Đồ án Tốt nghiệp
Bộ môn điện khí hóa
Đề tài :
Thiết kế cung cấp điện cho khu khai thác than hầm lò mỏ mạo khê

Sinh viên thực hiện :
Phạm Văn Quyền

Giáo viên hướng dẫn :
Ths. Ngô Thanh Tuấn

Hà Nội 6-2017


Trường đại học mỏ - Địa chất
Bộ môn điện khí hóa xí nghiệp
……………………

Đề tài tốt nghiệp

Họ và tên sinh viên: Phạm Văn Quyền
Ngành: Điện Khí Hóa

Khóa : 60

Hệ đào tạo: Liên Thông

Thời gian nhận đề tài:

Ngày 02 tháng 03 năm 2017

Thời gian hoàn thành:

Ngày 25 tháng 6 năm 2017
Tên đề tài

Thiết kế cung cấp điện cho khu khai thác than mỏ mạo khê
Phần chung
Giới thiệu khái quát về công ty than Mạo Khê và tình hình cung cấp điện của
Công ty than Mạo Khê
Phần chuyên đề
Tính toán thiết kế cung cấp điện cho vỉa 10 cánh bắc tầng +32/+91
Giáo viên hướng dẫn:

TS. Ngô Thanh Tuấn

Trưởng Bộ môn:

TS. Đỗ Như Ý


MụC Lục
Tr
ang
Lời nói đầu
Phần chung . giới thiệu chung về công ty than Mạo khê
Và tình hình cung cấp điện
Chương 1. Giới thiệu chung về công ty than Mạo Khê.............................................3
1.1. Vị trí địa lý, địa chất và khí hậu.....................................................................3
1.2. Điều kiện giao thông......................................................................................4
1.3. Công nghệ khai thác......................................................................................5

1.4. Công tác cơ giới.............................................................................................5
1.5. Công tác tổ chức hành chính..........................................................................6
Chương 2. Tình hình cung cấp điện của công ty than Mạo Khê..............................9
2.1. Nguồn cung cấp điện.....................................................................................9
2.2. Trạm biến áp chính......................................................................................10
2.3. Các hình thức bảo vệ trạm biến áp chính.....................................................16
2.4. Các thiết bị đo lường....................................................................................21
2.5. Hiện trạng trang bị điện hạ áp......................................................................23
2.6. Tình trạng sử dụng công suất máy biến áp...................................................27
Phần chuyên đề. Tính toán thiết kế mạng điện hạ áp cho vỉa 10 cánh bắc tầng
+32/+91 mỏ than mạo khê
Chương 3. Xác định phụ tải điện và lựa chọn máy biến áp của khu khai thác thiết
kế ................................................................................................................................ 35
3.1.Giới thiệt chung về khu khai thác sẽ thiết kế.................................................35
3.2.Xác định phụ tải điện sẽ khai thác thiết kế..................................................37


3.3. Lựa chọn công suất của máy biến áp khu vực..............................................42
Chương 4. Tính toán lựa chọn hệ thống cung cấp điện cao áp cho khu vực khai
thác vỉa 10 cánh bắc tầng +32/+91...........................................................................43
4.1. Nguồn cung cấp...........................................................................................43
4.2. Tính chọn cáp và dây dẫn theo điều kiện dòng nung nóng cho phép............45
4.3. Kiểm tra mạng cáp theo điều kiện................................................................46
4.4. Lựa chọn thiết bị điều khiển và bảo vệ phía cao áp......................................48
Chương 5. Tính toán cung cấp điện mạng hạ áp cho công trường khai thác vỉa 10
cánh bắc tầng +32/+91...............................................................................................54
5.1.Thành lập sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế mạng hạ áp..........................................
5.2. Lựa chọn các phần tử trong mạng hạ áp.......................................................54
5.3. Kiểm tra mạng cáp hạ áp đã thiết kế theo các điều kiện kỹ thuật chính.......65
Chương 6 . Tính toán ngắn mạch, lựa chọn và chỉnh định thiết bị điều khiển và

bảo vệ........................................................................................................87
6.1. Tính toán ngắn mạch.....................................................................................87
6.2. Lựa chọn, kiểm tra khả năng cắt của aptomat và khởi động từ.....................94
6.3. Chỉnh định và kiểm tra độ nhạy của thiết bị điều khiển và bảo vệ................98
Chương 7. Tính toán tiếp đất bảo vệ.......................................................................103
7.1. Bảo vệ khỏi điện giật bằng thiết bị bảo vệ rò..............................................103
7.2. Tiếp đất bảo vệ đảm bảo an toàn điện giật..................................................105
7.3. Tính toán tiếp đất bảo vệ thiết bị................................................................107
Kết luận ...........................................................................................................111
Tài liệu tham khảo ............................................................................................112


