo vệ. Trạng thái cách điện của thiết bị điện mỏ phụ thuộc vào cách điện của các sứ đỡ và sứ xuyên, dây dẫn, bảng điện… Thực tế vận hành cho thấy rằng, trạng thái cách điện của thiết bị điện mỏ phụ thuộc chủ yếu và các yếu tố như: độ ẩm và bụi bẩn của môi trường, mức độ vận hành của thiết bị. Trong các loại thiết bị điện mỏ thì khởi động từ làm việc trong chế độ nặng nhọc hơn cả: đóng cắt nhiều lần (tời có thể đóng cắt 2600-3500 lần/ngày, máy combai: 1000-1900 lần/ngày, băng chuyền 300-500 lần/ngày) dẫn tới sự mòn hỏng các tiếp điểm, sự tích tụ các sản phẩm cháy do tia lửa hồ quang (bụi kim loại). Khi làm việc, nhiệt độ bên trong của các vỏ khởi động từ không ngừng thay đổi: giảm khi thiết bị cắt, tăng khi làm việc, nhiệt độ trong vỏ khởi động từ có thể tăng hơn so với môi trường ngoài từ 26-270C, còn trong các ca nghỉ sửa chữa, nhiệt độ giảm tới nhiệt độ của môi trường. Do sự chênh lệch nhiệt độ lớn và do không khí bị ion hoá mạnh do các tia lửa hồ quang, nước cùng với bụi than được ngưng tụ trên bề mặt ở phía trong của khởi động từ và trên bề mặt của các phần tử khác trong khởi động từ, tạo thành các cầu dẫn điện. Nếu độ ẩm của không khí là 88-90% thì độ ẩm của môi trường phía trong khởi động từ có thể đạt tới 92-99% (bụi than kết hợp cùng với nước tạo thành sunfat sắt và axit sunfuaric. Trong thời gian sửa chữa thiết bị, lượng nước tích tụ trên bề mặt của các phần tử trong khởi động từ càng nhiều, gây ảnh hưởng trực tiếp tới trạng thái cách điện của khởi động từ trong quá trình vận hành, nhất là sau khi cắt mạng. Để nâng cao điện trở cách điện của thiết bị điện, cần thiết phải sử dụng các biện pháp có hiệu quả. Một trong các biện pháp có hiệu quả nhất là cần phải cải thiện môi trường vận hành thiết bị điện, nhất là môi trường bên trong thiết bị (sử dụng các hạt chống ẩm silicatgel), lau chùi và vệ sinh thường kỳ, sấy lại các khởi động từ sau một thời gian làm việc đã lâu trong mỏ. Từ những nghiên cứu thực nghiệm cho thấy: Các thiết bị điện mỏ làm việc trong điều kiện môi trường có độ ẩm cao và bụi bẩn. Các khởi động từ làm Học viên: Trần Ngọc Tuấn 4 Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Trường Đại Học Công Nghiệp Quảng Ninh Luận văn thạc sỹ việc trong điều kiện nặng nhọc hơn (số lần đóng cắt nhiều hơn) so với áp tô mát, vì vậy điện trở cách điện của khởi động từ có độ ổn định thấp hơn so với áp tô mát. Điện trở cách điện của thiết bị điện mỏ được nâng cao nhiều lần sau khi được lau chùi sạch sẽ, qua đó chứng tỏ tác dụng rõ rệt của công việc vệ sinh và bảo dưỡng thường kỳ, nhất là đối với điều kiện môi trường vi khí hậu mỏ. 1.4. Ảnh hưởng của môi trường tới mạng cáp điện trong mỏ Trong quá trình vận hành cáp thường bị sự cố hỏng hóc lớp vỏ bao bọc bên ngoài: do bị va đập (40-50%), do bị đè nén (15-20%), do quá trình di chuyển theo đường lò hoặc do bị vặn xoắn (8%). Kết quả nghiên cứu trạng thái cách điện của cáp nhận thấy, rằng thành phần điện dẫn tác dụng của cáp có thể bao gồm hai thành phần: thành phần thứ nhất là điện dẫn rải đều theo chiều dài cáp; thành phần thứ hai là điện dẫn tập trung tại các đầu nối cáp. Khi chiều