Hội thảo “Các giải pháp giảm dòng ngắn mạch trên lưới điện truyền tải” tại Viện Năng lượng

Buổi hội thảo có tính chất gợi mở để các đại biểu trao đổi thẳng thắn về một vấn đề kinh điển, nhưng mang tính thời sự của hệ thống điện Việt Nam hiện nay –    Dòng điện ngắn mạch. Hầu hết các công trình đường dây và trạm biến áp trên lưới truyền tải đang triển khai tại 2 đầu phụ tải Hà Nội, TP. Hồ Chí Minh đều gặp vấn đề dòng ngắn mạch tăng quá cao, vượt ngưỡng quy định hiện hành 40 kA.

Mở đầu buổi hội thảo, KS. Nguyễn Mạnh Cường – Nghiên cứu viên phòng Phát triển Hệ thống điện, Viện Năng lượng đã trình bày các nội dung: khái quát về các văn bản quy phạm pháp luật hiện hành liên quan đến dòng điện ngắn mạch; phương pháp luận để lựa chọn các giải pháp giảm dòng ngắn mạch; kinh nghiệm quốc tế đối phó với dòng ngắn mạch tăng cao; các lợi ích và chi phí khi áp dụng giải pháp giảm dòng ngắn mạch; cuối cùng là tính toán kiểm tra và kiến nghị  một số giải pháp đối với lưới điện khu vực Hà Nội. Theo nội dung bài tham luận, các đường dây truyền tải ngày càng có xu hướng thiết kế nhiều mạch, sử dụng dây phân pha tiết diện lớn, dẫn đến tổng trở đường dây có xu hướng giảm. Điện áp ngắn mạch UN % của máy biến áp không thể tăng quá cao. Do đó, cấu hình lưới điện là yếu tố quyết định đến độ lớn của dòng ngắn mạch. Sử dụng kháng nối tiếp phân đoạn thanh cái hoặc lắp đặt phía đầu đường dây chỉ là giải pháp tình thế khi không có giải pháp nào khác. Tham luận cũng đưa ra 3 ví dụ về giải pháp giảm dòng ngắn mạch tại trạm biến áp 500 kV Tucuri (Brazil), 500 kV Si Jing (Trung Quốc) và đi sâu phân tích hệ thống điện truyền tải tại Tokyo (Nhật Bản). Đối với lưới điện khu vực Hà Nội, khi hệ thống điện 500 kV bao quanh Thủ đô đủ mạnh, vận hành hở hệ thống 220kV là giải pháp khả thi nhất, kinh tế nhất, tránh được việc phải nâng cấp hàng loạt các TBA 220 kV hiện hữu và tránh phải đầu tư cho các thiết bị đóng cắt dòng điện ngắn mạch cao. Cấu hình thanh cái 3/2 hiện nay của các trạm 500-220 kV có thể không còn phù hợp tại các trung tâm phụ tải do tính linh động trong vận hành không cao, cần nghiên cứu sơ đồ 2 hoặc 4 phân đoạn thanh cái để khi cần thiết có thể tách trạm ra làm 2 phần riêng biệt có liên hệ qua máy cắt liên lạc. Vấn đề phát sinh khi vận hành hở lưới truyền tải sẽ làm giảm độ tin cậy cung cấp điện. Vì vậy, khi vận hành hở lưới 220kV, vấn đề quan trọng là hệ thống điều khiển bảo vệ phải đủ mạnh để có thể giảm thiểu thời gian mất điện của phụ tải khi sự cố.
Tiếp đó, ThS. Phùng Văn Cường, Phó Giám đốc Trung tâm Tư vấn thiết kế và chuyển giao công nghệ – Viện Năng lượng đã trình bày một số giải pháp cụ thể tại trạm 220kV Tây Hà Nội, trong đó có giải pháp đặt kháng điện phân đoạn thanh cái 220kV hoặc nâng cấp ngưỡng chịu đựng dòng ngắn mạch của thiết bị.