Trường đại học Mỏ - Địa chất

Đồ án tốt nghiệp
Lời nói đầu

Đất nước ta đang thực hiện quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa trên tất cả
mọi lĩnh vực, để góp phần vào sự phát triển đó thì ngành năng lượng nói chung và
ngành năng lượng điện nói riêng đóng một vai trò đặc biệt quan trọng. Nó đòi hỏi các
hộ tiêu thụ điện phải sử dụng một cách hợp lý và kinh tế nhất.
Đối với một dự án, một công trình xây dựng cho công ty, nhà máy hay phân
xưởng yêu cầu phải có một bản thiết kế cung cấp điện không chỉ hoàn chỉnh về kỹ
thuật mà còn phù hợp về kinh tế cũng như đảm bảo về chất lượng cung cấp điện và
chất lượng điện năng. Đồng thời bản thiết kế cung cấp điện phải đảm bảo an toàn cho
người vận hành, đơn giản, dễ dàng thi công, lắp đặt và sửa chữa, nâng cấp cải tạo về
sau.
Là một sinh viên ngành Điện Khí Hóa trải qua quá trình học tập, nghiên cứu,
được sự dạy bảo tận tình của các thầy cô trong khoa Cơ điện và các thầy cô trong
trường đã giúp em trang bị vốn kiến thức cơ bản về chuyên môn. Với thời gian thực

tập gần hai tháng tại Công ty than Mạo Khê và được sự nhất trí của thầy giáo hướng
dẫn: TS.Ngô Thanh Tuấn, em đã chọn đề tài “ Thiết kế cung cấp điện cho khu vực
khai thác ” thuộc Công ty than Mạo Khê làm đồ án tốt nghiệp.
Trong thời gian làm đồ án, bản thân em đã cố gắng tìm hiểu các tài liệu tham
khảo phục vụ cho đề tài và được sự hướng dẫn, chỉ bảo nhiệt tình của các thầy cô
trong bộ môn đặc biệt là TS. Ngô Thanh Tuấn cùng các bạn đến nay em đã hoàn thành
bản đồ án tốt nghiệp của mình. Mặc dù vậy, do kiến thức, thời gian và kinh nghiệm
còn hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong được các thầy cô và các
bạn tham gia góp ý để đồ án của em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 25 tháng 5 năm 2017
Sinh viên thực hiện
Phạm Văn Quyền

Sinh viên : PHẠM VĂN QUYỀN

5

Lớp : Điện Khí Hóa – K60


Trường đại học Mỏ - Địa chất

Đồ án tốt nghiệp

PHẦN CHUNG
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG TY THAN MẠO KHÊ VÀ TÌNH HÌNH
CUNG CẤP ĐIỆN CỦA CÔNG TY

Sinh viên : PHẠM VĂN QUYỀN


6

Lớp : Điện Khí Hóa – K60


Trường đại học Mỏ - Địa chất

Đồ án tốt nghiệp
CHƯƠNG 1

GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT CHUNG VỀ CÔNG TY THAN MẠO KHÊ
1.1. Vị trí địa lý, địa chất và khí hậu.
1.1.1. Vị trí địa lí.
Công ty than Mạo Khê thuộc huyện Đông Triều tỉnh Quảng Ninh, nằm gần các
khu công nghiệp như Công ty xi măng Hoàng Thạch, nhà máy nhiệt điện Uông Bí,
Công ty than Uông Bí, nhà máy Nhiệt Điện Phả lại. Nằm ở dãy núi vòng cung Đông
Triều có tọa độ:
106033’45’’- 106041’15’’ Kinh độ Đông
21002’33’’- 21006’15’’ Vĩ độ Bắc.
Công ty Than Mạo Khê chạy dài từ Tây sang Đông từ khu Văn Lôi đến khu Tràng
Bạch và được chia làm hai cánh Bắc và Nam. Cánh Bắc là vùng đồi núi, cánh Nam địa
hình bằng phẳng. Diện tích Công ty Than Mạo Khê quản lý khoảng 40km 2. Được giới
hạn bởi:
- Phía Đông giáp xã Phạm Hồng Thái cách địa phận nhà máy Điện Uông Bí và
Công ty than Uông Bí 25km, cách Hòn Gai 58km.
- Phía Tây giáp xã Kim Sơn, cách Hà nội 105km.
- Phía Nam giáp thị trấn Mạo Khê, quốc lộ 18, cách Hải Phòng 30km.
- Phía Bắc giáp xã Tràng Lương.
1.1.2. Điều kiện khí hậu.

Mỏ Mạo Khê nằm ở phía Đông Bắc Tổ Quốc nên khí hậu mang tính chất của khu
vực đó là khí hậu nhiệt đới gió mùa, mưa nhiều với hai mùa rõ rệt đó là mùa mưa và
mùa khô. Trong đó mùa mưa kéo dài từ tháng 4 đến tháng 10 hàng năm, mùa khô từ
tháng 11 đến tháng 3 năm sau. Lượng mưa trung bình là 1700 mm/năm tập trung chủ
yếu vào mùa mưa, chiếm 90% lượng mưa cả năm. Khi mùa mưa đến thường có những
trận mưa to kéo dài ảnh hưởng rất lớn đến việc khai thác than.

Sinh viên : PHẠM VĂN QUYỀN

7

Lớp : Điện Khí Hóa – K60


Trường đại học Mỏ - Địa chất

Đồ án tốt nghiệp

- Nhiệt độ trung bình hàng năm là 23,30 C
- Về mùa hè chủ yếu là gió Đông Nam, về mùa đông chủ yếu là gió Đông Bắc.
Vận tốc gió lớn nhất là 35m/s. Gió mạnh cũng gây ảnh hưởng không tốt đến sản xuất
cũng như tình trạng sức khỏe công nhân.
1.1.3. Địa hình khu mỏ.
Công ty than Mạo Khê là một khu vực đồi núi, thấp dần về phía Nam, bị bào
mòn, kéo dài từ Đông sang Tây với độ cao từ +15 đến +505m.
Độ dốc của vỉa than không đều, các vỉa cánh Bắc thoải hơn và có độ dốc thay đổi
từ 450 đến 800. Trong các vỉa than của mỏ có chứa khí Mêtan (CH4) có hàm lượng lớn.
Phía Nam do địa hình thấp, lớp phủ của vỉa than tương đối dày nên sự thoát khí CH 4
kém, hiện nay mỏ được xếp vào loại mỏ có khí bụi hại loại 3.
1.1.4. Điều kiện thủy văn.

