Trờng Đại học mỏ Địa Chất Đồ án tốt nghiệp Lời nói đầu Trong quá trình công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nớc hiện nay nền công nghiệp sản xuất than đóng một vai trò quan trọng, góp phần cùng các ngành khác thúc đẩy nền kinh tế đất nớc ngày càng phát triển. Đối với mỏ than hầm lò Mạo Khê có khí nổ siêu hạng việc đảm bảo cung cấp điện liên tục cho sản xuất là điều rất quan trọng. Để đáp ứng nhu cầu cung cấp điện liên tục cần phải tính toán, thiết kế một nhà trạm hoàn chỉnh về mặt kỹ thuật và kinh tế. Sau 5 năm học tập tại trờng Đại học Mỏ - Địa chất em đợc bộ môn tin tởng giao đề tài tốt nghiệp Bảo vệ rơle trạm biến áp 35/6kV mỏ Mạo Khê. Với sự hớng dẫn nhiệt tình của PGS.TS Nguyễn Anh Nghĩa và các thầy cô giáo trong bộ môn Điện Khí Hoá, cùng với sự nỗ lực của bản thân đến nay bản đồ án đã đợc hoàn thành. Tuy nhiên bản đồ án không thể tránh khỏi những thiếu sót do kiến thức còn hạn chế, rất mong đợc sự góp ý của các thầy cô và các bạn đồng nghiệp. Em xin chân thành cám ơn! Hà Nội, ngày 28 tháng 7 năm 2008 Sinh viên PHM MINH NGC 1 Trờng Đại học mỏ Địa Chất Đồ án tốt nghiệp phần khái quát chung về công ty than mạo khê Và tình hình cung cấp điện 2 Trờng Đại học mỏ Địa Chất Đồ án tốt nghiệp Chơng 1 GIớI THIệU CHUNG Về công ty THAN MạO KHÊ 1.1. Vị trí địa lý, đặc điểm địa chất và khí hậu của công ty. 1.1.1. Vị trí địa lý. Công ty than Mạo Khê có trụ sở nằm trên địa bàn thị trấn Mạo Khê, huyện Đông Triều, tỉnh Quảng Ninh thuộc Tập đoàn than và khoáng sản Việt Nam. Khu vực Công ty nằm ở phía Tây đới chứa than bối tà Tràng Bạch, vòng cung Đông Triều thuộc bể than Đông Bắc toạ độ: 106 0 33 45 ữ 106 0 30 27 kinh độ Đông 21 0 02 33 ữ 21 0 06 15 vĩ độ Bắc Công ty than Mạo Khê có địa hình chạy dài theo hớng Đông -Tây ( từ Văn Lôi đến Tràng Bạch) chiều dài 8 km rộng 5 km, diện tích khoảng 40 km 2 , phía Đông giáp với xã Hồng thái cách thành phố Hạ Long 58 km, phía Tây giáp với xã Kim Sen cách Hà Nội 105 km, phía Nam giáp thị trấn Mạo Khê (quốc lộ 18 A) cách Hải Phòng 30 km, phía Bắc giáp xã Tràng Lơng huyện Đông triều. 1.1.2. Địa chất thuỷ văn. Về nớc mặt: trong khu mỏ có hai suối lớn là suối Văn Lôi và suối Bình Minh, có hai hồ chứa nớc lớn là hồ Tràng Bạch và hồ Yên Thọ, có sông Tràng Lơng. Do đặc thù của mỏ là khu vực ít thực vật nên thoát nớc rất nhanh ít ngấm xuống lòng đất. Về nớc ngầm: nguồn nớc chủ yếu là dự trữ trong các tầng đá và than khu vực đã khai thác và phụ thuộc vào phân tầng khai thác. 1.1.3. Điều kiện khí hậu. Nhiệt độ trung bình hàng năm khu mỏ từ 23 0 ữ27 0 C cao nhất là từ 33 0 Cữ37 0 C thấp nhất là 12 0 C. Mùa ma kéo dài từ tháng 4 đến tháng 10. Mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau. Lợng ma trung bình hàng năm là 1765mm, số ngày ma trung bình hàng năm là 110 ngày, lớn nhất là 124 ngày, ít nhất là 79 ngày. Khu mỏ gần biển nên chịu ảnh hởng đáng kể nhất là mùa ma gió bão có thể đến cấp 11 ữ 12, hớng gió thay đổi theo mùa, mùa đông và mùa xuân có gió mùa đông 3 Trờng Đại học mỏ Địa Chất Đồ án tốt nghiệp bắc, mùa thu và mùa hè có gió đông và gió đông nam, độ ẩm trung bình là 68%, lớn nhất là 98%, nhỏ nhất là 25%. 