Bộ giáo dục v đo tạo
Trờng đại học mỏ - địa chất

Dơng thi lan

Nghiên cứu ứng dụng rơle kỹ thuật số bảo vệ
các trạm biến áp 35/6kv của các xí nghiệp mỏ
khu vực uông bí quảng ninh

Luận văn thạc sÜ kü thuËt

Hμ Néi - 2009


Bộ giáo dục v đo tạo
Trờng đại học mỏ - địa chất

Dơng thi lan

Nghiên cứu ứng dụng rơle kỹ thuật số bảo vệ
các trạm biến áp 35/6kv của các xí nghiệp mỏ
khu vực uông bí quảng ninh
chuyên ngành: Điện khí hoá mỏ
mà số
: 60.52.52

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
Ngời h−íng dÉn khoa häc:
PGS.TS ngun anh nghÜa

Hμ Néi - 2009

Mục lục
Trang
Lời cam Đoan
Mục lục
Danh mục các bảng, hình vẽ và đồ thị
Mở đầu....1
Chơng 1.... ...3
Đánh giá tổng quan về các trạm biến áp chính 35/6kV của
các mỏ khu vực Uông Bí Quảng Ninh. ....3
1.1. Giới thiệu sơ đồ nguyên lý các trạm biến áp chính 35/6kV của các xí
nghiệp mỏ.. 3
1.1.1. Sơ đồ cung cấp điện trạm biến áp 35/6kV Công ty than Vàng
Danh. ...... 3
1.1.2. Sơ đồ cung cấp điện trạm biến áp 35/6kV Công ty than Nam
Mẫu..... 6
1.1.3. Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp 35/6kV Công ty than Mạo Khê..... 9

1.2. Đánh giá hiện trạng các máy biến áp của trạm biến áp chính 35/6kV 12
1.2.1. Đánh giá hiện trạng MBA của trạm biến áp chính 35/6kV Công ty than Vàng
Danh.......12
1.2.2. Đánh giá hiện trạng máy biến áp của trạm biến áp chính 35/6kV Công ty than
Nam Mẫu.. 15
1.2.3. Đánh giá hiện trạng máy biến áp của trạm biến áp chính 35/6kV Công ty than
Mạo Khê... 17
Chơng 2... 20
Đánh giá hiện trạng các hình thức bảo vệ rơle trong các
trạm biến áp 35/6kV ở các mỏ khu vực Uông Bí- Quảng
Ninh. 20



2.1 Sơ đồ nguyên lý bảo vệ trạm biến áp 35/6kV của các xí nghiệp mỏ... .. .20
2.2 Các hình thức bảo vệ trạm biến áp 35/6kV .... 20
2.2.1 Các hình thức bảo vệ trạm biến áp Công ty than Vàng Danh...............20
2.2.2. Các hình thức bảo vệ trạm biến áp Công ty than Nam Mẫu....22
2.2.3. Các hình thức bảo vệ trạm biến áp Công ty than Mạo Khê. 24
2.3 Đánh giá và nhận xét....27
2.3.1. Đánh giá và nhận xét các hình thức bảo vệ của Công ty than Vàng
Danh...... 27
2.3.2. Đánh giá và nhận xét các hình thức bảo vệ của Công ty than Nam
Mẫu....... 28
2.3.3. Đánh giá và nhận xét các hình thức bảo vệ của Công ty than Mạo
Khê.... 28
Chơng 3... 30
Nghiên cứu ứng dụng rơle kỹ thuật số cho các trạm biến áp
35/6kV của các Xí nghiệp mỏ vùng Uông Bí- Quảng Ninh.... 30
3.1 Giới thiệu các loại rơle kỹ thuật số...30
3.1.1. Rơle kỹ thuật số REG316*4 của hÃng ABB- Thụy Điển.... 30
3.1.2 Giới thiệu rơle kỹ tht sè SMPR- 1 cđa h·ng Orion- Italia…………….…... 43
3.1.3 Giíi thiệu rơle kỹ thuật số của hÃng SIEMENS - Đức..... 50
3.1.4 Giíi thiƯu r¬le kü tht sè MICOM.P122C cđa h·ng ALSTOM- Pháp.. 68
3.1.5 Giới thiệu rơle kỹ thuật số DLP3** cđa h·ng GE- Mü……….………...…… 72
3.1.6 Lùa chän r¬le kü tht số .... 74
3.2 Tính toán ngắn mạch....... 74
3.3. Tính toán chỉnh định.. 75
3.3.1 Nhập thông số cho máy biến áp... 75
3.3.2 Bảo vệ quá tải máy biến áp... .. 79
3.3.3 Bảo vệ cực đại máy biến áp....... . 80



