Luận văn thạc sĩ kỹ thuật điện nghiên cứu thiết kế hệ thống giám sát và điều khiển trạm quạt gió 6kv tràng khê tại công ty than uông bí tkv

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật điện nghiên cứu thiết kế hệ thống giám sát và điều khiển trạm quạt gió 6kV tại công ty than Uông Bí TKV.

• Tác giả: Trần Văn Đắc
• Người hướng dẫn: TS. Đặng Ngọc Huy
• Trường học: Đại học Công nghiệp Quảng Ninh
• Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
• Đề tài: Nghiên cứu hệ thống giám sát và điều khiển trạm quạt gió 6kV tại Uông Bí
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Quảng Ninh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TRẠM QUẠT GIÓ 6KV TRÀNG KHÊ TẠI CÔNG TY THAN UÔNG BÍ – TKV
• 1.1. Vị trí lắp đặt và thông số trạm quạt gió 6KV
• 1.2. Các thiết bị trong trạm quạt gió chính 6kV
• 1.3. Sơ đồ cung cấp điện
• 1.4. Nguyên lý làm việc của hệ thống trạm quạt 6KV
• 2. CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN TRẠM QUẠT GIÓ CÔNG TY THAN UÔNG BÍ - TKV
• 2.1. Giới thiệu về thực trạng hiện nay của hệ thống trạm quạt gió 6KV
• 2.2. Quy mô của hệ thống giám sát điều khiển trạm quạt gió 6KV
• 2.3. Các chức năng của hệ thống điều khiển và giám sát
• 2.4. Hệ thống giám sát Scada
• 2.5. Phần mềm mô phỏng giám sát điều khiển Scada
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG GIÁM SÁT ĐIỀU KHIỂN TRẠM QUẠT THÔNG GIÓ 6KV TRÀNG KHÊ TẠI CÔNG TY THAN UÔNG BÍ – TKV
• 3.1. Thiết kế cấu trúc hệ thống
• 3.2. Lựa chọn thiết bị sử dụng trong hệ thống
• 3.3. Lập trình và mô phỏng hệ thống giám sát điều khiển
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về trạm quạt gió 6kV tại Uông Bí

Trạm quạt gió 6kV tại Uông Bí có vai trò quan trọng trong việc cung cấp không khí sạch cho các hoạt động khai thác than hầm lò. Trạm này được thiết kế với các thiết bị hiện đại, đảm bảo hiệu suất hoạt động cao và an toàn cho người lao động. Các thông số kỹ thuật của trạm quạt gió được tính toán kỹ lưỡng, với lưu lượng gió tối ưu từ 55-95 m3/s và áp suất tĩnh phù hợp với yêu cầu của mỏ. Điều này cho thấy sự cần thiết của việc giám sát và điều khiển trạm quạt gió nhằm duy trì hiệu suất làm việc và đảm bảo an toàn lao động. Theo một nghiên cứu, việc áp dụng công nghệ SCADA trong quản lý và giám sát trạm quạt gió sẽ giúp nâng cao độ tin cậy và hiệu quả hoạt động của hệ thống.

1.1 Vị trí lắp đặt và thông số kỹ thuật

Trạm quạt gió chính được lắp đặt tại mức +129 khu Tràng Khê, với thiết bị quạt gió kiểu trục đối lưu đảo chiều. Các thông số kỹ thuật như công suất động cơ, áp suất và lưu lượng gió được thiết kế để đáp ứng yêu cầu khai thác than ở độ sâu lớn. Những thiết bị này không chỉ đảm bảo cung cấp không khí sạch mà còn giúp loại bỏ khí độc hại, từ đó nâng cao hiệu suất làm việc của công nhân. Cụ thể, quạt gió được sản xuất tại Trung Quốc với công suất 2x160 kW, đảm bảo hoạt động ổn định trong môi trường khắc nghiệt của hầm lò.

II. Hệ thống giám sát và điều khiển trạm quạt gió

Hệ thống giám sát và điều khiển trạm quạt gió được thiết kế để tối ưu hóa hiệu suất hoạt động của trạm, bao gồm việc theo dõi tình trạng của động cơ và lưu lượng gió. Việc sử dụng các cảm biến và công nghệ tự động hóa cho phép theo dõi liên tục và điều chỉnh kịp thời khi có sự cố xảy ra. Hệ thống này không chỉ giúp giảm thiểu rủi ro mà còn tăng cường khả năng quản lý năng lượng. Theo một nghiên cứu, việc áp dụng công nghệ giám sát từ xa thông qua SCADA có thể giúp phát hiện sớm các vấn đề tiềm ẩn, từ đó giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động và chi phí bảo trì.