1. Mặt nước.
Trong khu vực mỏ có hai con suối chính chảy qua là suối Văn Lôi và suối Bình
Minh, dài từ 2 đến 6 km, rộng từ 3 đến 7m. Hai hồ chính là hồ Tràng Bạch và hồ Yên
Thọ, do địa hình dốc nên sau những trận mưa lớn nước tập trung vào hai hồ này với
tốc độ lớn.
2. Nước ngầm.
Tầng nước chứa trong địa tầng là sa thạch cứng, độ ngấm nước yếu. Trong địa bàn
của mỏ không có túi nước ngầm. Lượng nước ngầm chủ yếu là nước mưa ngấm xuống
nên lượng nước ngầm phụ thuộc vào lượng mưa. về mùa mưa lượng nước mưa ngấm
xuống tương đối lớn khoảng 547m, về mùa khô khoảng 120m 3/h, nhiệt độ của nước là
250C đến 260C.
1.2. Điều kiện giao thông.
Công ty than Mạo Khê nằm cạnh Quốc lộ 18A và tuyến đường sắt Quốc gia. Công
ty than Mạo Khê có tuyến đường sắt nối liền từ nhà máy sàng của công ty đến ga Mạo
Khê nên rất thuận lợi cho việc tiêu thụ cho nhà máy nhiệt điện Phả Lại và các hộ tiêu

Sinh viên : PHẠM VĂN QUYỀN

8

Lớp : Điện Khí Hóa – K60


Trường đại học Mỏ - Địa chất

Đồ án tốt nghiệp

thụ có tuyến đường sắt đi qua, cũng như việc cung cấp nguyên vật liệu, thiết bị phục
vụ cho việc sản xuất của công ty.
Hệ thống giao thông đường bộ khu mỏ được nối liền với Quốc lộ 18A đã được

nâng cấp bê tông hóa 100% rất thuận tiện cho việc vận tải và đi lại của công nhân, dân
cư của khu vực mỏ.
Về đường thủy Công ty than Mạo Khê có cảng bến đủ điều kiện cho xà lan tải
trọng < 200 tấn ra vào, thuận tiện cho việc tiêu thụ than và vận chuyển nguyên vật liệu
bằng đường thủy.
1.3. Công nghệ khai thác.
1.3.1. Tình hình khai thác.
Kể từ khi chuyển sang cơ chế thị trường hoạch toán độc lập, Công ty than Mạo
Khê đã khắc phục được những khó khăn và phát huy được những thuận lợi, năng động
trong cơ chế mới, cải cách lại cơ cấu tổ chức, cắt giảm các phòng ban không cần thiết,
mạnh dạn vay vốn đầu tư cho sản xuất, mua sắm nhiều thiết bị hiện đại có tính cơ giới
hiện đại cao, đồng thời mở rộng mạng lưới tiêu thụ, sản lượng than ngày càng cao.
Để đáp ứng được nhu cầu than hiện nay, Công ty than Mạo Khê đẩy nhanh tiến
độ khai thác, phấn đấu tăng năng suất lao động, nâng cao sản lượng khai thác ở các lò
chợ, đẩy nhanh tiến độ đào các đường lò chuẩn bị tại các công trình -25 mở rộng. Đặc
biệt hiện nay Công ty than Mạo Khê đang tiến hành đào lò chuẩn bị và khôi phục công
trình giếng nghiêng -80 và đã bắt đầu khai thác.
1.3.2. Công nghệ khai thác.
Công nghệ khai thác của mỏ hiện nay là công nghệ khai thác thủ công bán cơ
giới, các khâu khoan, nổ mìn, bốc xúc, vận tải đã được cơ giới hóa, các khâu khác làm
thủ công. Sau khi than được khai thác bằng phương pháp khoan nổ mình thì dùng
máng cào SKAT-80 đặt dọc lò chợ để tải than xuống chân lò chợ, do chân lò chợ dốc
nên than tự chảy trên máng trượt vào bunke và từ bunke được rót vào gòong và dùng
tàu điện ác quy kéo ra ga chính và ra nhà sàng bằng hệ thống băng chuyền loại PTG20/600 và PTG-30/800.

Sinh viên : PHẠM VĂN QUYỀN

9

Lớp : Điện Khí Hóa – K60



Trường đại học Mỏ - Địa chất

Đồ án tốt nghiệp

1.4. Công tác cơ giới .
Công tác cơ giới hóa và tự động hóa chưa được cao, một số dây truyền được tự
động hóa và bán tự động như băng tải rót than lên tàu và tuyến băng tải -80, trục tải
-80.
1.4.1. Công tác thoát nước.
Công tác thoát nước của mỏ hiện nay đang được áp dụng là thoát nước tự nhiên,
vì phần lớn các đường lò của mỏ đang khai thác có độ dốc lớn nên nước tự chảy. Lợi
dụng ưu thế trên nên chỉ cần khai mương, đào rãnh ở mép thành lò là nước được đổ ra
ngoài và đổ ra suối. Riêng khu vực lò giếng có lưu lượng nước lớn Q max = 28,6 m3/h,
mỏ dùng loại bơm chống ăn mòn có đặc tính kỹ thuật được ghi trong bảng 1.1.
Lưu