3.3.4. Bảo vệ so lệch máy biến áp .... 86

Kết luận và kiến nghị. 94
Tài liệu tham khảo95
Phụ lục 97


Danh mục các bảng
Trang
Bảng 1.1 - Thông số kỹ thuật của máy biến áp....3
Bảng 1.2 - Thông số kỹ thuật của các thiết bị điện phía 35kV.....5
Bảng 1.3 - Thông số kỹ thuật của máy cắt GI- ESF6...5
Bảng 1.4 - Thông số kỹ thuật của dao cách ly cao áp POH3- 35.....5
Bảng 1.5 - Số hiệu và chức năng của tủ điện cao áp.6
Bảng 1.6 - Thông số kỹ thuật của máy biến áp... 8
Bảng 1.7 - Thông số kỹ thuật của máy cắt dầu.....8
Bảng 1.8 - Thông số kỹ thuật máy biến áp đo lờng 3HOM- 35.....8
Bảng 1.9 - Thông số kỹ thuật của dao cách ly PB- 6008
Bảng 1.10 - Thông số kỹ thuật của rơle khí PT........9
Bảng 1.11 - Th«ng sè kü tht cđa van chèng sÐt PBC- 35..9
Bảng 1.12 - Thông số kỹ thuật của máy biến áp SF18000/35-TH.....11
Bảng 1.13 - Thông số kỹ thuật của máy cắt điện SW- 2-35C/1000.......11
Bảng 1.14 - Thông số kỹ thuật của dao cách ly PO315- 35/60.... 11
Bảng 1.15 - Thông số kỹ thuật và chức năng của các tủ... 12
Bảng 1.16 - Số liệu năng lợng tác dụng và năng lợng phản kháng.12
Bảng 1.17 - Tham số đặc trng của biểu đồ phụ tải...... 14
Bảng 1.18 - Số liệu năng lợng tác dụng và năng lợng phản kháng 15
Bảng 1.19 - Tham số đặc trng của biểu đồ phụ tải...... 16
Bảng 1.20 - Số liệu năng lợng tác dụng và năng lợng phản kháng 18

Bảng 1.21 - Thông số kỹ thuật của rơle so lệch BCH-2TM...... 19
Bảng 2.1 - Thông số kỹ thuật của rơle PHT565.... 20
Bảng 2.2 - Thông số kỹ thuật của rơle khí BT- 43- 6622
Bảng 2.3 - Thông số kỹ thuật của rơle dòng điệ PT 40/10.... 22
Bảng 2.4 - Thông số kỹ thuật của rơle dòng điệ PT 40/20... 22


Bảng 2.5 - Thông số kỹ thuật của rơle so lệch PHT565.... 23
Bảng 2.6 - Thông số kỹ thuật của rơle khí PT40/20......23
Bảng 2.7 - Thông số kỹ thuật của máy biến áp đo lờng HTM- 6..... 23
Bảng 2.8 - Thông số kỹ thuật của rơle dòng điện DL- 11/6TH24
Bảng 2.9 - Thông số kỹ thuật của rơle dòng điện DL- 11/20TH. 24
Bảng 2.10 -Thông số kỹ thuật của rơle dòng điện DL- 11/TH.. 24
Bảng 2.11 -Thông số kỹ thuật của rơle so lệch BCH-2TM... 24
Bảng 2.12 - Thống kê thông số bảo vệ hiện tại các trạm biến áp 35/6kVcủa các xí
nghiệp mỏ khu vực Uông Bí- Quảng Ninh... 25
Bảng 3.1 - Thông số kỹ thuật của rơle REG316*4... 30
Bảng 3.2 - Thông số bảo vệ quá nhiệt của rơle REG316*4...... 32
Bảng 3.3 - Thông số bảo vệ quá dòng có thời gian xác định. 32
Bảng 3.4 - Thông số bảo vệ quá dòng có hớng... 33
Bảng 3.5 - Thông số bảo vệ so lệch máy phát của REG316*4..... 33
Bảng 3.6 - Thông số bảo vệ so lệch máy biến áp của REG316*4.... 34
Bảng 3.7 - Thông số bảo vệ qúa dòng cắt nhanh của REG316*4..... 34
Bảng 3.8 - Thông số bảo vệ quá dòng có kiểm soát áp thấp của REG316*4 34
Bảng 3.9 - Thông số bảo vệ quá dòng có thời gian phụ thuộc của REG316*4. 35
Bảng 3.10 - Thông số bảo vệ quá áp và thiểu áp của REG316*4.. 35
Bảng 3.11 - Thông số bảo vệ quá dòng chạm đất có thời gian phụ thuộc của rơle35
Bảng 3.12 - Thông số bảo vệ dòng mất cân bằng pha... 36
Bảng 3.13- Thông số bảo vệ quá áp của rơle.... 36
Bảng 3.14 - Thông số kỹ thuật bảo vệ khoảng cách của rơle.....37

Bảng 3.15 - Thông số bảo vệ chống mất kích từ của rơle..... 37
Bảng 3.16 - Thông số bảo vệ quá tải..... 38
Bảng 3. 17- Thông số bảo vệ chạm đất Stator của..40
Bảng 3.18 - Thông số bảo vệ quá kích từ của 41
Bảng 3.19 - Thông số bảo vệ mất cân bằng điện áp...... 41