2.1 Các chức năng của hệ thống

Hệ thống giám sát bao gồm nhiều chức năng như theo dõi nhiệt độ, rung động của động cơ, và lưu lượng gió. Các cảm biến được lắp đặt để thu thập dữ liệu và truyền về trung tâm điều khiển. Dữ liệu này được phân tích để đưa ra các quyết định điều chỉnh kịp thời, đảm bảo trạm quạt hoạt động trong điều kiện tốt nhất. Việc sử dụng công nghệ PLC và SCADA giúp tối ưu hóa quy trình điều khiển, giảm thiểu sự can thiệp của con người và nâng cao độ chính xác trong việc giám sát các thông số kỹ thuật.

III. Thiết kế hệ thống giám sát và điều khiển

Thiết kế hệ thống giám sát và điều khiển trạm quạt gió 6kV tại Uông Bí được thực hiện với mục tiêu tối ưu hóa hiệu suất hoạt động và đảm bảo an toàn cho người lao động. Hệ thống sử dụng các thiết bị hiện đại như cảm biến áp suất, lưu lượng và nhiệt độ để thu thập dữ liệu. Dữ liệu này sẽ được truyền về trung tâm điều khiển để phân tích và đưa ra các quyết định kịp thời. Việc sử dụng phần mềm mô phỏng giúp kiểm tra tính khả thi của hệ thống trước khi triển khai thực tế, từ đó giảm thiểu rủi ro và chi phí đầu tư. Theo nghiên cứu, việc áp dụng công nghệ tự động hóa trong thiết kế hệ thống không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn nâng cao hiệu quả quản lý năng lượng.

3.1 Lập trình và mô phỏng hệ thống

Lập trình và mô phỏng hệ thống giám sát và điều khiển là một trong những bước quan trọng trong quá trình thiết kế. Việc sử dụng phần mềm mô phỏng như WINCC cho phép kiểm tra các kịch bản hoạt động khác nhau, từ đó đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định và hiệu quả. Các thông số được lập trình để tự động điều chỉnh theo tình hình thực tế, giúp giảm thiểu nguy cơ xảy ra sự cố. Hệ thống được thiết kế để có thể mở rộng trong tương lai, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao trong lĩnh vực khai thác than.

IV. Kết luận và kiến nghị

Nghiên cứu về hệ thống giám sát và điều khiển trạm quạt gió 6kV tại Uông Bí cho thấy sự cần thiết phải áp dụng công nghệ hiện đại trong quản lý năng lượng và an toàn lao động. Việc triển khai hệ thống giám sát tự động không chỉ nâng cao hiệu quả sản xuất mà còn đảm bảo an toàn cho công nhân trong môi trường làm việc khắc nghiệt. Cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các giải pháp công nghệ mới nhằm cải thiện hơn nữa hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống. Các kiến nghị bao gồm việc đào tạo nhân viên về công nghệ mới, nâng cấp thiết bị giám sát và tăng cường các biện pháp an toàn lao động.

4.1 Đề xuất cải tiến hệ thống

Để tối ưu hóa hoạt động của hệ thống giám sát và điều khiển, cần thực hiện một số cải tiến như nâng cấp phần mềm điều khiển, bổ sung các cảm biến hiện đại và cải thiện quy trình bảo trì. Việc này sẽ giúp giảm thiểu sự cố và nâng cao hiệu suất làm việc của trạm quạt gió. Bên cạnh đó, cần có các chương trình đào tạo thường xuyên cho nhân viên để đảm bảo họ nắm vững công nghệ mới và quy trình vận hành an toàn.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh ngành khai thác than hầm lò ngày càng phát triển, nhu cầu sử dụng năng lượng và kỹ thuật hiện đại để nâng cao hiệu quả sản xuất và đảm bảo an toàn lao động trở nên cấp thiết. Tại Công ty Than Uông Bí - TKV, trạm quạt gió chính 6kV Tràng Khê đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp không khí sạch, làm mát và trung hòa khí độc trong hầm lò khai thác than. Trạm quạt gió này gồm hai quạt gió kiểu trục đối lưu đảo chiều phòng nổ, công suất 2x160 kW, lưu lượng gió từ 55 đến 95 m³/s, được lắp đặt tại mặt bằng +129 khu Tràng Khê, mỏ Tràng Bạch. Tuy nhiên, hệ thống hiện tại chủ yếu vận hành thủ công, thiếu hệ thống giám sát tự động, dẫn đến khó khăn trong việc theo dõi tình trạng thiết bị và xử lý sự cố kịp thời, ảnh hưởng đến tuổi thọ và hiệu suất hoạt động của trạm quạt.

