NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CÁCH ĐIỆN SO VỚI ĐẤT CỦA MẠNG HẠ ÁP 660V MỎ THAN HẦM LÒ VÙNG HÒN GAI TS. Nguyễn Hanh Tiến, ThS. Ngô Thanh Tuấn: (Trường Đại học Mỏ - Địa chất) Tóm tắt Nội dung của bài báo này trình bày tóm tắt các kết quả nghiên cứu thực nghiệm xác định các thông số cách điện mạng hạ áp 660V vùng Hòn Gai. Đặt vấn đề Để tăng sản lượng khai thác than hầm lò, trong những năm gần đây theo chỉ đạo của Tập đo àn công nghiệp than và khoáng sản Việt Nam, tất cả các mỏ than hầm lò Quảng Ninh đồng loạt thực hiện nâng cấp điện áp mạng hạ áp trong hầm lò lên 660V. Khi v ận hành mạng điện hạ áp 660V trong điều kiện môi trường mỏ khắc nghiệt, thiết bị làm việc đã qua nhiều năm sử dụng, . nguy cơ điện giật và n ổ mỏ do dòng điện rò gây ra sẽ có xu hướng tăng. Để nghi ên cứu xác định điều kiện đảm bảo an toàn điện giật và phòng chống cháy nổ khi vận hành mạng hạ áp mỏ 660V, trước hết cần phải nghiên cứu xác định được các thông số cách điện của các mạng điện n ày. Chính vì v ậy, nghiên cứu xác định các thông số cách điện so với đất của mạng hạ áp 660V mỏ than hầm lò vùng Hòn Gai là rất cấp thiết. Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu bằng phương pháp đo thực nghiệm, sử dụng công cụ tính hiện đại - phần mềm Microsoft Excel tính toán theo phương pháp xác suất thống kê. Các nội dung nghiên cứu a) Đo, thu thấp số liệu thực nghiệm Có nhiều phương pháp đo khác nhau [2], qua phân tích so sánh ưu nhược điểm của chúng chọn phương pháp đo thông số cách điện mạng hạ áp do giáo sư tiến sỹ khoa học L.V. Gladilin đề xuất (c òn gọi là phương pháp MGI) được cho tr ên hình 1. Hình 1. Sơ đồ đo theo nguyên tắc của phương pháp MGI Khi cho 1 pha ngắn mạch xuống đất (ví dụ pha A), thì dòng ngắn mạch của pha này được xác định theo công thức: (1) Điện áp pha A (khi không bị ngắn mạch) so với đất được xác định: (2) Chia (1) cho (2), nhận được tổng dẫn cách điện của mạng so với đất, ở dạng số phức: (3) và dưới dạng hiệu dụng: (4) Để xác định Gcđ, Bcđ, khi đo cần đưa thêm vào sơ đồ điện dẫn tác dụng phụ gp (nếu dung dẫn cách điện trong mạng nổi trội) hoặc điện dẫn phản kháng phụ bphụ (nếu điện dẫn tác dụng cách điện trong mạng nổi trội) và đo điện áp phụ Uphụ của pha so với đất. Khi đưa vào mạch đo điện dẫn phụ hay dung dẫn phụ th ì tổng dẫn cách điện của mạng điện được xác định theo các công thức sau: • Khi đưa vào mạch đo điện dẫn phụ gphu: (5) • Khi đưa vào mạch đo dung dẫn phụ bphu: (6) Các thành phần cần tìm của tổng dẫn cách điện toàn phần được xác định theo các biểu thức sau: • Khi đưa vào mạch đo điện dẫn phụ gphụ: (7) • Khi đưa vào mạch đo dung dẫn phụ bphu: (8) • Vậy, tại lần đo thứ i sẽ cho tương ứng các giá trị: I(f-0).i, U(f-0).i, Uphu.i (Uphu.i là giá tr ị đo được khi đưa vào mạch đo dung dẫn phụ bphu). Với các giá trị này, tính được: (9) b) Xây dựng hàm phân bố tần suất các thông số cách điện của mạng hạ áp và xác định khoảng giá trị ổn định của các thông số cách điện này. Ứng dụng hàm Frequency trong Excel, tính toán được số lần xuất hiện của các thông số cần nghiên cứu với khoảng chia cho trước. Từ đó xác định được tần suất của đại lượng đó bằng cách lấy số lần xuất hiện chia ch o tổng số phép đo. Từ đó, xây dựng được đồ thị phân bố tần suất của các thông số cách điện của mạng hạ áp nhờ tính năng Histogram trong Analysis ToolPak của Excel. Kết quả nghiên cứu Đồ thị phân bố tần suất các thông số cách điện P(Rcđ), P(Zcđ), P(Xcđ) củ a các m ạng hạ áp 660V mỏ than hầm lò khu vực Hòn Gai cho trên hình 2; đồ thị phân bố tần xuất P(Gcđ), P(Ycđ), P(Bcđ) cho trên hình 3; còn đồ thị phân bố tần suất P(Ccđ) cho trên hình 4. D ựa vào đồ thị phân bố tần suất trên hình 2, 3, 4, xác định được khoảng giá tr ị ổn định của các thông số cách điện của mạng hạ áp cho trong bảng 1. Hình 2. Đồ thị phân bố tần suất của các thông số cách điện 1- Hàm P(Rcđ); 2- P(Zcđ); 3- P(Xcđ) Hình 3. Đồ thị phân bố tần suất của Gcđ, Ycđ, Bcđ: 1- Hàm phân b ố P(Gcđ); 2- Hàm phân bố P(Ycđ); 3- Hàm phân b ố P(Bcđ) Bảng 1. Khoảng giá trị ổn định các thông số cách điện của mạng 660V mỏ hầm lò. Kết luận Trên cơ sở kết quả nghiên cứu trong bảng 1, có thể xác định được giá trị dòng điện rò khi người chạm phải một pha của mạng hạ áp 660V của vùng Hòn Gai, t ức là xác định được mức độ nguy hiểm điện giật đối với con người khi vận h ành mạng hạ áp này; và cũng từ kết quả này, cho phép xác định được nấc bù hợp lý của rơ le rò. Tài liệu tham khảo [1] Nguyễn Anh Nghĩa (1997), An toàn điện mỏ, Bài giảng cho học viên cao Hình 4. Đồ thị phân bố tần suất điện dung cách điện Ccđ. học ngành Hệ thống điện, Cung cấp điện và Điện khí hóa, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội. [2] Glađilin L.V, Sutski V.I, Bashezev Iu.G, Trebotraev N.I (1977), An toàn điện trong công nghiệp khai thác mỏ. Mátxcơva, “Nheđra” (nguyên bản tiếng Nga). [3] L.Z. Rumshiski (1971), Phương pháp toán học xử lý các số liệu thực nghiệm, Mátxcơva, “Nauka” (nguyên bản tiếng Nga). . nghiên cứu xác định được các thông số cách điện của các mạng điện n ày. Chính vì v ậy, nghiên cứu xác định các thông số cách điện so với đất của mạng hạ. 4, xác định được khoảng giá tr ị ổn định của các thông số cách điện của mạng hạ áp cho trong bảng 1. Hình 2. Đồ thị phân bố tần suất của các thông số cách