dài của cáp không lớn thì điện dẫn của cáp được xác định chủ yếu từ thành phần điện dẫn tập trung tại các đầu nối cáp. Mối quan hệ giữa điện dẫn và chiều dài của cáp là một hàm tuyến tính: khi chiều dài cáp tăng thì điện dẫn cũng tăng tuyến tính. Khi thời gian tồn tại của cáp ở trong mỏ càng lâu thì điện dẫn cũng càng tăng và điện trở càng giảm. Phân tích các kết quả nhận được, có thể rút ra một số nhận xét sau đây: - Độ ẩm và bụi bẩn của môi trường có ảnh hưởng trực tiếp và đáng kể tới điện trở cách điện của cáp điện sử dụng trong mỏ, tiết diện và mã hiệu cáp không ảnh hưởng đáng kể tới điện trở cách điện. - Giá trị xác lập của điện trở cách điện cáp (có thời gian và vận hành trong mỏ khác nhau) hầu như không thay đổi theo thời gian. Điều đó chỉ ra rằng, chất lượng của vật liệu cách điện ít phụ thuộc vào mức độ già hoá cách điện. - Điện trở cách điện của cáp phụ thuộc chủ yếu vào điện trở cách điện tập trung tại các đầu cáp. Để nâng cao trạng thái cách điện của cáp có thể sử dụng một số biện pháp sau đây: - Tiến hành lắp đặt cáp ở những đường lò khô ráo - Sử dụng các gioăng đệm để loại trừ khả năng thâm nhập ẩm ướt và bụi bẩn từ môi trường vào bên trong các đầu cáp và các hộp nối cáp Học viên: Trần Ngọc Tuấn 5 Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Trường Đại Học Công Nghiệp Quảng Ninh Luận văn thạc sỹ - Thường kỳ tiến hành vệ sinh lau chùi, bảo dưỡng và sửa chữa - Sử dụng các loại cáp có vỏ bọc chì làm cáp chính. 1.5. Tổng quan về mạng điện hạ áp tại một số mỏ than hầm lò vùng Hòn Gai. * Cấu trúc chung của mạng điện hạ áp tại các mỏ than hầm lò HÖ thèng ®iÖn quèc gia 110 (220)kV 110 (220)kV 6kV 6kV Tr¹m biÕn ¸p vïng 110(220)/35/6kV 35kV 35kV 35kV 35kV Tr¹m biÕn ¸p chÝnh cña xÝ nghiÖp 35-22/6kV 6kV 6kV § § Dù phßng M¸y biÕn ¸p M¸y biÕn ¸p h¹ ¸p 6/0,4(0,69)kV h¹ ¸p 6/0,4(0,69)kV 0,4(0,69)kV 0,4(0,69)kV Hình 1. 1 Cấu trúc và đặc điểm sơ đồ nguyên lý CCĐ tại các mỏ than Học viên: Trần Ngọc Tuấn 6 Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Trường Đại Học Công Nghiệp Quảng Ninh Luận văn thạc sỹ Do tính chất phức tạp và đòi hỏi yêu cầu nghiêm ngặt đối với các mỏ hầm lò nên các phụ tải là các hộ tiêu loại I, qua đó mạng điện hạ áp trong mỏ hầm lò phải được thiết kế cung cấp điện từ hai nguồn khác nhau và có máy phát điện dự phòng nóng. Đặc điểm và cấu trúc mạng điện cho các mỏ hầm lò như sau: điện cao thế 110 (35/22 kV) được lấy từ lưới điện quốc gia từ hai lộ khác nhau thông qua hai máy biến áp trung gian hạ cấp điện áp xuống 6 kV và cấp điện cho các tủ phân phối. Điện áp từ các tủ này được dẫn tới các trạm phân phối trung tâm trong lò thông qua đường cáp 6 kV. Tại các trạm điện biến áp khu vực biến đổi điện áp từ 6 kV xuống 0,69 kV, từ đây điện áp 660 V được cấp cho các thiết bị sản xuất tại khu vực khai thác hoặc đào lò. Bảng 1. 