Mục tiêu nghiên cứu là thiết kế hệ thống giám sát và điều khiển tự động trạm quạt gió 6kV Tràng Khê nhằm nâng cao độ tin cậy, hiệu quả vận hành và đảm bảo an toàn trong khai thác than hầm lò. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào hệ thống trạm quạt gió 6kV tại Công ty Than Uông Bí - TKV, với thời gian nghiên cứu trong năm 2021. Việc ứng dụng hệ thống giám sát điều khiển SCADA giúp thu thập, phân tích dữ liệu vận hành theo thời gian thực, cảnh báo sự cố và hỗ trợ bảo trì, góp phần giảm chi phí vận hành và tăng năng suất khai thác.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

• Lý thuyết điều khiển tự động: Áp dụng các nguyên tắc điều khiển logic lập trình (PLC) để giám sát và điều khiển các thiết bị điện trong trạm quạt gió, đảm bảo hoạt động ổn định và an toàn.
• Mô hình SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition): Hệ thống SCADA được sử dụng để thu thập dữ liệu thời gian thực, giám sát và điều khiển từ xa các thiết bị trong trạm quạt gió, bao gồm cảm biến nhiệt độ, áp suất, độ rung và các thông số điện.
• Khái niệm về mạng truyền thông công nghiệp Ethernet cáp quang: Đảm bảo truyền dữ liệu nhanh, ổn định và an toàn giữa trạm quạt và phòng điều hành trung tâm.
• Khái niệm về dự phòng nóng (hot standby): Hệ thống có khả năng chuyển đổi dự phòng nhanh chóng khi có sự cố, đảm bảo hoạt động liên tục 24/7 trong môi trường khắc nghiệt của mỏ than.
• Khái niệm về cảm biến và thiết bị đo lường: Sử dụng cảm biến nhiệt độ vòng bi, cuộn dây stato, cảm biến áp suất, lưu lượng gió, độ rung động cơ và các thiết bị đo điện áp, dòng điện ba pha để thu thập dữ liệu chính xác.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Thu thập số liệu thực tế từ trạm quạt gió 6kV Tràng Khê, các tài liệu kỹ thuật thiết bị, báo cáo vận hành và các tiêu chuẩn quy phạm về thông gió mỏ than.
• Phương pháp phân tích: Sử dụng phương pháp phân tích kỹ thuật hệ thống, mô phỏng lập trình PLC và phần mềm SCADA WinCC để thiết kế, mô phỏng và đánh giá hiệu quả hệ thống giám sát điều khiển.
• Phương pháp thực nghiệm: Thử nghiệm vận hành hệ thống mô phỏng trên phần mềm, kiểm tra các chức năng giám sát, cảnh báo và điều khiển từ xa.
• Phương pháp chuyên gia: Tham khảo ý kiến chuyên gia trong lĩnh vực kỹ thuật điện và khai thác than để hoàn thiện thiết kế và đảm bảo tính thực tiễn.
• Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu được thực hiện trong năm 2021, bao gồm khảo sát hiện trạng, thiết kế hệ thống, lập trình mô phỏng và đánh giá kết quả.

Cỡ mẫu nghiên cứu bao gồm toàn bộ thiết bị và thông số vận hành của trạm quạt gió 6kV Tràng Khê, với các thiết bị chính như PLC S7-1200, cảm biến nhiệt độ, áp suất, độ rung, tủ khởi động mềm và các tủ điện điều khiển. Phương pháp chọn mẫu dựa trên thiết bị hiện có và yêu cầu kỹ thuật của trạm quạt.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Hiện trạng vận hành thủ công gây nhiều khó khăn: Trạm quạt gió 6kV Tràng Khê hiện vận hành chủ yếu bằng tay, không có hệ thống giám sát tự động. Việc theo dõi các thông số như lưu lượng gió, nhiệt độ động cơ, độ rung và điện áp được thực hiện thủ công, dẫn đến độ chính xác thấp và tốn nhiều nhân công.

2. Thiết bị hiện tại có dấu hiệu xuống cấp: Các thiết bị trong trạm quạt, bao gồm tủ điện, khởi động mềm và động cơ điện, đã sử dụng từ năm 2019 và có dấu hiệu giảm độ tin cậy sau thời gian vận hành. Điều này làm giảm hiệu suất hoạt động của trạm quạt và tăng nguy cơ sự cố.