Chiều

lượng

cao hút

Pđm

quay

(m3/h)


(m)

(kW)

(v/p)

OH

18,2

8,7

4

1400

134x552x483

200

1/2GC

30

7

7

2900


1500x530x630

234

Mã hiệu
bơm

Tốc độ

Trọng

Kích thước

lượng

(mm)

(kg)

Bảng 1.1
1.4.2. Công tác thông gió.
Vì mỏ có khí bụi nổ loại 3 do đó Công ty than Mạo Khê đã dùng phương pháp
thông gió hút, quạt hút của mỏ có các thông số kỹ thuật được ghi trong bảng 1.2 sau:
Bảng 1.2
Mã hiệu
quạt
BOAK-1,5
ΠPOXOÄ

Đường kính


Tốc độ

bánh công tác

quay

Lưu lượng

áp lực

Hiệu suất

(m/s2)

(kg/cm2)

(%)

(mm)

(v/p)

1500

1000

11- 43

60- 150


72,5

508

2960

115- 225

24- 50

70

KA-2M500

Sinh viên : PHẠM VĂN QUYỀN

10

Lớp : Điện Khí Hóa – K60


Trường đại học Mỏ - Địa chất

Đồ án tốt nghiệp

Trong các đường lò cục bộ dùng phương pháp thông gió đẩy, quạt cục bộ YBT52-2,
YBT 5,5.
1.5. Công tác tổ chức hành chính.
1.5.1. Công tác quản lý.

Bộ máy tổ chức quản lý và chỉ đạo sản xuất dựa trên những nguyên tắc cơ bản về
xây dựng bộ máy quản lý xí nghiệp công nghiệp mỏ.
- Các phó giám đốc Công ty: phó giám đốc kỹ thuật; phó giám đốc sản xuất; phó
giám đốc kinh tế; phó giám đốc cơ điện.
- Các khối phòng khác: phòng kỹ thuật cơ điện; phòng kỹ thuật khai thác; phòng
kế toán tài chính; phòng vật tư bảo vệ; phòng tổ chức lao động; phòng an toàn- KCS;
phòng kế hoạch và trung tâm sản xuất.
- Mỏ có 12 phân xưởng lò than, 4 phân xưởng lò đá và 2 phân xưởng vận tải.

Sinh viên : PHẠM VĂN QUYỀN

11

Lớp : Điện Khí Hóa – K60


Trường đại học Mỏ - Địa chất

Đồ án tốt nghiệp

1.5.2. Tổ chức quản lý hệ thống cơ điện.
Ngành cơ điện mỏ thực hiện chức năng quản lý theo sơ đồ khối như sau:

Sinh viên : PHẠM VĂN QUYỀN

12

Lớp : Điện Khí Hóa – K60



Trường đại học Mỏ - Địa chất

Đồ án tốt nghiệp
CHƯƠNG 2

TÌNH HÌNH CUNG CẤP ĐIỆN CỦA CÔNG TY THAN MẠO KHÊ
2.1. Nguồn điện.
Nguồn điện 35kV của mỏ được lấy từ nhà máy nhiệt điện Uông Bí. Điện năng
được dẫn bằng hai tuyến 373 và 374 bằng dây dẫn AC-95 dài 19km. Để bảo vệ hiện
tượng quá áp tự nhiên do sét gây ra theo đường dây truyền vào trạm 35/6kV, trên hai
tuyến đường dây này ở đoạn gần vào trạm có dùng dây chống sét loại AC-35 với chiều
dài 1,5km. Đặc tính kỹ thuật của dây dẫn AC-35 và AC-95 được thống kê trong bảng
2.1.
Bảng 2.1
Tiết diện tính
toán

Tiết diện
định mức của
dây dẫn, mm

2

2

(mm )

Phần
nhôm


Lõi thép

Đường kính

Điện trở

tính toán (mm)

khi

Dây

Lõi

dẫn

thép

nhiệtđộ
+200CΩ/k
m

Khối
lượng
tính toán,
kg/km

AC-35

36,9


6,2

8,4

2,8

0,85

150

AC-95

95,4

15,9

13,5

4,5

0,33

386

Hệ thống thanh cái 35kV gồm hai phân đoạn, giữa hai phân đoạn có máy cắt
phân đoạn 35kV. Các máy cắt là do Trung Quốc sản xuất có các thông số kỹ
thuật được thống kê trong bảng 2.2 sau:
Bảng 2.2


Mã hiệu
3AF014235C/100

Uđm

Iđm

Icđ

Scđ

Thời gian tác
động, tc(s)
0,05

(kV)

(A)

(kA)

(kVA)

35

1000

16,5

10.000


Thời gian
tác động
tc(s)
0,04

2.2. Trạm biến áp chính.
2.2.1. Giới thiệu trạm biến áp 35/6 kV.

Sinh viên : PHẠM VĂN QUYỀN

13

Lớp : Điện Khí Hóa – K60


Trường đại học Mỏ - Địa chất

Đồ án tốt nghiệp

Để cung cấp điện cho toàn bộ khu vực sản xuất và dân dụng mỏ Mạo Khê sử
dụng một trạm biến áp trung gian 35/6kV, đặt tại mặt bằng gần trung tâm mỏ. Phía
ngoài nhà trạm đặt hai máy biến áp do Trung Quốc chế tạo, có các thông số kỹ thuật
được thống kê trong bảng 2.3
Bảng 2.3
Tổ
Mã hiệu