1.2. Tình hình khai thác, vận tải, thông gió và thoát nớc. 1.2.1. Tình hình khai thác. Từ năm 1889 thực dân Pháp tiến hành khai thác những vỉa than có giá trị trong cả hai cánh vỉa từ tuyến VII phía Tây đến vỉa than 5, 6, 7 từ mức (+ 30m) trở lên, ở cánh Bắc than hầu nh đã khai thác gần hết, còn khu Văn Lôi ở tuyến I đã khai thác đến mức (+120m) so với mặt nớc biển. Sau giải phóng năm 1954 mỏ than Mạo Khê tiếp quản khôi phục đi vào khai thác lò bằng mức (+30/+100) từ mức (+100/+142), từ mức (+42) lên lộ vỉa hiện nay đã khai thác hết. Năm 1992 mỏ Mạo Khê mở hệ thống giếng nghiêng đa vào khai thác từ mức (+30) xuống mức (-25) đối với các vỉa ở cánh Bắc ở tuyến IV với 09 lò chợ khai thác, sản lợng than từ 700.000 đến 800.000 tấn/năm. Để có diện khai thác sản xuất lâu dài liên tục hiện nay ở mỏ than Mạo Khê đã mở rộng khu khai thác về phía Đông và Tây mức (-80), khai thác cả cánh Bắc và cánh Nam. Công ty than Mạo Khê hiện nay đang áp dụng các hệ thống khai thác nh: - Hệ thống khai thác tầng lò chợ liền gơng. - Hệ thống khai thác buồng lu than. - Hệ thống khai thác cột dài theo phơng khấu giật. - Hệ thống khai thác kiểu buồng thợng. 1.2.2. Công tác vân tải. Than khai thác sau đó xúc thủ công vào máng trợt đổ xuống máng cào lên tàu điện ắc quy đổ vào bun ke qua vận chuyển băng tải đến nhà sàng để sơ tuyển. Hình 1.1. Sơ đồ công tác vận tải. 4 Than lò chợ Máy xúc điện Tàu điện ắc quy Tàu điện ắc quy bun ke Băng tải Nhà sàng Trờng Đại học mỏ Địa Chất Đồ án tốt nghiệp 1.2.3. Công tác thông gió. Thông gió chính của công ty than Mạo Khê chủ yếu là dùng phơng pháp thông gió hút, có hai quạt thông gió chính dùng để thông gió cho toàn mỏ là: -Trạm quạt mức + 124 gồm: 02 quạt BOK -1,5 -Trạm quạt mức +73 gồm: 02 quạt BOK -1,5 1.2.4. Công tác thoát nớc. Nớc trong mỏ đợc thoát ra bằng hai cách: thoát nớc tự nhiên và thoát nớc nhân tạo (dùng máy bơm). +Thoát nớc tự nhiên: - Nớc ở trong mức (+30) trở lên đợc thoát ra ngoài bằng mơng, rãnh dọc theo các đờng lò theo mức khai thác, sau đó chảy ra ngoài bằng hệ thống mơng nhân tạo chảy ra suối. Hình 1.2. Sơ đồ thoát nớc tự nhiên phân tầng (+30). + Thoát nớc nhân tạo: Công ty than Mạo Khê có 3 trạm bơm (3 hệ thống bơm) đặt ở 3 vị trí khác nhau tại sân ga đáy giếng ở các phân tầng mức âm để thoát nớc mạch, nớc ngầm từ các diện khai thác phân tầng khác nhau. - Từ mức (-25) lên mức (+30) đặt một trạm bơm gồm hệ thống 4 bơm ly tâm mã hiệu LT-280/70, để thoát nớc cho mức (-25) lên mức (+30). Hình 1.3. Sơ đồ thoát nớc nhân tạo phân tầng (-25). - Nớc từ mức (-80) bơm lên mặt bằng mức (+17) qua hệ thống bơm đặt ở hầm bơm cạnh sân ga đáy giếng mức(-80) bao gồm 3 bơm cao áp loại , điện áp định mức U đm = 6kV. Ngoài ra còn có hệ thống 3 bơm dự phòng hạ áp mã hiệu LT-280/70. 