3. Hệ thống SCADA và PLC phù hợp để giám sát và điều khiển: Thiết kế hệ thống giám sát điều khiển dựa trên PLC S7-1200 và phần mềm SCADA WinCC cho phép giám sát liên tục các thông số: nhiệt độ vòng bi, nhiệt độ cuộn dây stato, độ rung động cơ, điện áp và dòng điện ba pha, lưu lượng và tốc độ gió. Hệ thống có khả năng cảnh báo kịp thời khi các thông số vượt ngưỡng an toàn, giúp giảm thiểu rủi ro và tăng tuổi thọ thiết bị.

4. Tính mở và khả năng tích hợp cao: Hệ thống thiết kế có tính mở, dễ dàng mở rộng và tích hợp với các hệ thống điều khiển tập trung của mỏ. Việc sử dụng mạng Ethernet cáp quang công nghiệp đảm bảo truyền thông ổn định và bảo mật dữ liệu.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu cho thấy việc ứng dụng hệ thống giám sát và điều khiển tự động trạm quạt gió 6kV Tràng Khê giúp nâng cao hiệu quả vận hành và an toàn trong khai thác than hầm lò. So với các hệ thống nhập khẩu như của ABB hay PLC NANDA, hệ thống thiết kế phù hợp với cơ sở hạ tầng hiện có của mỏ, giảm chi phí đầu tư và dễ dàng bảo trì, sửa chữa.

Dữ liệu thu thập được có thể được trình bày qua các biểu đồ thời gian thực về nhiệt độ, độ rung, lưu lượng gió và điện áp, giúp người vận hành dễ dàng theo dõi và phân tích. Việc cảnh báo sớm qua đèn và còi cũng như phần mềm giám sát từ xa giúp giảm thiểu thời gian phản ứng khi có sự cố.

So với các nghiên cứu trước đây, hệ thống thiết kế có ưu điểm về tính mở, khả năng tích hợp và chi phí hợp lý, đồng thời đáp ứng yêu cầu vận hành 24/7 trong môi trường khắc nghiệt của mỏ than. Tuy nhiên, cần tiếp tục hoàn thiện các thuật toán chẩn đoán và tối ưu hóa năng lượng để nâng cao hơn nữa hiệu quả hệ thống.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Triển khai hệ thống giám sát và điều khiển tự động trạm quạt gió 6kV Tràng Khê: Thực hiện lắp đặt PLC S7-1200, cảm biến nhiệt độ, áp suất, độ rung và phần mềm SCADA WinCC trong vòng 6 tháng tới nhằm nâng cao độ tin cậy và hiệu quả vận hành.

2. Đào tạo nhân viên vận hành và bảo trì: Tổ chức các khóa đào tạo chuyên sâu về vận hành hệ thống SCADA và PLC cho đội ngũ kỹ thuật trong 3 tháng đầu sau khi lắp đặt, đảm bảo nhân viên có đủ năng lực quản lý và xử lý sự cố.

3. Xây dựng quy trình bảo trì dự phòng và cảnh báo sớm: Thiết lập quy trình bảo trì dựa trên dữ liệu giám sát, cảnh báo kịp thời các dấu hiệu hư hỏng để giảm thiểu thời gian ngừng máy và chi phí sửa chữa, áp dụng trong vòng 12 tháng.

4. Mở rộng hệ thống giám sát cho các trạm quạt gió khác trong mỏ: Sau khi đánh giá hiệu quả tại trạm Tràng Khê, triển khai mở rộng hệ thống cho các trạm quạt gió tại các khu vực khác như Hồng Thái, Tràng Khê II trong vòng 2 năm tới nhằm đồng bộ hóa quản lý và nâng cao an toàn toàn mỏ.

5. Nâng cấp và tích hợp hệ thống với trung tâm điều khiển mỏ: Phát triển phần mềm giám sát tích hợp với hệ thống điều khiển tập trung của mỏ, sử dụng mạng Ethernet cáp quang để truyền dữ liệu nhanh và bảo mật, dự kiến hoàn thành trong 18 tháng.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Kỹ sư và chuyên gia kỹ thuật điện trong ngành khai thác than: Luận văn cung cấp kiến thức chuyên sâu về thiết kế hệ thống giám sát và điều khiển trạm quạt gió 6kV, giúp nâng cao hiệu quả vận hành và bảo trì thiết bị.

2. Nhà quản lý và điều hành mỏ than: Thông tin về hệ thống SCADA và các giải pháp tự động hóa hỗ trợ quản lý sản xuất, giám sát an toàn và ra quyết định nhanh chóng trong khai thác than hầm lò.