đấu
dây


Uđm,

Uđm,

sơ

thứ

Sđm

Un ,

I0

∆Pn

∆P0

Số

cấp

cấp

(kVA)

%

%


(kW)

(kW)

pha

(kV)

(kV)

35

6,3

12000

7,5

5

69,2

24

3

Tần
số
Hz


SF12000/3
5-TH
35-

Y/∆

50

8x1.25%
2.2.2. Các thiết bị trong trạm.
Trạm biến áp chính 35/6,3kV của Công ty than Mạo Khê được lắp đặt tại khu vực
mặt bằng mức (+17) phía Nam của mỏ. Phía sơ cấp máy biến áp có đầu phân áp là (
8x1,25%). Việc điều chỉnh đầu phân áp được tiến hành bởi cầu dao mã hiệu DWJ
thông qua bộ truyền động bằng tay. Máy biến áp này có hệ thống làm mát cưỡng bức
bằng quạt.
Phân đoạn 1 và phân đoạn 2 của hệ thống thanh cái 6kV liên hệ với nhau qua tủ
máy cắt phân đoạn số 16.
Máy biến áp số 2 được nối với tuyến 373 là máy biến áp làm việc thường xuyên,
còn máy biến áp số 1 được nối với tuyến 374 là máy dự phòng nguội.
Toàn bộ hệ thống máy biến áp, thanh cái 35kV đều được đặt ngoài trời phía
Đông nhà trạm.
Công ty than Mạo Khê sử dụng máy biến dòng đo lường mã hiệu TUC để biến đổi
điện áp từ 35kV xuống 0,1kV cung cấp điện cho các hệ thống đo lường, kiểm tra tình

Sinh viên : PHẠM VĂN QUYỀN

14

Lớp : Điện Khí Hóa – K60



Trường đại học Mỏ - Địa chất

Đồ án tốt nghiệp

trạng cách điện của đường dây và giàn thanh cái 35kV, bảo vệ quá điện áp hoặc điện
áp thấp hơn điện áp định mức.
Nhà trạm được xây dựng theo kiểu mái bằng có kích thước 35x10=350m 2 trong
có đặt các thiết bị sau:
- Thiết bị điều khiển.
- Tủ phân phối điện 6kV gồm 31 tủ dùng để phân phối cho các khởi hành và dùng
để dự phòng, có mã hiệu là GFC-3 trong đó phân đoạn 1 có 16 tủ, phân đoạn 2 có 15
tủ. Chức năng của các tủ cao áp được ghi trong bảng 2.4.
Bảng 2.4
Số hiệu tủ

Chức năng của tủ cao áp

Mã hiệu tủ

Tủ dự phòng

GFC-3

Tủ khởi hành

GFC-3

Số:1,6,7,13,14,19,25,

26,27,29
Số: 2,3,4,5,10,11
17,18,20,21,24,28
Tủ tự dùng bên trong đặt máy
Số : 8,22

biến áp tự dùng. Mã hiệu của máy

GFC-3

biến áp là: SJ-50
Số :12,31

Tủ đầu vào phân đoạn 6kV

GFC-3

Tủ đo lường, trong tủ đặt máy biến áp
Số : 15,30

đo lườngmã hiệu JDJJ-6 và

GFC-3

chống sét van mã hiệu PBC-6
Số : 9, 23

Số 16

Tủ bù cosử, mỗi tủ có 6 tụ điện

Mã hiệu của tụ là :YL3-6,3-35-TH

GFC-3

Tủ phân đoạn trong đó có đặt máy

GFC-3

biến áp phân đoạn 6kV

Để cung cấp điện một chiều cho các mạch điều khiển và bảo vệ trạm Công ty đã
lắp đặt hai tủ chỉnh lưu mã hiệu: GKA100/220, điện áp cung cấp cho các tủ chỉnh lưu
là 380V. Điện áp sau khi qua chỉnh lưu là điện áp 1 chiều 220V, dòng điện là 400A.
Mạch chỉnh lưu dùng các điốt bán dẫn và đấu thành mạch 3 pha kiểu cầu.

Sinh viên : PHẠM VĂN QUYỀN

15

Lớp : Điện Khí Hóa – K60


Trường đại học Mỏ - Địa chất

Đồ án tốt nghiệp

Máy biến áp có tổ nối dây Y/Y-12 công suất 50kVA dùng để cung cấp cho các
thiết bị bảo vệ trạm.
Máy biến dòng dùng để đo dòng điện các khởi hành có đặc tính kỹ thuật được
cho trong bảng 2.5 sau:

Bảng 2.5
Mã hiệu
LFX-10/5

I1đm , A

I2đm , A

÷

5

50

600

Phụ tải thứ cấp

Cấp chính

mạng hạ áp
÷
0,4 0,6

xác
÷
0,5 3

Các đồng hồ đo công suất tác dụng, công suất phản kháng, Ampe kế, Vôn kế lần
lượt có kí hiệu: 1T1-VT, 1VT1-VT, 1D1-W, đều được đặt trên bảng điều khiển mã hiệu

PK-1//180 và BS- 1- 380/220.
* Bảng thông số kỹ thuật của các thiết bị trong trạm
Các thông số kỹ thuật của thiết bị cao áp 35kV cho trong bảng2.6.
Bảng 2.6
STT

Tên thiết bị

1

Cầu dao cách ly

2

Mã hiệu
GW4-

Uđm,kV

35

35C/600CS8/6D

Iđm,A

600

Uđm,kV

35


U1v,kV

40,5

Utx,kV

125

U1đm,kV

35

U2đm,kV

0,1

Chống sét van

3

Các thông số kỹ thuật

FZ-35

Máy biến áp đo lường

JDJJ-35

Thông số kỹ thuật của thiết bị phía 6 kV được ghi trong bảng 2.7.

