Chống tan rã hệ thống đường dây 500kV

Thứ ba, 25/11/2014 10:35

(Cadn.com.vn) - Theo các chuyên gia ngành điện, các sự cố tan rã hệ thống điện là loại sự cố nguy hiểm nhất và thường có hậu quả nghiêm trọng đối với xã hội, cả về mặt kinh tế và an ninh năng lượng.

Trong thời gian gần đây, ở Việt Nam xảy ra không ít các sự cố mất điện trên diện rộng với nhiều nguyên nhân khách quan. Điều này đã đặt ra những yêu cầu về việc nghiên cứu, rút kinh nghiệm và định hướng phát triển để đảm bảo hệ thống được vận hành an toàn, tin cậy và kinh tế.

Công nhân Cty Truyền tải điện 2 bảo dưỡng đường dây 500kV.

Sự cố trên hệ thống đường dây (ĐZ) 500kV

Mới đây, vào lúc 12 giờ 15 ngày 2-9-2014, tại trạm biến áp (TBA) 500kV Đà Nẵng đã xảy ra sự cố kháng điện làm nhảy ĐZ 500kV 572 Đà Nẵng-571 Pleiku đã gây tác động đến cả ĐZ 500kV Đà Nẵng-Dốc Sỏi-Pleiku và ĐZ 500kV 574 Đà Nẵng-547 Hà Tĩnh, làm mất liên kết hệ thống điện 500kV Bắc Nam.

Tuy nhiên chỉ hơn 40 phút sau, sự cố trên đã được ngành điện khắc phục. Sau đó không lâu, ngày 20-9-2014 thêm một sự cố khác gây ảnh hưởng đến vận hành ĐZ 500kV Đà Nẵng-Hà Tĩnh khi một rừng keo lá tràm ở xã Sơn Hải, H.Hải Lăng, Quảng Trị bị cháy nhưng nhờ có mạch 2 nên hệ thống điện quốc gia vẫn đảm bảo dòng điện không bị ảnh hưởng.

Nhiều người vẫn còn nhớ sự cố ngày 22-5-2013 trên ĐZ 500kV Di Linh-Tân Định. Sự cố xảy ra trong lúc truyền tải công suất cao làm mất liên kết hệ thống điện Bắc-Nam, gây cắt tất cả 43 tổ máy phát điện của 15 nhà máy trong hệ thống điện miền Nam, dẫn tới mất điện 22 tỉnh, thành phố phía Nam với tổng lượng công suất bị mất khoảng 9.400MW.

Ghi nhận từ thời điểm năm 2005-2009 cũng đã xảy ra một số sự cố khác trên hệ thống điện 500kV tại Việt Nam. Trong đó có sự cố xảy ra tại miền Bắc vào thời điểm 14 giờ 40 ngày 27-12-2006 làm một máy cắt tại TBA 500kV Pleiku (Gia Lai) bị hỏng, gây rã lưới toàn bộ hệ thống điện miền Bắc (từ Quảng Bình trở ra).

Sau 40 phút, hầu hết các phụ tải ở Hà Nội cũng như miền Bắc mới được cấp điện trở lại. Theo xác định, tại thời điểm trên, 2 ĐZ 500kV đoạn Đà Nẵng-Pleiku đang truyền tải điện với công suất cao ra miền Bắc để giúp tích nước cho hồ Hòa Bình và hồ Thác Bà theo kế hoạch đảm bảo điện mùa khô năm 2007 nên sự cố máy cắt trạm 500kV Pleiku đã làm gián đoạn hệ thống điện Bắc-Nam, gây mất điện trên hệ thống điện miền Bắc.

Rõ ràng những sự cố mất điện trên diện rộng xảy ra trong thời gian vừa qua là vấn đề đang được ngành điện nước ta đặc biệt quan tâm. Bởi lẽ, mặc dù đã có những đầu tư lớn trong việc quy hoạch, thiết kế cũng như lắp đặt nhiều thiết bị, nhà máy điện mới, đường dây tải điện mới, cũng như đào tạo nâng cao trình độ cho cán bộ vận hành nhưng những nguy cơ về mất điện trên diện rộng vẫn còn nguyên tính thời sự.

Đường dây tải điện 500kV Pleiku-Phú Lâm.

Làm sao để hạn chế sự cố tan rã hệ thống?