3. Sinh viên và nghiên cứu sinh ngành kỹ thuật điện, tự động hóa: Tài liệu tham khảo thực tiễn về ứng dụng PLC, SCADA trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt, từ khảo sát hiện trạng đến thiết kế và mô phỏng hệ thống.

4. Nhà cung cấp thiết bị và giải pháp công nghiệp: Hiểu rõ yêu cầu kỹ thuật và đặc thù vận hành của trạm quạt gió trong mỏ than, từ đó phát triển sản phẩm phù hợp và tư vấn giải pháp tối ưu cho khách hàng.

Câu hỏi thường gặp

1. Hệ thống giám sát trạm quạt gió 6kV có những thông số nào được theo dõi?
   Hệ thống giám sát liên tục các thông số như nhiệt độ vòng bi, nhiệt độ cuộn dây stato, độ rung động cơ, điện áp và dòng điện ba pha, lưu lượng gió, tốc độ gió và áp suất chênh lệch. Ví dụ, cảm biến nhiệt độ giúp phát hiện quá nhiệt động cơ để cảnh báo kịp thời.

2. Lợi ích chính của việc áp dụng hệ thống SCADA trong trạm quạt gió là gì?
   SCADA giúp thu thập dữ liệu thời gian thực, giám sát và điều khiển từ xa, cảnh báo sự cố nhanh chóng, giảm thiểu thời gian ngừng máy và chi phí bảo trì. Ví dụ, khi lưu lượng gió giảm dưới ngưỡng, hệ thống sẽ tự động cảnh báo để điều chỉnh kịp thời.

3. Tại sao cần sử dụng PLC trong hệ thống điều khiển trạm quạt gió?
   PLC có khả năng xử lý logic nhanh, độ tin cậy cao, dễ lập trình và bảo trì, phù hợp với môi trường công nghiệp khắc nghiệt. PLC S7-1200 được lựa chọn vì tính mở và khả năng tích hợp với phần mềm SCADA WinCC.

4. Hệ thống có tính năng dự phòng nóng như thế nào?
   Hệ thống được thiết kế có khả năng chuyển đổi dự phòng nhanh khi có sự cố thiết bị, đảm bảo hoạt động liên tục 24/7. Ví dụ, khi một quạt gió chính gặp sự cố, quạt dự phòng sẽ được kích hoạt tự động để duy trì lưu lượng gió.

5. Làm thế nào để hệ thống hỗ trợ công tác bảo trì và nâng cao tuổi thọ thiết bị?
   Hệ thống lưu trữ dữ liệu vận hành, thống kê thời gian chạy/dừng, cảnh báo sớm các dấu hiệu hư hỏng, giúp lập kế hoạch bảo trì dự phòng hiệu quả. Ví dụ, dữ liệu rung động động cơ được phân tích để phát hiện sớm các vấn đề về vòng bi.

Kết luận

• Đã thiết kế thành công hệ thống giám sát và điều khiển tự động trạm quạt gió 6kV Tràng Khê, đáp ứng yêu cầu vận hành an toàn và hiệu quả trong khai thác than hầm lò.
• Hệ thống sử dụng PLC S7-1200 và phần mềm SCADA WinCC, giám sát liên tục các thông số quan trọng như nhiệt độ, độ rung, lưu lượng gió và điện áp.
• Thiết kế có tính mở, dễ dàng tích hợp và mở rộng cho các trạm quạt gió khác trong mỏ, giúp đồng bộ quản lý và nâng cao hiệu quả sản xuất.
• Đề xuất triển khai hệ thống trong vòng 6 tháng, đồng thời đào tạo nhân viên và xây dựng quy trình bảo trì dự phòng để tối ưu hóa vận hành.
• Kêu gọi các đơn vị khai thác than và chuyên gia kỹ thuật áp dụng giải pháp này nhằm nâng cao an toàn lao động và hiệu quả sản xuất trong ngành khai thác than hầm lò.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TRẠM QUẠT GIÓ 6KV TRÀNG KHÊ TẠI CÔNG TY THAN UÔNG BÍ – TKV 1. Vị trí lắp đặt và thông số trạm quạt gió 6KV 1. Vị trí lắp đặt Trạm quạt gió chính mức +129 khu Tràng Khê được lắp đặt và thiết kế để phục vụ công tác thông gió phục vụ thi công các diện đào lò, khai thác than mức – 150/+30 V18, V24 khu vực Tràng Khê – mỏ Tràng Bạch, công ty Than Uông Bí – TKV. Trạm quạt gió chính gồm 02 quạt gió chính kiểu trục đối lưu đảo chiều phòng nổ mã hiệu FBCDZ- 6-No 20/2x 160 do Trung Quốc thiết kế và sản xuất.