Bảng 2.7
STT

Tên thiết bị

Mã hiệu

1

Tủ phân phối

GFC-3

Sinh viên : PHẠM VĂN QUYỀN

16

Các thông số kỹ thuật
Uđm,kV

6

Iđm,,A

5000

Lớp : Điện Khí Hóa – K60


Trường đại học Mỏ - Địa chất


2

3

4

5

6

Tủ chỉnh lưu

Tụ điện

MBA đo lường

MBA tự dùng

Chống sét van

Đồ án tốt nghiệp

GKA-100/200

YL-6,3-35TH

JDJJ-6

SJ50-6/0,4


PBC-6

Uđm,kV

220

Iđm,A

400

Uđm,kV

6

µ

C, F

0,42

Qbù,kVAr

360

U1đm,kV

6

U2đm,kV


0,1

Sđm,kVA

50

U1đm,V

6300

I1đm,A

10

U2đm,V

400

I2đm,A

150

Un%

4,3

Uđm,kV

6


Ulv,kV

7,5

Uxk,kV

20

2.2.3. Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp chính.
Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp 35/6kV được thể hiện trên hình 2.1.

Sinh viên : PHẠM VĂN QUYỀN

17

Lớp : Điện Khí Hóa – K60


Trường đại học Mỏ - Địa chất

Đồ án tốt nghiệp

2.2.4. Nguyên lý vận hành trạm biến áp chính 35/6 kV.

Sinh viên : PHẠM VĂN QUYỀN

18

Lớp : Điện Khí Hóa – K60



Trường đại học Mỏ - Địa chất

Đồ án tốt nghiệp

Trạm Biến áp 35/6kV Mạo Khê được cấp điện thông qua 2 đường dây 35kV từ
Uông Bí về mỏ. Tại trạm lắp đặt 2 máy biến áp dung lượng mỗi máy 12000 kVA
35/6kV. Song hiện nay do đường dây số 2 chưa hoàn chỉnh, hơn nữa phụ tải còn thấp nên
chỉ vận hành đường dây 35kV số 1 và một trong hai máy biến áp 12000 kVA đã được lắp
đặt.
Để đảm bảo an toàn cho người và thiết bị, ngoài các quy định theo pháp quy
quản lý kỹ thuật hiện hành, Công ty than duyệt và ban hành quy trình thao tác đóng cắt
phía 35kV cũng như phía 6kV trong điều kiện vận hành một đường dây 35kV số 1 và
một trong 2 máy biến áp 1 2000 kVA 35/6 kV như sau:
1. Tất cả các xe đẩy tay phía 6kV cũng như phía 35kV đều phải đưa về vị trí cắt
điện và cắt cách ly.
2. Dùng cần đẩy tay đẩy máy ngắt 35kV vào vị trí đóng cách ly sau đó dùng tay
quay lên cót tích năng, dùng kết cấu cơ điện thao tác bằng tay đóng máy ngắt 35kV số
1 đưa điện từ đường dây lên thanh cái 35kV phân đoạn 1.
3. Dùng cần đẩy tay đẩy máy ngắt 35kV số 3 vào vị trí đóng cách ly sau đó dùng
tay quay lên cót tính năng cho máy ngắt, sau khi lò xo đã được tích năng dùng kết cấu
cơ điện thao tác bằng tay, đóng máy ngắt 35kV phân đoạn số 3 đưa điện 35kV từ thanh
cái phân đoạn số 1 sang thanh cái 35kV phân đoạn số 2.
4. Đóng cầu dao đo lường 35kV số 2 ở phân đoạn 2 đưa điện từ thanh cái 35kV
vào biến thế đo lường 35kV/0,1kV số 2 và thu lôi 35kV.
Chú ý: Khi thao tác cầu dao cách ly vào biến thế đo lường và tiếp đất phải thật
chính xác nếu nhầm lẫn rất nguy hiểm.
5. Vào phòng điều khiển trung tâm đến bảng điện số 5 dùng tay vặn kiểm tra điện
áp và cách điện thanh cái 35kV nếu điện áp bình thường cách điện thanh cái tốt cho

tiến hành thao tác máy ngắt 35kV số 4 đóng điện 35kV từ thanh cái phân đoạn 2 vào
biến áp số 2, trình tự thao tác cũng như trình tự thao tác máy ngắt số 1 và số 3.
6. Dùng tay đẩy máy ngắt tại tủ số 31 để dóng cách ly đầu vào 2 sau đó đóng
phích dây điều khiển sau đó dùng tay quay lên cót tích năng dùng kết cấu cơ điện thao