Ông Nguyễn Đăng Toản, Khoa Hệ thống điện - Trường ĐH Điện lực, lý giải các nguyên nhân của quá tải, đặc biệt là sự cố mất điện trên diện rộng: “Thông thường, một sự cố mất điện trên diện rộng là một hiện tượng phức tạp, với nhiều nguyên nhân khác nhau cùng xảy ra đồng thời. Một hệ thống điện tan rã là do quá trình mất ổn định hệ thống điện. Kết quả của một quá trình bắt đầu từ một trạng thái làm việc cân bằng, sau đó do mất ổn định góc rotor, mất ổn định tần số, mất ổn định điện áp đã làm cho các thông số trạng thái hoặc vật lý của hệ thống nằm ngoài khoảng cách cho phép. Lúc đó các thiết bị điều khiển tự động thường không đủ hoặc không kịp khôi phục lại trạng thái cân bằng mới. Các thiết bị bảo vệ sẽ lần lượt tách các phần tử nằm ngoài giới hạn chịu đựng của thiết bị làm mất ĐZ, máy phát điện... liên tục cho đến khi phân chia hoàn toàn thành các vùng, khu vực cách ly nhau”.

* Theo EVN, năm 1994 đường dây 500kV mạch 1 được đưa vào vận hành kết nối hệ thống điện Bắc - Trung - Nam có chiều dài 1.488km. Từ năm 1994-2000, tổng điện năng trao đổi giữa các miền đạt 40 tỷ kWh, đạt 13,8% tổng sản lượng điện Quốc gia. Cũng theo EVN, đến cuối năm 2013, toàn bộ hệ thống 500kV tại Việt Nam có tổng chiều dài 4.887km và 20 trạm biến áp với tổng công suất 19.350MVA.

Theo ông Toản, bản chất của các sự cố tan rã hệ thống điện trên thế giới cũng như Việt Nam, đó là sự mất cân bằng giữa khả năng phát của nguồn và nhu cầu phụ tải, dẫn đến sự phá vỡ cân bằng vật lý như cơ-điện, điện tử, cộng với sự tác động của các thiết bị điều khiển, bảo vệ rơ le làm cho hệ thống bị chia tách, cuối cùng là tan rã. Do đó, định hướng phát triển lưới điện Việt Nam là điều cần đặc biệt quan tâm.

Việt Nam là nước đang phát triển, lưới điện trải dài, phân bố phát triển không đồng đều giữa các miền. Để đảm bảo đủ nguồn điện, cần phải quy hoạch phát triển các nguồn điện gần nguồn nguyên liệu như thủy điện, khí, than. Bên cạnh đó, để giảm bớt lượng công suất truyền tải thì cần quy hoạch các nguồn điện gần trung tâm phụ tải, nhất là việc xây dựng các nhà máy nhiệt điện chạy than.

Một xu hướng tất yếu của sự phát triển hệ thống là phải sử dụng các nguồn phân tán và năng lượng tái tạo như thủy điện nhỏ, gió, mặt trời. Ông Nguyễn Đăng Toản lý giải, khi phụ tải còn chưa phát triển, hệ thống điện 500kV đóng vai trò là hệ thống liên kết nhưng ngày nay khi phụ tải tăng cao, lưới điện 500kV lại đóng vai trò như lưới điện truyền tải, do đó sẽ ngày càng quá tải.

Việc tất cả các nhà máy lớn liên kết vào hệ thống 500kV làm cho hệ thống bị quá tải sẽ dẫn đến dòng sự cố lớn. Vì thế, việc quy hoạch lại nguồn, lưới điện để trả lại vai trò là lưới liên kết hệ thống giữa các miền Bắc-Trung, Trung-Nam là hết sức cấp thiết. Điều quan trọng là cần phải nâng cao khả năng truyền tải của các lưới điện 220kV hiện có bằng việc phân pha dây dẫn, lắp đặt thêm thiết bị bù, đặc biệt là bù dọc cũng như cân nhắc các yếu tố sử dụng các thiết bị bù hiện đại như SCV, TCSC hoặc HVDC.

Phát triển hệ thống phân phối theo hướng thông minh, tiết kiệm năng lượng, tận dụng tối đa nguồn năng lượng tái tạo, phân tán. Ứng dụng ngày càng nhiều hệ thống thông tin-truyền thông trong quản lý, vận hành, điều khiển lưới điện phân phối.

Phương Kiếm