Sơ đồ mặt bằng vị trí lắp đặt quạt gió FBCDZ-6-No 20/2x 160 (KW) tại mặt bằng mức +129 khu Tràng Khê Chuyên ngành Kỹ Thuật Điện 3 Năm 2021 LUẬN VĂN THẠC SỸ Trường ĐH CN Quảng Ninh Hình 1. Bình đồ mặt bằng bố trí thiết bị tại mặt bằng +129 khu Tràng Khê, Mỏ than Tràng Bạch, công ty Than Uông Bí - TKV Chuyên ngành Kỹ Thuật Điện 4 Năm 2021 LUẬN VĂN THẠC SỸ Trường ĐH CN Quảng Ninh Chuyên ngành Kỹ Thuật Điện 5 Năm 2021 LUẬN VĂN THẠC SỸ Trường ĐH CN Quảng Ninh 1. Thông số trạm quạt gió 6kV Bảng dưới đây mô tả thông số của trạm quạt gió 6kV được thiết kế tính toán trong luận văn: Bảng 1. Bảng thông số thiết bị trong trạm quạt gió chính 6kV STT Nội dung Đơn vị Thông số kỹ thuật 1 Quạt gió - Mã hiệu FBCDZ-6-No 20/2x 160 - Số lượng Cái 02 - Đường kính quạt mm 2000 - Vật liệu làm cánh Hợp kim nhôm - Lưu lượng gió khu vực hiệu suất cao m3/s 55-95 - Áp suất tĩnh tại khu vực có hiệu suất Pa cao - Xuất sứ Trung Quốc - Năm sản suất 2019 - Kích thước ngoài DxRxC mm 16834x2944x3298 - Trọng lượng kg 20.050 2 Động cơ điện phòng nổ - Công suất kW 2x160 - Điện áp kV 6 - Điện áp định mức kV 7.2 - Cấp bảo vệ IP 54 - Tần số Hz 50 - Cấp cách điện Cấp F - Tốc độ vòng quay V/ph 980 - Cấp phòng nổ ExdiIMb - Số cấp Cấp 6 - Các vòng bi động cơ NU326C3,NU6326C3 - Độ ồn dB ≤38 - Hiệu suất làm việc % ≥85 Trọng lượng Kg 3200 3 Tủ đầu vào Tủ 02 Mã hiệu KYN28A-12 Điện áp làm việc kV 6 Điện áp điện mức kV 7,2 Dòng điện định mức A 630 Tỉ số biến dòng TI 3*200/5 Bộ ngắt mạch cao áp Kiểu chân không Chức năng bảo vệ Quá áp, sụt áp, đoản mạch, quá tải, dòng điện không cân bằng, thếu pha, chạm đất Chức năng hiển thị Hiện thị bằng màn hình tinh thể lỏng, hiện thị bằng tiếng việt và tiếng trung Thiết bị đo lường hiển thị A,V Bằng đồng hồ điện tử Cấp bảo bảo vệ vỏ ngoài IP 54 Kích thước Mm 800x1500X2300 Chuyên ngành Kỹ Thuật Điện 6 Năm 2021 LUẬN VĂN THẠC SỸ Trường ĐH CN Quảng Ninh 4 Tủ đảo chiều quay Tủ 02 Mã hiệu KYN28A-12 Điện áp kV 6 Điện áp điện mức kV 7,2 Dòng điện định mức A 630 Bộ ngắn mạch cao áp Kiểu chân không Chức năng bảo vệ Quá áp, sụt áp, đoản mạch, quá tải, dòng điện không cân bằng, thếu pha, chạm đất Cấp bảo vệ vỏ ngoài IP 54 Kích thước mm 1200x1500x2300 5 Tủ phân đoạn (tủ liên lạc) Tủ 01 Mã hiệu KYN28A-12 Điện áp làm việc kV 6 Điện áp điện mức Kv 7,2 Tỉ số biến dòng TI 3*200/5 Dòng điện định mức A 630 Bộ ngắn mạch cao áp Kiểu chân không Chức năng bảo vệ Quá áp, sụt áp, đoản mạch, quá tải, dòng điện không cân bằng, thếu pha, chạm đất Chức năng hiển thị Hiện thị bằng màn hình tinh thể lỏng, hiện thị bằng tiếng việt và tiếng trung Thiết bị đo lường hiển thị A,V Bằng đồng hồ điện tử Cấp bảo bảo vệ vỏ ngoài IP 54 Kích thước mm 800x1500X2300 6 Tủ khởi động động cơ (tủ đầu ra) Tủ 04 Điện áp kV 6 Điện áp điện mức Kv 7,2 Dòng điện định mức A 400 Tỉ số biến dòng TI 3*200/5 Bộ ngắn mạch cao áp Kiểu chân không Chức năng bảo vệ Quá áp, sụt áp, đoản mạch, quá tải, dòng điện không cân bằng, thếu pha, chạm đất Chức năng hiển thị Hiện thị bằng màn hình tinh thể lỏng, hiện thị bằng tiếng việt và tiếng trung Thiết bị đo lường hiển thị A,V Bằng đồng hồ điện tử Cấp bảo bảo vệ vỏ ngoài IP 54 Kích thước mm 1000x1500x2300 Trọng lượng Kg 500 7 Tủ đo lường Tủ 02 Mã hiệu KYN28A-12 Điện áp làm việc kV 6 Tỉ số biến dòng điện áp Kiểu 6000/100; công suất=1000a Chức năng bảo vệ Quá áp, sụt áp, đoản mạch, quá tải, dòng điện không cân bằng, thếu pha, chạm đất 8 Tủ khởi động mềm Tủ 02 Chuyên ngành Kỹ Thuật Điện 7 Năm 2021 LUẬN VĂN THẠC SỸ Trường ĐH CN Quảng Ninh Mã hiệu MVE-0070-V06-C12 Thiết bị điều khiển Có Điện áp làm việc kV 6+10% Dòng điện làm việc A 70 Tần số làm việc Hz 50 Thời gian dẫn động 1s-180s Thời gian dừng mềm s 0-240s Nguồn điện điều khiển 220V, AC Cấp bảo vệ vỏ ngoài IP 54 Chức năng bảo vệ Quá áp, sụt áp, đoản mạch, quá tải, dòng điện không cân bằng, thếu pha, chạm đất Kích thước mm 1000x1500x2300 Trọng lượng Kg 850 9 Động cơ điện điều khiển van cánh bướm đóng mở cửa gió Số lương cái 02 Công suất kW 0,55 Điện áp KV 0.4 Tần số Hz 50 Tốc độ vòng quay V/phút 1400 Hộp giảm tốc V/phút 0.