5 Nớc từ các đ- ờng lò tầng Theo mơng rãnh ra bên hông Chảy ra ngoài lò Theo mơng ra suối Nớc ở các đờng lò mức -25 Chảy ra hầm chứa sân ga -25 Qua hệ thống bơm -25 Đờng ống Chảy ra sông Kinh Thầy Trờng Đại học mỏ Địa Chất Đồ án tốt nghiệp Hình 1.4. Sơ đồ thoát nớc nhân tạo phân tầng (-80). 1.3. Tổ chức quản lý của công ty than Mạo Khê. Hiện nay công ty than Mạo Khê có hơn 5000 công nhân viên chức đợc chia làm 3 ca, mỗi ca làm việc 8 giờ và nghỉ theo chế độ luân phiên. Công ty than Mạo Khê áp dụng hình thức quản lý trực tuyến, chức năng tuyến dới chịu sự chỉ đạo trực tiếp từ tuyến trên. Quá trình tổ chức quản lý đợc thể hiện trên sơ đồ tổ chức quản lý kinh doanh của công ty (hình 1.5) và (hình 1.6). Hình 1.5. Sơ đồ cơ cấu tổ chức cơ điện. 6 Giám Đốc Tổ vận hành PGĐ Cơ điện QĐ PX Cơ điện TP KT Cơ điện Tổ sửa chữa Nớc ở các đờng lò mức -80 Chạy ra qua đ- ờng lò cái Chạy về hầm chứa nớc trung tâm Qua hệ thống bơm nớc trung tâm Nớc đ ợc bơm lên mặt bằng mức +17 Chảy ra các suối thoát nớc Trờng Đại học mỏ Địa Chất Đồ án tốt nghiệp Hình 1.6. Sơ đồ tổ chức quản lý hành chính công ty than Mạo Khê. 7 giám đốc công Ty ty pgđ kỹ thuật pgđ sản xuất pgđ đời sống pgđ cơ điện pgđ đ t & xd gđ tt ytế mk tt ytế mk p.kt cơ điện p. kt khai thác p. t địa- đ chất p.đ t & xd p. công trình p. an toàn p. tc lđ p. kế hoạch p. kt tc p. kiểm toán p. bvệ-qs-tt p. vật t p. kcs p. cđ -sx p. hc qtrị ban thi đua PX Khai thác 1 PX Khai thác 12 PX Khai thác 3,4,5,6,7,8,9,10 PX đào lò đá số 1 PX đào lò đá 2,4 PXđào lò đá số 5 PX Vận tải 1 PX Vận tải 2 PX sàng PX Bến PX Xây dựng PX Ô tô PX Cơ khí PX Điện PX Cung cấp n~ớc Đội TG CC PX Chế biến than Trờng Đại học mỏ Địa Chất Đồ án tốt nghiệp Chơng 2 Tình Hình Cung Cấp Điện Của công ty than Mạo Khê 2.1. Nguồn cung cấp điện của mỏ. Việc cung cấp điện của công ty than Mạo Khê do phân xởng điện quản lý, phân xởng này có trách nhiệm theo dõi và vận hành trạm biến áp trung gian 35/6kV Mạo Khê. Nguồn điện 35 kV cấp điện cho trạm biến áp 35/6 kV của mỏ Mạo Khê đợc lấy từ nhà máy nhiệt điện Uông Bí. Để bảo vệ cho trạm khi có sét đánh dùng dây AC-35 với chiều dài 1,5km và kết hợp chống sét ống lắp trên thanh cái trạm biến áp 35/6kV. Hai tuyến dây 374 và 376 đợc vận hành song song cấp cho hệ thống thanh cái 35kV qua máy cắt đờng dây trên không là 374 MK và 376 MK. Hệ thống thanh cái 35kV bao gồm hai phân đoạn: Phân đoạn I-35kV và phân đoạn II-35kV, giữa hai phân đoạn có liên hệ với nhau qua máy cắt phân đoạn 300, phía sau thanh cái đợc nối với máy biến áp chính của trạm. (sơ đồ hình 2-1): 8 Trêng §¹i häc má §Þa ChÊt §å ¸n tèt nghiÖp 9 Trờng Đại học mỏ Địa Chất Đồ án tốt nghiệp 2.2. Trạm biến áp chính 35/6kV của mỏ. 2.2.1. Máy biến áp. Để cung cấp điện áp 6kV cho các khu vực sản xuất và dân dụng của mỏ cũng nh cơ quan ngoài mỏ, công ty than Mạo Khê đã xây dựng một trạm biến áp trung gian 35/6kV tại khu mặt bằng phía Nam của mỏ .Trong trạm đặt hai máy biến áp 35/6kV giống nhau do Trung Quốc sản xuất đợc đa vào vận hành từ cuối năm 1979, có mã hiệu SF 8000/35-TH. Phía