Bảng 3.20 - Thông số bảo vệ dao động tần số của.... 42
Bảng 3.21 - Thông số nguồn một chiều cấp cho rơle 7RW600. 51
Bảng 3.22 - Thông số nguồn xoay chiều cấp cho rơle 7RW600... 52
Bảng 3.23 - Chức năng bảo vệ quá áp (U>, U>>, UX>, UX>>1).... 52
Bảng 3.24 - Chức năng bảo vệ điện áp thấp (U <; UX <; U1<1)..... 53
Bảng 3.25 - Chức năng bảo vệ dao động tần số (df/dt)..... 53
Bảng 3.26 - Thông số nguồn một chiều cung cấp cho rơle 7UT51**... 57
Bảng 3.27 - Điện áp nguồn một chiều 7UT612 .61
Bảng 3.28 - Điện áp nguồn xoay chiều 7UT612... 61
Bảng 3.29 - Thông số kỹ thuật của rơle MICOM.P122C... ..69
Bảng 3.30 - Thông số kỹ thuật của rơle DLP3**...73
Bảng 3.31 - Kết quả tính toán ngắn mạch tại các vị trí đặt bảo vệ... 74
Bảng 3.32 - Kết quả dòng ngắn mạch quy đổi... ...75
Bảng 3.33 - Nhập thông số cho máy biến áp T1 công suất 4500kVA của mỏ Vàng
Danh..... 76
Bảng 3.34 - Nhập thông số cho máy biến áp T2 công suất 3200kVA của mỏ Vàng
Danh.... .77
Bảng 3.35 - Nhập thông số cho máy biến áp của mỏ Nam .Mẫu. 77
Bảng 3.36 - Nhập thông số cho máy biến áp của mỏ Mạo Khê... 78
Bảng 3.37 - Kết quả tính toán chỉnh định bảo vệ quá tải..... .79
Bảng 3.38 - Kết quả tính toán bảo vệ cực đại ngỡng thấp phía 6kV mỏ Vàng
Danh..... 81
Bảng 3.39 - Kết quả tính toán bảo vệ cực đại ngỡng thấp phía 6kV mỏ Mạo Khê và

Nam Mẫu....... 82
Bảng 3.40 - Kết quả tính toán bảo vệ cực đại ngỡng thấp phía 35kV mỏ Vàng
Danh...... 83
Bảng 3.41 - Kết quả tính toán bảo vệ cực đại ngỡng thấp phía 35kV mỏ Mạo Khê vµ
Nam MÉu……………………………………………………………………………. .84


Bảng 3.42 - Kết quả tính toán bảo vệ cực đại ngỡng cao mỏ Vàng Danh . .85
Bảng 3.43 - Kết quả tính toán bảo vệ cực đại ngỡng cao mỏ Mạo Khê và Nam
Mẫu... 85
Bảng 3.44 - Thông số máy biến áp của trạm biến áp Công ty than Vàng Danh....86
Bảng 3.45 - Thông số máy biến áp của trạm biến áp Công ty than Mạo Khê và công ty
than Nam Mẫu. .86
Bảng 3.46 - Giá trị dòng điện so lệch ngỡng thấp và ngỡng cao để bảo vệ so lệch cho
các máy biến áp của Công ty than Vàng Danh..88
Bảng 3.47 - Giá trị dòng điện so lệch ngỡng thấp và ngỡng cao của bảo vệ so
lệch... 88
Bảng 3.48 - Giá trị tính toán để kiểm tra độ ổn định bảo vệ so lệch của mỏ Vàng
Danh...91
Bảng 3.49 - Giá trị tính toán để kiểm tra độ ổn định bảo vệ so lệch của mỏ Nam Mẫu và
Mạo Khª……………………………………………………………………..……… 92


Danh mục các hình vẽ v đồ thị
Trang
Hình 1.1 - Sơ đồ nguyên lý của trạm biến áp 35/6kV Công ty than Vàng Danh ....4
Hình 1.2 - Sơ đồ nguyên lý của trạm biến áp 35/6kV Công ty than Nam Mẫu..... 7
Hình 1.3 - Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp 35/6kV Công ty than Mạo Khê............ 10
Hình 1.4 - Biểu đồ phụ tải ngày làm việc điển hình công ty than Vàng Danh..... 13
Hình 1.5 - Biểu đồ phụ tải ngày làm việc điển hình công ty than Nam Mẫu.....16

Hình 1.6- Biểu đồ phụ tải ngày làm việc điển hình công ty than Mạo Khê.. 18
Hình 2.1- Sơ đồ nguyên lý bảo vệ máy biến áp 35/6kV.... 21
Hình 3.1 - Sơ đồ nguyên lý các khối của rơle REG316*4........ 30
Hình 3.2 - Đặc tính bảo vệ khoảng cách của REG316*4. 33
Hình 3.3 - Đặc tính bảo vệ khoảng cách của REG316*4 ..37
Hình 3.4 - Đặc tính bảo vệ chống mất kích từ của REG316*4. 38
Hình 3.5 - Đặc tính bảo vệ quá tải stator của REG316*4..... 38
Hình 3.6 - Sơ đồ bảo vệ 100% cuộn stator chống chạm đất có nối thêm điện trở trong
mạch máy phát dùng rơle số REG316*4.. 39
Hình 3.7 - Sơ đồ bảo vệ 100% cuộn stator chống chạm đất có nối thêm biến điện áp ở
trung tính máy phát dùng rơle số REG316*4... 39
Hình 3.8 - Sơ đồ bảo vệ 100% cuộn stator chống chạm đất có nối thêm biến điện áp ở
đầu cực máy phát dùng rơle số REG316*4.. 40
Hình 3.9 - Sơ đồ bảo vệ cuộn rotor chống chạm đất có nối thêm điện trở trong
mạch.... . 41
Hình 3.10 - Bảo vệ mất cân bằng điện áp của REG316*4.... 42
Hình 3.11 - Sơ đồ đấu dây của mạch bảo vệ bằng rơle SMPR-1... 43
Hình 3.12 - Đặc tính bảo vệ quá dòng có thời gian phụ thuộc. .48
Hình 3.13 - Sơ đồ lôgic bảo vệ thấp áp từng pha53
Hình 3.14 - Sơ đồ lôgíc bảo vệ thấp áp pha pha......53
Hình 3.15 - Sơ đồ chức năng giám sát mạch cắt....... 54