Các thiết bị trong trạm quạt gió chính 6kV Trong hệ thống trạm quạt gió chính 6kV có nhiều tủ điện có các chức năng khác nhau. Các tủ này được bố trí như hình 1.3 để tiện thao tác và giám sát trong quá trình vận hành cũng như bảo dưỡng và sửa chữa. Chuyên ngành Kỹ Thuật Điện 8 Năm 2021 LUẬN VĂN THẠC SỸ Trường ĐH CN Quảng Ninh Hình 1. Mặt bằng bố trí lắp đặt máy biến áp và các thiết bị điều khiển cho trạm quạt tại mặt bằng +129 khu Tràng Khê 1.

Tủ khởi động mềm cao áp Hình 1. Tủ khởi động mềm cao áp Chuyên ngành Kỹ Thuật Điện 9 Năm 2021 LUẬN VĂN THẠC SỸ Trường ĐH CN Quảng Ninh Trạm quạt sử dụng khởi động mềm cao áp để khởi động cho các động cơ của quạt gió, phía trước mặt tủ có các đèn hiển thị thực hiện chức năng điều khiển và giám sát các động cơ của quạt gió. Tủ khởi động mềm được điều khiển bởi hệ thống PLC trên khởi động mềm có màn hình hiển thị trạng thái làm việc của hệ thống quạt gió, các tham số cài đặt khởi động và bảo vệ. Rơ le kỹ thuật số: tính năng bảo vệ và ghi nhớ quá áp, thiếu áp, mất áp nguồn điện, bảo vệ quá dòng, không cân bằng dòng điện, thiếu pha quá tải, ngắn mạch.

Tủ đầu ra, tủ đầu vào, tủ phân đoạn, tủ đảo pha và tủ đo lường Các đầu vào, đầu ra, tủ phân đoạn, tủ đảo pha, tủ đo lường có chức năng đóng cấp nguồn điện cho hệ thống động cơ quạt gió. Phần trước mặt các tủ điều khiển động cơ có bố trí lắp đặt các nút điều khiển và hệ thống đèn tín hiệu, các rơle kỹ thuật số và đồng hồ hiển thị. Tủ đảo pha Chuyên ngành Kỹ Thuật Điện 10 Năm 2021 LUẬN VĂN THẠC SỸ Trường ĐH CN Quảng Ninh Hình 1. Tủ đầu vào Chú ý: Đèn LED tại thanh thể hiện trạng thái màu xanh thể hiện trạng thái cắt, màu đỏ thể hiện trạng thái đóng.