sơ cấp máy biến áp có đầu phân áp là ( 2x2,5%), việc điều chỉnh đầu phân áp đợc tiến hành bởi cầu dao mã 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 phân đoạn I-35kV và phân đoạn II- 35kV của hệ thống thanh cái 35kV số 1 và số 2 cấp điện cho các phụ tải 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 biến áp số 2 đợc nối với tuyến dây 376 là máy biến áp làm việc thờng xuyên, còn máy biến áp số 1 đợc nối với tuyến dây 374 là máy dự phòng nguội . Toàn bộ hệ thống máy biến áp, thanh cái 35kV đều đợc đặt ngoài trời, phía Đông nhà trạm. 2.2.2. Các thiết bị đặt trong nhà trạm. Nhà trạm đợc xây dựng mái bằng có kích thớc (25x8)+(22.5x4.5)=301.5m 2 trong trạm đợc bố trí các phòng sau: - Buồng máy điện dung. - Văn phòng. - Kho dụng cụ. - Phòng điều khiển chính. - Buồng máy biến thế hạ. - Phòng phân phối điện 6kV: gồm 31 tủ dùng để phân phối cho các khởi hành và dùng để dự phòng. Mã hiệu của các tủ khởi hành là GFC-3 trong đó phân đoạn I có 15 tủ, phân đoạn II có 16 tủ .Chức năng của các tủ cao áp 6kV đợc ghi trong bảng 2.2. Bảng 2.2: Tủ phân phối điện 6 kV. Số hiệu tủ Chức năng của tủ cao áp Mã hiệu tủ 1,6,7,13,14,19,25,26,27,29 Là các tủ dự phòng GFC-3 2,3,4,5,10,11,17,18,20,21,24,2 Là các tủ khởi hành 6kV GFC-3 10 [...]... Trờng Đại học mỏ Địa Chất Đồ án tốt nghiệp Phần bảo vệ rơle Trạm biến áp 35/6kv công ty than mạo khê Chơng 3 Lý thuyết chung về bảo vệ rơle 22 Trờng Đại học mỏ Địa Chất 3.1 Đồ án tốt nghiệp Khái niệm chung về bảo vệ rơle Nhiệm vụ chính của bảo vệ rơle là phát hiện chính xác vị trí h hỏng và tự động cắt nhanh loại trừ phần tử h hỏng hoặc các thiết bị h hỏng ra khỏi hệ thống điện, đồng thời phát hiện chế... nguồn điện một chiều Để cung cấp cho các mạch điện thao tác, ở trạm dùng điện một chiều điện áp 220V + Trạm đợc lắp đặt hai tủ chỉnh lu silic mã hiệu GKA 100/220, điện áp vào là điện xoay chiều điện áp 380V, điện áp ra một chiều điện áp là 220V, dòng điện là 400A + Máy biến áp tự dùng có tổ nối dây Y-Y-12, công suất 50kVA + Để chỉnh lu điện áp xoay chiều thành một chiều ở trạm dùng các điôt silic bán... còi cắt MBA Báo tín hiệu báo còi Đóng điện cho quạt gió và báo tín hiệu Trờng Đại học mỏ Địa Chất 6 Đồ án tốt nghiệp Bảo vệ chạm Nhờ cuộn tam giác hở của MBA đo lờng JDJJ Báo tín hiệu đất 1 pha và rơle điện áp cực đại đèn và còi - Các thông số kỹ thuật của rơle bảo vệ so lệch dọc đợc cho trong bảng 2.9: Bảng 2.9 Thông số kỹ thuật của rơle bảo vệ so lệch dọc Rơle Máy biến dòng Lực từ Mã hiệu Utđ, V Itđ,... mạch khoảng khắc của máy biến áp, nghĩa là thoả mãn điều kiện: t cat t cp = k= trong đó: 900 k2 I N max I dm Với: IN.max - dòng ngắn mạch lớn nhất khi ngắn mạch xảy ra ở sau MBA 3.3.2 Bảo vệ so lệch dọc Bảo vệ so lệch dọc là hình thức bảo vệ cắt nhanh dựa trên cơ sở so sánh dòng điện ở đầu và cuối vùng bảo vệ Bảo vệ so lệch là bảo vệ chính của máy biến áp Khi tính toán bảo vệ so lệch dọc MBA cần phải... mỏ luôn đợc duy trì cung cấp điện liên tục đảm bảo cho sản xuất 