Hình 3.16 - Sơ đồ lôgíc bảo vệ tần số 54
Hình 3.17 - Sơ đồ khối chức năng rơle so lệch 7UT512....... 55
Hình 3.18 - Cấu trúc khối của rơle số 7UT612*....... 59
Hình 3.19 - Sơ đồ đấu nối bảo vệ so lệch máy biến áp dùng rơle 7UT612....... 62
Hình 3.20 - Đặc tính bảo vệ quá dòng có hớng của rơle 7SJ64**....67
Hình 3.21 - Sơ đồ bảo vệ chống chạm đất có trở kháng 67
Hình 3.22 - Sơ đồ đấu dây trong mạch điều khiển chiều động cơ. 67

Hình 3.23 - Đặc tính bảo vệ qúa dòng có thời gian phụ thuộc của rơle P122C. 71
Hình 3.24 - Sơ đồ chức năng giám sát mạch cắt của rơle P122C...... 71
Hình 3.25 - Đặc tính tác động của bảo vệ so lệch máy biến áp T1 công suất
4500kVA.. 88
Hình 3.26 - Đặc tính tác động của bảo vệ so lệch máy biến áp T2....89
Hình 3.27 - Đặc tính tác động của bảo vệ so lệch máy biến áp mỏ Mạo Khê...... 89
Hình 3.28 - Đặc tính tác động của bảo vƯ so lƯch m¸y biÕn ¸p má Nam MÉu…..…. .90


Lời cam đoan
Tôi xin cam đoan đây là công trình riêng của tôi. Các số liệu, kết quả
nêu trong luận văn là trung thực và cha đợc ai công bố trong bất kỳ công
trình nào khác.

Hà nội, ngày 18 tháng 8 năm 2009
Tác giả luận văn

Dơng Thị Lan


-1-

Mở đầu

1. Tính cấp thiết của đề tài
Lới điện khu vực uông Bí Quảng Ninh giữ một vị trí quan trọng trong hệ
thống điện của tỉnh Quảng Ninh, làm nhiệm vụ cung cấp, truyền tải và phân phối
điện năng cho các xí nghiệp mỏ có phụ tải loại I và phụ tải loại II chiếm đến 80%.
Vì vậy bảo vệ các chế độ làm việc trong hệ thống điện đảm bảo nhanh, nhạy, tin cậy
chắc chắn và chọn lọc là rất cần thiết. Để thoả mÃn các yêu cầu trên cần phải nghiên

cứu ứng dụng rơle bảo vệ kỹ thuật trong hệ thống điện nhằm nâng cao hiệu quả vận
hành hệ thống điện, đảm bảo an ninh mạng cung cấp là vấn đề hết sức bức thiết.
2. Mục đích của đề tài
Phân loại, đánh giá tổng quan các loại rơle kỹ thuật số hiện nay đang sử dụng
ở trong nớc và nớc ngoài.
Nghiên cứu, lựa chọn rơle kỹ thuật số ứng dụng bảo vệ các trạm biến áp
35/6kV khu vực Uông Bí Quảng Ninh nhằm đáp ứng yêu các cầu kỹ thuật, nâng
cao độ tin cậy cung cấp điện.
3. Đối tợng và phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu, lựa chọn, ứng dụng rơle kỹ thuật số bảo vệ cho các trạm biến áp
35/6kV khu vực Uông Bí Quảng Ninh.
4. Nội dung của đề tài
- Tổng quan về các trạm biến áp 35/6kV của các mỏ khu vực Uông Bí
Quảng Ninh.
- Đánh giá hiện trạng các hình thức bảo vệ rơle trong các trạm biến áp
35/6kV ở các mỏ vùng Uông Bí Quảng Ninh.
- Nghiên cứu, ứng dụng rơle kỹ thuật số trong các trạm biến áp 35/6kV của
các xí nghiệp mỏ vùng Uông Bí Quảng Ninh.
5. Phơng pháp nghiên cứu
Nghiên cứu tổng quan, phân loại đánh giá các loại rơle kỹ thuật số, lựa chọn
loại phù hợp để sử dụng cho các trạm biến áp khu vực Uông Bí Quảng Ninh.
6. ý nghĩa khoa häc vµ thùc tiƠn


-2-

Đề tài nghiên cứu, đánh giá tổng quan các loại rơle kỹ thuật số hiện đang sử
dụng ở trong nớc và nớc ngoài, lựa chọn và tính toán chỉnh định rơle kỹ thuật số
phù hợp với điều kiện thực tế, làm tài liệu để tham khảo cho các kỹ thuật viên và
sinh viên ngành cơ điện.