1: Cấu trúc hạ áp tại một số mỏ vùng Hòn Gai ΣL Số Phân Xưởng/ TB BV Pđ TB đóng Cáp Công ty Tên TBA cáp thiết Vị trí rò điện (kW) cắt điện (m) bị Lò chợ LC- KBZ-400 I-13-7 khu I KBSGZY - RRH- DW-350 Hòn Gai 315 kVA- 495 1456 28 MYP vỉa 13 Giáp 6/0.69kV 660V QBZ-200 Khẩu QBZ-120 KBZ-400 Lò chợ BM TBHDP YAKИ- DW-350 6.3 Thành 315 kVA- 380/66 422 550 15 MYP QBZ-200 Công 6/0,69kV 0V QBZ-120 AΦB-2AT ATP-630 TBHDP JY82- KBZ-630 Hà Lầm KT 5 630 kVA- 440,4 1317 15 MYP 660V DW-350 6/0,69kV QJZ-200 QJZ-120 KBZ-630 TBHDP KBZ-400 JY82- KT 8 630 kVA- 247,8 1255 22 DW-350 MYP 660V 6/0,69kV QJZ-200 QJZ-120 KBZ-630 KBZ-400; ATP-400 KBSG- JY82- DW-350; Núi Béo KT1 630kVA- 504 1607 27 MYP 660V QJZ-200 6/0.69kV QJZ-120 QBZ-120 KBZ-630 KBZ-400 KBSG- KDB-350 JY82- KT2 630kVA- 360 1343 15 ATP-630 MYP 660V 6/0.69kV QJZ-315 QJZ-120 QBZ-120 Học viên: Trần Ngọc Tuấn 7 Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Trường Đại Học Công Nghiệp Quảng Ninh Luận văn thạc sỹ * Đặc điểm mạng điện hạ áp 660 V tại một số mỏ than vùng Hòn Gai - Máy biến áp khu vực Các trạm biến áp khu vực đặt trong hầm lò của các mỏ sử dụng máy biến áp phòng nổ di động trọn bộ chủ yếu của Nga (mã hiệu TKƜB, TCƜBII và KTB - 160, 180, 240, 250, 315, 400, 560 kVA), của Trung Quốc có loại KBSG, KBSGZY- 160, 180, 315, 500, 630 kVA, của Việt Nam có loại TBHDP 180, 240, 320, 400 kVA, Điện áp 6/0,69(0,4) kV cung cấp đến các điểm phân phối điện hạ áp của công trường khai thác bằng cáp cứng và cáp mềm đặt trong đường lò. Loại trạm biến áp này di chuyển dễ dàng trên đường ray nên có thể đảm bảo được giá trị điện áp cho phép trên cực phụ tải và giảm được tổng chiều dài mạng cáp hạ áp, do đó giảm được dòng rò để đảm bảo an toàn điện giật và an toàn nổ. Một số ít trường hợp trạm biến áp khu vực đặt ở ngoài cửa lò, sử dụng máy biến áp dầu kiểu thông thường do Việt Nam, Trung Quốc chế tạo, biến đổi điện áp 6 kV thành điện áp 0,69(0,4)kV để cung cấp cho các phụ tải. Hiện nay, các máy biến áp khu vực hầm lò vùng Hòn Gai làm việc với hệ số mang tải chủ yếu nằm trong khoảng β=0,35  0,87 Bảng 1. 2: Thông số kỹ thuật của máy biến áp Kích thước (mm) Trọng Công suất tt Tên máy biến áp d r c lượng (kVA) (Kg) I TBHDP 1 TBHDP - 180 180 3080 858 1600 3200 2 TBHDP - 240 240 3080 870 1608 3400 3 TBHDP - 320 320 3430 902 1667 4500 4 TBHDP - 400 400 3610 954 1670 5164 II KBSGZY 1 KBSGZY-80/6 80 2150 1100 1050 2200 2 KBSGZY-100/6 100 2150 1100 1200 2300 3 KBSGZY-160/6 160 2200 1100 1220 2400 4 KBSGZY-200/6 200 3420 1100 1590 2800 5 KBSGZY-250/6 250 3460 1100 1590 3150 6 KBSGZY-315/6 315 3580 1100 1560 3495 7 KBSGZY-400/6 400 3670 1100 1580 4000 8 KBSGZY-500/6 500 3740 1100 1610 4450 9 KBSGZY-630/6 630 3810 1100 1610 4870 - Mạng cáp điện Hiện nay mạng điện hạ áp mỏ hầm lò của các mỏ than thường sử Học viên: Trần Ngọc Tuấn 8 Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Trường Đại Học Công Nghiệp Quảng Ninh Luận văn thạc sỹ dụng các loại cáp có điện áp đến 1000V, chủ yếu do Nga và Trung Quốc sản xuất (ГPШH, ΓPIIIЭ, MYP). Mạng điện hạ áp mỏ hầm lò thường dùng loại cáp cứng 3 lõi điện lực vỏ chì bọc thép và cáp mềm có màn chắn 3 lõi lực và một lõi nối đất. Tuổi thọ của cáp điện mỏ ở những đường lò chịu tác động của đất đá, hay phải chịu sự di chuyển thường xuyên khoảng 2  3 năm, ở những nơi đường lò ổn định, nơi ít bị tác động phá hoại trực tiếp của môi trường khoảng 8  15 năm. Những hư hỏng của cáp mềm thường là do: cáp bị kéo trên nền lò có nhiều cục than và đá sắc cạnh làm xước cáp, đứt hoặc dập cáp, xoắn, do đất đá sập lở, vì chống lò đổ rơi vào, bị cắt do các máy di chuyển, hư hỏng do ảnh hưởng của nổ mìn v.v..