2.3 Hệ thống bảo vệ 2.3.1 Bảo vệ quá áp thiên nhiên 13 Trờng Đại học mỏ Địa Chất Đồ án tốt nghiệp + Đối với đờng dây vào trạm đợc bảo vệ bằng dây chống sét toàn tuyến trên các đầu cột điện đấu nối tiếp đất có trị số quy định điện trở là 10 nhằm ngăn ngừa sét đánh trực tiếp vào đờng dây + Để bảo vệ sét đánh gián tiếp dùng van chống sét 35kV... W1=2 vòng; W2=2 vòng Tỷ số biến phía cao áp k = 600 5 Tỷ số biến phía cao áp k = 200 5 - Bảo vệ bằng rơle khí loại TJ3-80 có đối lu dầu từ 250-300(cm3/s) - Các thông số kỹ thuật của rơle bảo vệ cực đại đợc cho trong bảng 2.10: Bảng 2.10 Thông số kỹ thuật của rơle cực đại Mã hiệu Iđm, A Icđ, A Tđóng, s Tngắt, s DL-11/20TH 125-30 12,5 0,05 0,02 - Các thông số kỹ thuật của rơle bảo vệ quá tải đợc cho trong... các phơng án bảo vệ tốt nhất, loại trừ các h hỏng và ngăn ngừa đợc các yếu tố bên ngoài ảnh hởng đến sự làm việc của MBA Để tránh các hậu quả do sự cố và chế độ làm việc không bình thờng của MBA nh có các hình thức bảo vệ cho máy biến áp nh sau: + Bảo vệ quá tải và cực đại + Bảo vệ so lệch dọc + Bảo vệ chống chạm đất 3.3.1 Bảo vệ quá tải Bảo vệ khỏi ngắn mạch Quá tải MBA thờng không ảnh hởng đáng kể đến... + Ikd - dòng khởi động của rơle Độ nhạy đợc coi là đạt yêu cầu nếu: + kn 1,5 ữ 2 - đối với bảo vệ dòng cực đại; + kn 2 - đối với bảo vệ so lệch dọc máy biến áp, máy phát, đờng dây truyền tải và thanh cái; + kn 1,5 - đối với bảo vệ so lệch dọc máy biến áp khi ngắn mạch xảy ra sau cuộn cảm kháng đặt ở phía hạ áp máy biến áp ở trong cùng bảo vệ Hệ số kn càng lớn thì bảo vệ tác động càng chắc chắn,... để đảm bảo tính tơng thích với các bảo vệ ở trớc bảo vệ đang xem xét Với sơ đồ bảo vệ nh trên hình 3.4 bảo vệ trớc là bảo vệ đặt ở đầu vào (các MC phụ tải) Bảo vệ này có dòng chỉnh định bằng I cđ.trớc Nh vậy dòng tơng thích It.th bằng: It.th = ktt Icđ.trớc - Dòng chỉnh định của bảo vệ đợc lấy là giá trị lớn nhất trong 3 giá trị tới hạn kể trên với ký hiệu là Ilv.max - Dòng khởi động của của bảo vệ đợc... ngắn mạch V bảo vệ rơle trạm biến áp 35/6kV Ngắn mạch trong hệ thống điện là tình trạng sự cố nghiêm trọng thờng xảy ra trong hệ thống cung cấp điện Dòng ngắn mạch rất lớn gây tác dụng nhiệt và điện động làm h hỏng các phần tử nằm trong vùng ngắn mạch Vì thế xác định dòng ngắn mạch (dòng điện, công suất) nhằm lựa chọn đúng đắn thiết bị điện và tính toán chỉnh định bảo vệ rơ le Trạm biến áp chính 35/6kV . điện của công ty than Mạo Khê do phân xởng điện quản lý, phân xởng này có trách nhiệm theo dõi và vận hành trạm biến áp trung gian 35/6kV Mạo Khê. Nguồn điện 35 kV cấp điện cho trạm biến áp. rơle điện áp cực đại Báo tín hiệu đèn và còi - Các thông số kỹ thuật của rơle bảo vệ so lệch dọc đợc cho trong bảng 2.9: Bảng 2.9. Thông số kỹ thuật của rơle bảo vệ so lệch dọc. Rơle Máy biến. phụ tải điện cao áp 6kV của mỏ luôn đợc duy trì cung cấp điện liên tục đảm bảo cho sản xuất. 2.3. Hệ thống bảo vệ. 2.3.1. Bảo vệ quá áp thiên nhiên . 13 Trờng Đại học mỏ Địa Chất Đồ án tốt