7. Cấu trúc của luận văn
Luận văn gồm 3 chơng, 82 bảng, 37 hình vẽ và đồ thị đợc trình bày trong
100 trang.
Luận văn đợc thực hiện tại Bộ môn Điện khí hóa, Trờng Đại học Mỏ - Địa
chất. Trong quá trình thực hiện tác giả nhận đợc sự tận tình chỉ bảo của PGS.TS.
Nguyễn Anh Nghĩa, cũng nh các ý kiến đóng góp quý báu của các nhà khoa học
trong lĩnh vực Điện khí hoá, các cán bộ giảng dạy của Bộ môn Điện khí hoá. Tuy
nhiên, do điều kiện thời gian và năng lực, cho nên luận văn chắc chắn vẫn còn nhiều
thiếu sót, tác giả rất mong sự đóng góp ý kiến của các nhà khoa học, các quí thầy,
cô, các bạn bè, đồng nghiệp để luận văn đợc hoàn thiện hơn.
Tác giả xin chân thành cám ơn!


-3-

Chơng 1
Đánh giá Tổng quan về các trạm biến áp chính 35/6kV của
các xí nghiệp mỏ khu vực Uông Bí Quảng Ninh
Khu vực Uông Bí Quảng Ninh là nơi có trữ lợng khai thác lớn, đóng góp
một phần rất quan trọng cho ngành công nghiệp khai thác của tỉnh Quảng Ninh và
nền kinh tế của cả nớc.
Trữ lợng khai th¸c cđa khu vùc tËp trung chđ u ë một số công ty lớn điển
hình nh: Công ty than Mạo Khê, Công ty than Vàng Danh và Công ty than Nam
mẫu. Vì vậy đề tài tập trung nghiên cứu và ứng dụng rơle kỹ thuật số ở các Công ty
than nêu ở trên.
1.1 giới thiệu sơ đồ nguyên lý các trạm biến áp chính
35/6kV của các xí nghiệp mỏ
1.1.1. Sơ đồ cung cấp điện trạm biến áp 35/6kV Công ty than Vàng Danh
Sơ đồ nguyên lý của trạm biến áp 35/6kV Công ty than Vàng Danh đợc giới
thiệu trên hình 1.1

Trạm biến áp 35/6kV Công ty than vàng Danh đợc lấy điện từ nhà máy
nhiệt điện Uông Bí với 2 tuyến 372 và 373, chiều dài mỗi tuyến là 12km dùng loại
dây AC- 95.
Trạm 35/6kV Công ty than Vàng Danh gåm 2 m¸y biÕn ¸p, mét m¸y m· hiƯu
BAD- 4500-35/6 công suất 4500 kVA, một máy mà hiệuTCO- 3200-35/6 công suất
3200kVA. Trạm đa vào vận hành từ năm 1964.
1. Thiết bị ngoài trời
Hai máy biến áp BAD- 4500-35/6, TCO- 3200-35/6 và các thiết bị phía 35
kV đợc đặt ngoài trời. Thông số kỹ thuật của hai máy biến áp và các thiết bị điện
phía cao áp đợc giới thiệu trong bảng 1.1:

MÃ hiệu
BAD- 4500/35/6
TCO- 3200/35/6

Bảng 1.1: Thông số kỹ thuật của máy biến áp
Uđm, kV
Tổ đấu
Sđm,
UN% I0% Iđm, A
Sơ
Thứ
dây
kVA
cấp cÊp
6
4500
7,16 4,5 60,7/352,8
Y/Δ- 11 35
6

3200
7,5
5
52,78/307,4
Y/Δ- 11 35


4

Bu ång tô sè 1

H T-6 /0,1

H TM ? -6T

3

PBO-6

TM -3 /10G
6 /0,22 / 0,13 3

60 0 /5

MC

2

100/5


MC

5

3H OM -35T

CC -35T

R

150 /5

MC

6

50 /5

PO H3 -35

150 /5

MC

8

50 /5

MC


9

100 /5

MC

10

BA D - 450 0 -3 5/6kV

3 5kV

MC

7

6kV

T1

PO H 3 -3 5

4A

M B-35
1B

150 /5

MC


11

300 /5

MC

13

M B -3 5
H IB

150 /5

MC

14

3B

MC

100/5 5 0 /5

MC

16

T2


3 5kV

150 /5

MC

17

6kV

100 /5

MC

MC

50 /5

19

18

MC

20

PO H 3 -35 5B

TCO
3 200 -35 /6kV


PO H 3 -3 5
2B

PO H 3 -3 5
4B

15

PO H 3 -35

M B -35
2B

Dự phòng

Trạ m 6 nhà sàng

Đi cánh gà
Trạ m 6 nhà sàng
Cửa lò giếng chính

Đi Nam mẫu

Đi 260 + lò 122 TVD

MC phân đo ạn

Cầu dao phân đo
ạn


Đi lò 122 TVD

Đi C.gà

Đi 034

Đi cửa lò2 C. Gà

Đi 300 ĐVD

Hình 1.1. Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp 35/6kV Công ty than Vàng Danh