Sinh viên : PHẠM VĂN QUYỀN

19

Lớp : Điện Khí Hóa – K60


Trường đại học Mỏ - Địa chất

Đồ án tốt nghiệp

tác bằng tay đóng máy ngắt số 31 đưa điện 6kV từ đầu ra máy biến áp chính số 2 lên
giàn thanh cái 6kV phân đoạn 2.
7. Dùng tay đẩy xe đẩy tay tại tủ số 30 đóng cách ly đưa điện từ thanh cái 6kV
phân đoạn 2 vào biến áp đo lường 6/0,1kV và thu lôi 6kV tiếp theo kiểm tra cách điện
6kV nếu ổn định không chạm đất, điện áp các pha đều nhau cho thao tác tiếp.
8. Dùng tay đẩy máy ngắt số 22 đóng cách ly sau đó cắm phích điều khiển và
dùng tay quay lên cót tích năng, khi lò xo đã được tích năng đầy thì dùng tay đóng
máy ngắt tủ số 22 đưa điện vào biến thế tự dùng số 2-6/0,4kV.
9. Thao tác đóng điện hạ áp tại bảng 5 đưa điện 380/220V vào tủ chỉnh lưu số 2
sau đó đóng các mạch một chiều tại bảng số 6 và đóng tiếp các mạch tự dùng tại bảng 6.
10. Sau khi tuần tự thao tác đóng các máy ngắt 6kV tại các tủ phân phối theo yêu
cầu và lệnh thao tác, lúc này việc thao tác đóng hay cắt các tủ phân phối 6kV cũng như máy ngắt
35kV đều tiến hành thao tác bằng công tắc KK tại tủ hoặc tại phòng điều khiển trung tâm.
Chú ý: Tất cả các máy ngắt 35kV cũng như 6kV sau khi thao tác đóng bằng tay

phải bật công tắc của động cơ tích năng về vị trí đóng điện để khi có mạch điều khiển
động cơ tích năng sẽ làm việc lên cót tích năng cho việc cắt hoặc đóng điện lần sau.
* Chuyển mạch:
Trường hợp máy số 2 đang vận hành chuyển sang vận hành máy số 1 trình tự
tiến hành như sau:
Có nhiều phương án thao tác chuyển mạch xong để đảm bảo an toàn tuyệt đối
tiến hành chuyển mạch theo phương án sau:
1. Dùng tay đẩy máy ngắt tủ 16 đóng cách ly, sau đó cắm phích điều khiển bật
công tắc lên cót tích năng cho lò xo, đóng cách ly máy ngắt dầu tủ 16 sau đó cắm
phích điều khiển bật công tắc lên cót tích năng cho lò xo, đóng phân đoạn 2 và kiểm
tra cách điện thanh cái phân đoạn 1.
2. Về phòng điều khiển trung tâm 6kV cắt hết các phụ tải có công suất lớn.
3. Cắt máy ngắt 35kV số 4 vào máy biến áp số 2, tiếp theo cắt máy ngắt 35kV số
3 phân đoạn 35kV.

Sinh viên : PHẠM VĂN QUYỀN

20

Lớp : Điện Khí Hóa – K60


Trường đại học Mỏ - Địa chất

Đồ án tốt nghiệp

4. Dùng cần đẩy máy ngắt 35kV số 4 và số 3 về vị trí cắt cách ly và khoá cửa.
5. Cắt cầu dao cách ly số 2 vào máy biến thế áp đo lường 35/0,1kV số 2 sau đó
đóng cách ly số 1 đưa điện vào máy biến thế đo lường 35/0,1kV.
6. Dùng cần đẩy máy ngắt 35kV số 2 vào vị trí đóng cách ly sau đó dùng tay

quay lên cót tích năng cho lò xo khi lò xo đã được tích năng dùng cơ cấu cơ điện bằng
tay đóng máy ngắt 35kV đưa điện vào máy biến thế 35kV số 1.
7. Đẩy máy ngắt tủ 12 vào vị trí đóng cách ly sau đó cắm phích dây điều khiển và
lên cót đóng máy ngắt dầu tủ 12.
8. Đóng lại các tủ 6kV đã cắt (chú ý lúc này máy biến áp tự dùng 6/0,4kV vẫn
ở tủ số 30 nếu thời tiết xấu có mưa giông, sấm sét phải cắt tủ số 30 đóng tủ số 15 để
bảo vệ).
* Trường hợp mất điện phía 35kV do nhà máy nhiệt điện Uông Bí cắt
- Cho cắt các tủ phân phối 6kV có phụ tải lớn.
- Không cắt các đầu vào 6kV cũng như 35kV.
- Khi có điện trở lại cho thao tác đóng điện phục hồi các tủ 6kV đã cắt.
2.3. Các hình thức bảo vệ trạm biến áp chính
Để bảo vệ trạm biến áp trung gian 35/6kV, trong trạm dùng các hình thức bảo vệ
sau:
2.3.1. Bảo vệ cực đại.
Bảo vệ cực đại sẽ tác động khi có sự cố ngắn mạch 2 pha, 3 pha. Đây là loại bảo
vệ tác động có duy trì, được chỉnh định theo dòng ngắn mạch sau máy biến áp. Hệ
thống bảo vệ đặt ở phía sơ cấp máy biến áp, vùng bảo vệ của hệ thống là sau máy biến
dòng 1LH đến thanh cái phía 6kV.
Bảo vệ dòng cực đại làm việc theo sự tăng của dòng điện. Khi làm việc bình
thường hoặc khi làm việc quá tải dòng điện đi vào rơle nhỏ hơn dòng chỉnh định nên
rơle không tác động. Khi ngắn mạch ở đầu ra máy biến áp thì dòng điện qua máy biến
áp 1LH tăng lên đưa tín hiệu tới các rơle dòng điện. Các rơle 1LJ, 3LJ tác động đóng
các tiếp điểm của nó trong mạch rơle thời gian 2SJ. Sau một thời gian chỉnh định rơle