Tủ đo lường Chuyên ngành Kỹ Thuật Điện 11 Năm 2021 LUẬN VĂN THẠC SỸ Trường ĐH CN Quảng Ninh Hình 1. Tủ phân đoạn Chú ý: Đèn LED tại thanh thể hiện trạng thái màu xanh thể hiện trạng thái cắt, màu đỏ thể hiện trạng thái đóng. Chuyên ngành Kỹ Thuật Điện 12 Năm 2021 LUẬN VĂN THẠC SỸ Trường ĐH CN Quảng Ninh Hình 1. Tủ ra động cơ 1.

Tủ điều khiển đóng mở cửa gió Tủ điều khiển đóng mở cửa gió được lắp đặt đồng bộ với quạt gió có chức năng đóng, mở cửa gió. Phía trước mặt tủ điều khiển có bố trí lắp đặt các nút điều khiển và hệ thống đèn tín hiệu hiển thị trạng thái đóng mở cửa gió. Chuyên ngành Kỹ Thuật Điện 13 Năm 2021 LUẬN VĂN THẠC SỸ Trường ĐH CN Quảng Ninh Hình 1. Tủ điều khiển đóng mở cửa gió 1.

Sơ đồ cung cấp điện Nguồn điện 6kV cung cấp cho trạm quạt gió chính mức +129 khu Tràng Khê bao gồm hai tuyến đường dây: - Tuyến 6kV số 1 cấp điện cho trạm quạt gió chính mức +129 khu Tràng Khê lấy điện từ tuyến đường dây không 6kV AC50 Tràng Khê I xuất phát từ cầu dao cách ly cột T6 - B14-676 cấp điện cho tuyến đường cáp 6kV 3x50 + 1x10, L = 86m đến tủ đầu vào AH 05. - Tuyến 6kV số 2 cấp điện cho trạm quạt gió chỉnh mức +129 khu Tràng Khê lấy điện từ tuyến đường dây không tay 6 kV AC 70 Tràng Khê II xuất phát từ cầu dao cách ly cột T15-25-678 cáp điện cho tuyến đường cáp 6kV 3x50 + 1x1, L = 110m đến tủ đầu vào AH10. Nguồn điện cung cấp cho hệ thống chiếu sáng và van đóng mở cửa gió được lấy từ aptomat LG - 100A tại tủ điện hạ thế 0,4kV đặt tại nhà đặt thiết bị điều khiển trạm quạt: Chuyên ngành Kỹ Thuật Điện 14 Năm 2021 LUẬN VĂN THẠC SỸ Trường ĐH CN Quảng Ninh - Tại tủ đầu vào số AH 05 và AH 10 mỗi tủ có 01 biến áp tự dùng 6/220VAC 1000VA cấp điện tự dùng cho các rơle điều khiển qua bộ UBS - 1000VA. Sơ đồ nguyên lý cấp điện TBA và trạm quạt gió tại mặt bằng mức +129 khu Tràng Khê 1.

Nguyên lý làm việc của hệ thống trạm quạt 6kV -Hệ thống quạt gió sử dụng kết cấu cánh quạt hai cấp, hai cấp cánh dẫn động bởi động cơ phòng nổ có kiến tương đương nhau và có hướng quay ngược chiều nhau. Khi nhìn từ của hút gió thì cánh quạt cấp 1 quay theo chiều thuận thì cánh quạt cấp 2 quay theo chiều ngược (hoặc ngược lại). Luồng gió đi vào cánh quạt cấp 1 và đi qua cánh quạt cấp 2 rối ra ngoài. Cánh quạt cấp 2 kiêm cánh quạt tĩnh trong quạt gió trục đối lưu từ đó đạt hiệu suất và áp lực gió cao mà loại quạt gió thông thường không thể đạt được.

Lưu ý: Trước khi vận hành hệ thống trạm quạt gió chính công nhân vận hành cần phải nắm vững quy trình vận hành hệ thống và phải hiểu rõ. Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện của trạm quạt. Theo sơ đồ nguyên lý cung cấp điện bản vẽ hình 1. Thao tác vận hành phải dứt khoát, chắc chắn.