12

3A

PO H 3 -35

PO H 3 -35
1B

37 3

21

CC

24


TM -3 /10G
6 /0 ,22 /0 ,133

600 /5

MC

23

H T -6/0 ,1

H TM ? -6T

22

P BC -3 5

Bu ång tô sè 2

10 0 /5

PBO-6

CC

1

PBC -35

5A


1A

POH 3 -35
2A

POH 3 -35

37 2

-4-

§i 131 §VD


-5-

Bảng 1.2: Thông số kỹ thuật của các thiết bị điện phía 35kV
STT Thiết bị
Ký hiệu
MÃ hiệu
Uđm, kV Idm, A
1
Máy cắt
IB, IIB
GI- E SF6
35
600
2
Máy cắt liên lạc IIIB

GI- E SF6
35
600
1A, 2A, 1B,
3
Cầu dao cách ly
PB- 600
35
600
2B
4
Máy biến áp tự
TM75- 35/0,22
35/0,22
dùng
BAD75- 35/0,22 35/0,22
5
Van chông sét
PBC- 35
35
Máy biến áp đo
6
HOM- 35
35
lờng
T1
BAD- 4500/35/6 35
60,7/352,8
7
Máy biến áp

T2
TCO- 3200/35/6 35
52,78/307,9

MÃ hiệu
GI- E
SF6

Bảng 1.3: Thông số kỹ thuật của máy cắt GI- E SF6
Công suất tiêu
Số lần
T.gian
Uđm,
Ic.n,
thụ
Idm, A
đóng vận hành,
kV
kA
AC,
DC,
cắt, lần
năm
VA
W
40,5

1600

25


10000

20

<925

<665

Khối
lợng,
kg
565

Bảng 1.4: Thông số kỹ thuật của dao cách ly cao áp POH3- 35
Dòng ổn định động, kA
MÃ hiệu
Iôđn 10s, kA
Khối lợng, kg
Ixk
ixk
POH3- 35/600- 1000
50
29
10
145
2. Thiết bị trong nhà
Mới đây vào đầu năm 2006 Công ty than Vàng Danh đà xây dựng trạm phát
điện DIEZEN công suất 2000kVA bao gồm:
Máy phát điện MITSUBISHI MGS 2000B

áptômát ACB- 3200A
Máy tăng áp mà hiệu BAD- 2500/0,4/6.
Tủ máy cắt 6kV
Khi có nhu cầu giảm tải, máy phát sẽ cấp điện theo 3 tun nèi víi thanh c¸i 6kV
qua tđ 19, tủ 6 cung cấp điện cho phía đông Vàng Danh, tủ 16 cung cấp điện cho
khu lò giếng


-6-

Tổng diện tích nhà trạm là 9 ì 24 = 210m2 đợc bố trí 24 tủ, từ tủ số 1 đến tủ
số 24 có số hiệu và chức năng đợc thống kê trong bảng 1.5.
Bảng 1.5. Số hiệu và chức năng của các tủ điện cao áp.
Số hiệu tủ

Chức năng của các tủ cao áp
Là các tủ tự dùng, sử dơng hai m¸y biÕn ¸p TM- 3/10Γ6/ 0,23/

sè 1,24

0,113 cung cấp điện cho nhu cầu sinh hoạt thắp sáng của trạm,
đồng thời cung cấp điện điều khiển các tủ vào sè 2 vµ sè 23.

Sè 2, 23
Sè 4, 21
Sè 3, 22

Là các tủ đầu vào thanh cái 6kV, mỗi tủ có một máy cắt kiểu
KBT- 1- 600
Là các tủ chống sét gồm 2 van chống sét loại PMM- 6T

Là các tủ đo lờng mỗi tủ đều có một máy biến ¸p 3 pha 5 trơ
m· hiƯu THMИ- 6T do Liªn Xô sản xuất

Số 5, 20

Là 2 tủ bù công suất bù 560kVAR/ 1tủ

Số 6

Đi khu đông vàng danh

Số 7

Đi xí nghiệp than Đồng vông

Số 8

Đi cửa lò cánh gà

Số 9

Đi khu 034

Số 10, 15

Đi khu cánh gà

Số 11

Đi khu lò 122 tây Vàng Danh


Số 16

Đi khu lò giếng

Số 17,18

Đi trạm 6 nhà sàng, đi khu cánh gà

Số 19

chứa máy cắt nối trạm phát điện DIEZEN vào thanh cái 6

1.1.2. Sơ đồ cung cấp điện trạm biến áp 35/6kV Công ty than Nam Mẫu
Sơ đồ nguyên lý của trạm biến áp 35/6kV Công ty than Nam Mẫu đợc giới
thiệu trên hình 1.2
Trạm biến áp 35/6kV Công ty than Nam Mẫu đợc lấy điện từ nhà máy nhiệt
điện Uông Bí với 2 tuyến 372 và 373. Các hộ tiêu thụ 6kV phía sau trạm biến áp
35/6kV đợc cấp theo sơ đồ hình tia đến các tủ máy cắt 6kV mà hiệu BM- 10T.