Các đại biểu đã có những tranh luận sôi nổi sau khi nghe 2 tham luận. Theo TS.  Nguyễn Đức Cường, Phó Tổng Giám đốc Tổng Công ty Truyền tải điện quốc gia, triết lý về phát triển lưới điện là điều tối quan trọng khi xây dựng cấu hình lưới. Câu hỏi đặt ra là một đường dây xây mới rất tốn kém và khó khăn, sau đó chỉ để vận hành hở mạch liệu có thỏa đáng; phải chấp nhận độ tin cậy lưới điện đến bao nhiêu, từ đó xác định việc nối vòng như thế nào cho phù hợp.
Ông Lưu Việt Tiến, người đã có thâm niên thẩm định các dự án lưới điện truyền tải, đề nghị tập trung sâu vào giải pháp tách lưới, trong đó triết lý kết lưới cần được xác định rõ; cần nghiên cứu vai trò của các máy biến áp liên lạc tại các trung tâm nhiệt điện lớn đối với việc truyền tải công suất trong chế độ bình thường và sự đóng góp dòng lớn khi xảy ra ngắn mạch.
Đại diện A0, ông Lê Hải Đăng, nhận định A0 đã phải đối mặt với vấn đề dòng điện ngắn mạch tăng cao từ năm 2005, tại khu vực nhiệt điện Phú Mỹ vượt quá 40 kA, Phú Lâm quá 31,5 kA và đã phải vận hành tách thanh cái tại hai trạm. Đến thời điểm này đã tách thêm trạm Nhà Bè. Ở miền Bắc, phải tách thanh cái tại sân phân phối nhiệt điện Phả Lại 2, tuy nhiên gặp nhiều khó khăn do sân được thiết kế theo sơ đồ 3/2. Sắp tới, khi có nhiều nguồn điện lớn vào vận hành, vấn đề dòng ngắn mạch sẽ trở nên rất nan giải. Theo ông Đăng, bài toán về dòng ngắn mạch cần phải được giải quyết ngay trong giai đoạn quy hoạch chứ không phải như hiện nay là phê duyệt quy hoạch xong rồi mới tìm phương án giải quyết dòng ngắn mạch.

ThS. Nguyễn Thế Thắng, Trưởng phòng Phát triển Hệ thống điện – Viện Năng lượng, nhận định đã đến lúc phải thay đổi tư duy về phát triển lưới điện. Vài năm trước, quan điểm vận hành hở lưới điện truyền tải 220 kV sẽ bị phản đối do nhận thức khá cứng nhắc về tiêu chí N-1 và N-2. Cứ quan niệm như vậy thì sớm hay muộn hệ thống cũng phải đối mặt với dòng điện ngắn mạch tăng cao. Lưới truyền tải 220 kV theo Quy hoạch điện 7 có cấu trúc mạch lạc, rõ ràng và đã chuẩn bị cho phương án vận hành hở tại một số điểm phân công suất khu vực Hà Nội và TP. Hồ Chí Minh. Mỗi đường dây dự kiến xây mới đều được cân nhắc kỹ về vai trò cấp điện cũng như tính khả thi của hành lang tuyến. Cũng theo ThS. Nguyễn Thế Thắng, vấn đề nổi cộm trong tương lai là dòng ngắn mạch lớn trên lưới 500kV, nhất là khu vực miền Nam, có thể sẽ phải tách hở một số đường dây 500 kV để tránh dòng ngắn mạch vượt ngưỡng 63 kA.
Kết luận buổi hội thảo, TSKH. Trần Kỳ Phúc, Phó Viện trưởng Viện Năng lượng đã đánh giá cao sự quan tâm của lãnh đạo Tổng Công ty Truyền tải điện quốc gia, Trung tâm Điều độ hệ thống điện quốc gia đối với công tác quy hoạch, thiết kế của Viện và hy vọng vào sự hợp tác nhiều hơn nữa trong tương lai gần. Các ý kiến đóng góp trong hội thảo sẽ được tiếp thu, nghiên cứu và là cơ sở quan trọng để trình Bộ Công Thương trong khuôn khổ đề tài nghiên cứu khoa học năm 2011.
Quý độc giả nếu có ý kiến đóng góp về vấn đề trên, xin liên hệ theo địa chỉ: KS. Nguyễn Mạnh Cường, phòng Phát triển Hệ thống điện – Viện Năng lượng. Số 6, Tôn Thất Tùng, Hà Nội. Email: cuongoe@gmail.com