Sinh viên : PHẠM VĂN QUYỀN

21

Lớp : Điện Khí Hóa – K60



Trường đại học Mỏ - Địa chất

Đồ án tốt nghiệp

tác động đưa tín hiệu đến rơle trung gian 1BCJ, rơle này tác động cắt máy cắt loại
máy biến áp ra khỏi lưới điện.
Sơ đồ nguyên lý cho trong hình 2.2
2.3.2. Bảo vệ quá tải .
Khi máy biến áp làm việc quá tải thì dòng điện trong máy biến áp tăng lên. Nếu
xảy ra quá tải nhẹ tức là dòng điện quá tải bằng (1,1÷1,2) lần dòng điện định mức của
máy biến áp, sẽ có tín hiệu cảnh báo bằng chuông hoặc còi. Khi xảy ra quá tải nặng,
giá trị dòng điện qua rơle 1LJ, 3LJ tăng hơn dòng chỉnh định định mức, các rơle này sẽ
tác động đóng các tiếp điểm của nó trong mạch rơle thời gian và 2JS. Sau một thời
gian chỉnh định rơle tác động đưa tín hiệu tới rơle trung gian 1BCJ, rơle 1BCJ tác
động
báo hiệu cho người trực trạm biết, máy biến áp đang làm việc quá tải để cắt bớt phụ
tải.

Hình 2.2. Sơ đồ bảo vệ dòng cực đại và quá tải
2.3.3. Bảo vệ chạm đất một pha.
Hiện nay Mỏ đang sử dụng 2 hình thức bảo vệ chạm đất một pha sau:
+ Bảo vệ chạm đất một pha không chọn lọc

Sinh viên : PHẠM VĂN QUYỀN

22

Lớp : Điện Khí Hóa – K60



Trường đại học Mỏ - Địa chất

Đồ án tốt nghiệp

+ Bảo vệ chạm đất một pha có chọn lọc
1. Bảo vệ chạm đất một pha không chọn lọc.
Khi xảy ra chạm đất 1 pha sẽ xuất hiện điện áp thứ tự không 3Uo cung cấp
cho rơle điện áp XJJ, có mã hiệu DJ-131/60CN. Rơle điện áp XJJ tác động cung cấp
tín hiệu cho đèn và còi báo sự cố chạm đất xảy ra.

Hình 2.3. Sơ đồ bảo vệ chạm đất 1 pha không chọn lọc
2. Bảo vệ chạm đất một pha có chọn lọc.
Mạng điện 6kV của Mỏ là dạng hình tia, nên mỏ sử dụng các rơle bảo vệ khỏi
chạm đất 1 pha tác động theo dòng thứ tự không toàn phần, đi kèm với các máy biến
dòng thứ tự không LJ-Φ65.
(+)

BI0

Tín hiệu
Máy cắt

3I0
RTG RTG

RI

RG


3Uo
(-)

(-)

Hình 2.4. Sơ đồ nguyên lý bảo vệ 1 pha có chọn lọc

Sinh viên : PHẠM VĂN QUYỀN

23

Lớp : Điện Khí Hóa – K60


Trường đại học Mỏ - Địa chất

Đồ án tốt nghiệp

Nguyên lý làm việc của bảo vệ như sau: Khi có chạm đất 1 pha ở khởi hành nào
thì phía thứ cấp của máy biến dòng thứ tự không BI0 khởi hành đó xuất hiện dòng thứ
tự không 3I0, dòng điện này chạy qua rơle dòng điện RI. Khi giá trị dòng điện này lớn
hơn giá trị dòng chỉnh định thì rơle RI tác động đóng mạch cho rơle thời gian RTG.
Sau 1 thời gian duy trì nó tác động đóng mạch cho rơle tín hiệu RG, rơle RG báo hiệu
cho người vận hành biết và đồng thời gửi tín hiệu sự cố đến máy cắt, tác động cắt máy
cắt của khởi hành đó.
2.3.4. Bảo vệ so lệch của máy biến áp.
Bảo vệ làm việc dựa trên nguyên lý so sánh dòng điện đầu vào và dòng điện
đầu ra của phần tử được bảo vệ so sánh dòng điện thứ cấp của máy biến dòng đặt ở
phía sơ cấp và thứ cấp của các các máy biến áp. Nhiệm vụ của bảo vệ là chống ngắn

mạch bên trong vùng bảo vệ của hệ thống từ sau máy biến dòng 1LH đến trước máy
biến dòng 2LH.

Sinh viên : PHẠM VĂN QUYỀN

24

Lớp : Điện Khí Hóa – K60


Trường đại học Mỏ - Địa chất

Đồ án tốt nghiệp

Hình 2.5. Sơ đồ bảo vệ so lệch máy biến áp

2.3.5. Bảo vệ bằng rơle khí.
Trong máy biến áp chính có lắp 1 rơle điện để bảo vệ sự cố bên trong máy biến
áp như: Chập mạch 1 số vòng dây, mức dầu trong máy biến áp hạ quá thấp so với mức
quy định. Những nguyên nhân đó làm cho nhiệt độ trong máy biến áp tăng lên. Khi sự
cố xảy ra nhẹ thì rơle WX sẽ tác động đóng tiếp điểm của nó lại và báo tín hiệu sự cố.
Còn nếu xảy ra sự cố máy biến áp nặng thì rơle WX và rơle WSJ tác động đưa tín hiệu
tới rơle tín hiệu 3WJ sẽ báo tín hiệu sự cố qua rơle trung gian 1 BCJ đến cuộn cắt của

Sinh viên : PHẠM VĂN QUYỀN

25

Lớp : Điện Khí Hóa – K60