Hình 1.2: Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp 35/6 cđa c«ng ty than nam mÉu

-7-


-8-

Trạm gồm 2 máy biến áp mà hiệu BAD- 3200- 35/6,3 có công suất 3200kVA
vận hành theo hình thức dự phòng nguội. Đầu vào 35kV gồm các cầu dao cách ly

C1, C2 mà hiệu PHO- 35T, máy cắt dầu MC- 35M, máy biến áp đo lờng 3HOM35 và hệ thống van chống sét loại PBC- 35; đầu ra gồm 2 máy biến áp cấp điện 6,3
kV gồm các cầu dao cách ly PB- 600 và hệ thống tủ phân phối với các máy cắt loại
KHO- 10 đến các trạm biến ¸p 6/0,4kV cung cÊp ®iƯn cho khu vùc má.
1. PhÝa 35kV
Cầu dao cách ly loại PHO- 35T có các thông số kỹ thuật nh sau:
Uđm= 35kV; Iđm=600A; Iôđn=12kA.
Bảng 1.6. Thông số kỹ thuật của máy biến áp
Sđm,
kVA

MÃ hiệu
BAD3200/35/3,6

Tổ đấu
dây

Uđm, kV
Sơ cấp Thứ cấp

3200 Y/- 11

35

6,3

UN,
%

PN ,
kW


I0 ,
A

P0,
kW

7,2

25,6

0,54

3,45

Bảng 1.7. Thông số kỹ thuật của máy cắt dầu MC- 35- 630- 10T
MÃ hiệu

Giá trị định mức
Sc,
U,
I, A
MVA
kV

MC- 35630-10T

35

630


30

Dòng, kV
Biên
Hiệu
độ
dung
30

-

Thời gian, S
Quán
Cắt Đóng
tính
0,2

0,2

Iôđn,1
0S

Icắt,
kA

9

8,2


0,1

Bảng 1.8. Thông sô kỹ thuật của biến áp đo lờng 3HOM- 35
Uđm, kV

MÃ hiệu

Sđm, khi cấp chính xác, VA

Cao

Hạ

0,5

1,1

3

35

100/3

150

250

600

3HOM- 35


Smax, VA
1200

2. Phía 6kV
Bảng 1.9. Thông số kỹ thuật của cầu dao cách ly PB- 600
MÃ hiệu

Uđm,
kV

Iđm, kA

Imin, kA

Imax, kA

Iôđn, (10s),
kA

Cơ cấu cắt
truyền động

PB- 600

6

600

35


60

14

P- 10- 1


-9-

Tủ đầu vào KHO- 10 có đặc tính kỹ thuật nh sau:
Uđm = 6 ữ 10kV; Iđm = 400A; Icắt = 20kA; Scắt = 350MVA; Iôđn = 14kA.
Để nâng cao hƯ sè c«ng st sư dơng tđ bï cosφ cã công suất:
Q1 = 540kVAr và Q2 = 600kVAr.
Bảo vệ sự cố nội bộ dùng rơle khí P có thông số kỹ thuật đợc thống kê
trong bảng 1.10
Bảng 1.10
hạn
Điệp áp, Công
Công Giới
Thời
Dòng, A
MÃ
Hệ số trở
V
suất, W
suất, dòng, A
gian tác
hiệu
về, ktv

VA
động. s AC DC AC DC AC DC
Ikđ
Iđm
P18ữ
0,5
2
220 220 300 60
5ữ20 0,8ữ0,85 0,03ữ0,1 2
40/20
36
Bảo vệ quá áp thiên nhiên: Bảo vệ sét đánh trực tiếp bằng 4 cột thu lôi, bảo vệ
sét đánh truyền từ đờng dây vào trạm bằng 2 van chống sét PBC- 35 có thông số kỹ
thuật đợc thống kê trong bảng 1.11
Bảng 1.11
MÃ hiệu

Uđm, kV

PBC- 35

35

Uđánh thủng , kV
Khô
ớt
78
98

Ucho phép lớm nhất Uxk đánh thủng ,

, kV
kV
40,5
150

1.1.3. Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp 35/6kV Công ty than Mạo Khê
Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp 35/6kV Công ty than Mạo Khê đợc giới thiệu
trên hình 1.3
Nguồn điện cao áp cung cấp cho mỏ là nguồn 35kV đợc lấy từ nhà máy
nhiệt điện Uông Bí và đợc dẫn bằng 2 tuyến 374 và 376 để cấp cho trạm biến áp
chính 35/6kV. Hai tuyến dây dẫn loại AC- 95 với chiều dài 19km. Để bảo vệ sét
đánh trực tiếp vào đờng dây, trên 2 tuyến dây ở gần trạm dùng dây chống sét loại
AC- 35 với chiều dài 1,5 km.
Hai tuyÕn 374 vµ 376 vËn hµnh song song qua 2 máy cắt điện đầu vào 35kV
của trạm biến áp. Hệ thống thanh cái 35kV gồm 2 phân đoạn, phía thứ cấp có máy
cắt phân đoạn 6 kV.
1. Thiết bị ngoµi trêi


Hình 1.3: Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp 35/6kV Công ty than Mạo Khê.