Để bảo vệ cáp khỏi hư hỏng do tác động cơ học, biện pháp quan trọng là lắp đặt cáp hợp lý và thường xuyên theo dõi tình trạng vận hành của nó. Đồng thời phải có biện pháp che chắn, hạn chế di chuyển cáp điện để đảm bảo độ bền cơ học của cáp điện. Qua nghiên cứu thực tế tại các mỏ than vùng Hòn Gai thì mạng điện hạ áp mỏ có tổng chiều dài mỗi mạng không lớn L ≈ 0,45 ÷ 3,1 km (chiều dài trung bình L= 1,8 km); có nhiều phân nhánh n = 1÷4; Số thiết bị đấu vào mạng N= 6 ÷34 (trung bình 22 thiết bị). Bảng 1. 3: Thông số kỹ thuật của cáp điện MYP/0,66 KV Đường kính Dòng Điện Bề dày ngoài(mm) điện Bề dày Khối trở lõi cách cho Số lõi vỏ bọc lượng dẫn điện phép ở (mm) Min Max (Kg/Km) điện (mm) 20oC (Ω/km) (A) 1,91 3x10+1x10 1,8 4,5 31,7 34,9 1640 64 1,91 1,21 3x16+1x10 1,8 4,5 34,2 37,6 1899 85 1,91 0,78 3x25+1x16 2 5 40,3 44,3 2648 113 1,21 0,554 3x35+1x16 2 5 44,4 48,8 3201 138 1,21 0,386 3x50+1x16 2,2 5,5 51,5 54,6 4013 173 1,21 0,272 3x70+1x25 2,2 5,5 53,9 59,3 5079 215 0,78 0,206 3x95+1x25 2,4 6 62,1 68,1 6280 260 0,78 Bảng 1. 4: Thông số kỹ thuật của cáp điện MCP/0,66 KV Học viên: Trần Ngọc Tuấn 9 Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Trường Đại Học Công Nghiệp Quảng Ninh Luận văn thạc sỹ Đường kính Dòng Bề Điện Bề ngoài(mm) điện dày Khối trở lõi dày cho Số lõi cách lượng dẫn vỏ bọc phép ở điện Min Max (Kg/Km) điện (mm) 20oC (mm) (Ω/km) (A) 0,565 3x35+1x6+3x6 2 6 47,2 51,4 3758 3,39 138 3,39 0,393 3x50+1x10+3x6 2,2 7 54,3 58,6 4888 1,95 170 3,39 0,277 3x70+1x16+3x6 2,2 7 59,6 64,3 5783 1,24 210 3,39 0,21 3x95+1x25+3x10 2,4 7 64,5 70,1 7430 0,795 250 1,95 - Cấp điện áp sử dụng Hiện nay, các đơn vị sản xuất than trực thuộc Tập đoàn TKV đã mở rộng quy mô sản xuất, diện khai thác ngày một xuống sâu, xuống xa, điều kiện môi trường, khí bụi vô cùng khắc nghiệt, do đó số lượng thiết bị điện phục vụ sản xuất ngày một tăng lên, công suất của thiết bị ngày một lớn, để đáp ứng được yêu cầu thực tiễn nhằm duy trì mức độ ổn định điện áp trong những năm gần đây tập đoàn TKV đã chỉ đạo các đơn vị nâng cấp các mạng điện hạ áp khu vực hầm lò từ cấp điện áp 380 V lên cấp điện áp 660V hoặc 1140 V. Như vậy cấp điện áp trong mỏ hầm lò chủ yếu là cấp điện áp 660 V, ngoài ra một số đơn vị có sử dụng cấp điện áp 1140 V như tại Công ty CP than Hà Lầm, Núi Béo… tuy nhiên trong luận văn này chỉ nghiên cứu cấp điện áp được các mỏ sử dụng nhiều nhất là 660 V. - Thiết bị đóng cắt, điều khiển, bảo vệ Để đóng cắt và bảo vệ các tuyến cáp chính mỏ hầm lò các mỏ thường sử dụng các Áptômát do Nga và Trung Quốc sản xuất, các thiết bị đóng cắt của Nga như AФB- 2A, AФB-2AT, ПMBИ-41, 63, ПBИ-125, 250, các thiết bị đóng cắt của Trung Quốc như DW-200, 350, BKD-200, 400; KBZ-80, 120, 400, 630; QJZ- 80,120, 200, 300, ATP-630… Các thiết bị đóng cắt, điều khiển và bảo vệ nói trên đa số đã qua nhiều năm sử Học viên: Trần Ngọc Tuấn 10 Chuyên ngành: Kỹ thuật điện