- 10 -


- 11 -

Để cung cấp điện cao áp 6kV cho các khu vực sản xuất và dân dụng của mỏ
cũng nh cơ quan ngoài mỏ, Công ty than Mạo Khê đà xây dựng một trạm biến áp
trung gian 35/6kV tại khu vực mặt bằng phía Nam của mỏ.
Trong trạm đặt 2 m¸y biÕn ¸p 35/6kV gièng nhau do Trung Quèc sản xuất

đợc đa vào vận hành từ cuối năm 1979 có mà hiệu SF1.8000/35- TH. Thông số kỹ
thuật của máy biến áp đợc ghi trong bảng 1.12
Bảng 1.12
MÃ hiệu
SF1.8000/35- TH

Uđm, kV
Sơ cấp
Thứ cấp
6,3
35 2ì 2,5%

UN,
%
7,5

PN,
kW
69,2

IN%
3

P0,
kW
24

Phía sơ cấp máy biến áp có đầu phân áp là (+/-2ì2,5%), việc điều chỉnh đầu
phân áp đợc tiến hành bởi cầu dao mà hiệu DWJ thông qua bộ truyền động bằng
tay, loại biến áp này có hệ thống làm mát cỡng bức bằng quạt.

Hai máy biến áp số 1 và số 2 đợc nối với nhau thông qua phân đoạn I- 6kV
và phân đoạn II- 6kV. Phân đoạn I và phân đoạn II của hệ thống thanh cái 6kV liên
hệ với nhau qua tủ máy cắt phân đoạn số 16
Máy cắt điện SW2- 35C/1000 có thông số kỹ thuật đợc thống kê trong bảng
1.13
Bảng 1.13
MÃ hiệu

Uđm, V

Iđm, A

Icđ, kA

Scđ, kVA

SW2- 35C/100

35

1000

16,5

10000

Thời gian tác động
Tđ, s
Tc, s
0,04

0,06

Phía ngoài trạm gồm có cầu dao cách ly mà hiệu PO315- 35/60 có các thông
số kỹ thuật đợc cho trong bảng 1.14
Bảng 1.14
MÃ hiệu
PO315/60

Uđm, kV
35

2. Các thiết bị đặt trong nhà

Iđm, A
1000

Iôđn, 10s
12

Bộ truyền động
PM- 110M


- 12 -

Nhà trạm đợc xây dựng theo kiểu mái bằng có kích thớc 35 ì 10 = 350m2,
trong trạm đặt các thiết bị nh sau: Thiết bị điều khiển
Tủ phân phối điện 6kV gồm 31 tủ có thông số kü tht trong b¶ng 1.15
B¶ng 1.15
Sè hiƯu tđ

Sè1,6,7,13,14,19,
25,26,27,29
Sè2,3,4,5,10,11,1
7,18,20,21,24,28
Sè 8,22
Sè 12,31
Sè 15,30
Số 9,23
Số 16

Chức năng của các tủ cao áp

MÃ hiệu
tủ

Là các tủ dự phòng

GFC- 3

Là các tủ khởi hành

GFC- 3

Là hai tủ tự dùng, bên trong đặt máy biến áp tự
dùng. MÃ hiệu của máy biến áp là SJ- 50
Là tủ đầu vào phân đoạn 6kV
Là hai tủ đo lờng, trong tủ có máy biến áp đo lờng
mà hiệu JDJJ- 6vµ chèng sÐt van m· hiƯu FS- 6
Lµ hai tđ bù cos, mỗi tủ có 6 tụ điện. MÃ hiệu của
tụ điện là:YL3- 6,3- 35- TH

Là tủ phân đoạn trong đó có đặt máy biến áp phân
đoạn 6kV

GFC- 3
GFC- 3
GFC- 3
GFC- 3
GFC- 3

1.2 Đánh giá hiện trạng các máy biến áp của trạm biến áp
chính 35/6kV
1.2.1. Đánh giá hiện trạng mang tải MBA của trạm biến áp chính 35/6kV Công
ty than Vàng Danh
Để xác định công suất thực tế của trạm biến áp 35/6kV dựa trên cơ sở biểu đồ
phụ tải ngày điển hình đợc xây dựng trong khoảng thời gian theo dõi trong 7 ngày
Bảng 1.16: Số liệu năng lợng tác dụng và năng lợng phản kháng
STT
Ngày/ tháng/ năm
Wtd (kWh)
Wpk (kVArh)
1
25/10/2008
45421
27952
2
26/10/2008
46532
25316
3
27/10/2008

46729
24892
4
28/10/2008
45613
24514
5
29/10/2008
49322
28665
6
30/10/2008
44216
24124
7
31/10/2008
30258
16895
Tæng céng
308091
172358


- 13 -

Từ các số liệu trong bảng 1.16 có thể xác định đợc:
Năng lợng tác dụng và năng lợng phản kháng trung bình một ngày đêm là:
Wtd =

308091

= 44013kWh
7

W pk =

172358
= 24623kVArh
7

So sánh năng lợng tác dụng và năng lợng phản kháng trong 7 ngày, nhận
thấy ngày 30/10/2008 có tổng năng lợng tác dụng và năng lợng phản kháng gần
bằng năng lợng tác dụng và năng lợng phản kháng trung bình. Vậy chọn ngày
30/10/2008 là ngày điển hình.
Căn cứ vào số liệu trong ngày làm việc điển hình vẽ đợc biểu đồ phụ tải
nh hình 1.2
kW, kVAr
3000
P (kW)
2500

2000

Q (kVAr)

1500

1000

500


0
1 2

3

4

5

6

7

8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

H×nh 1.4

h