Lượng hóa sản lượng điện năng tổn thất giảm được trên đường dây 220 và 500kV sau khi vệ sinh chuỗi cách điện ở PTC4

Công ty Truyền tải điện 4 hiện đang quản lý vận hành tổng chiều dài đường dây hơn 7.600 km với 2.256,98 km đường dây 500kV và 5.346,69 km đường dây 220kV. Bên cạnh mục tiêu hàng đầu là đảm bảo vận hành cung cấp điện tin cậy và liên tục thì Công ty còn có nhiệm vụ thực hiện giảm thiểu tổn thất điện năng truyền tải trên lưới điện 220kV và 500kV xuống dưới mức 1,00% - là một chỉ tiêu đặc biệt quan trọng của Công ty đã được Tổng Công ty Truyền tải điện Quốc gia giao thực hiện trong năm 2022.

Với đặc thù lưới điện quản lý nằm chủ yếu trên địa bàn thuộc miền Tây nam Bộ và một phần miền Đông nam Bộ, từ tỉnh Bình Phước, Đồng Nai trãi dài đến tỉnh Cà Mau cuối cùng của Việt Nam, đi qua các khu công nghiệp lớn và kinh tế trọng điểm sầm uất phía Nam nước ta là thành phố Hồ Chí Minh, tỉnh Đồng Nai, tỉnh Bình Dương, tỉnh Long An trong môi trường thường xuyên có nhiều bụi bẩn do tốc độ phát triển cơ sở hạng tầng và công nghiệp hóa cao. Ngoài ra, một phần không nhỏ khối lượng đường dây truyền tải điện còn trãi rộng khắp trên miền Tây nam Bộ chịu hơi ẩm của sông nước, trên vùng ven biển và cận ven biển chịu ảnh hưởng nặng nề của khói bụi công nghiệp và sương muối mặn quanh năm từ gió biển và gió mùa Tây Nam ẩm ướt ở miền Tây nam Bộ mang đặc thù của vùng nhiệt đới ẩm gió mùa (khu vực tỉnh Cà Mau, Bạc Liêu, Trà Vinh, Bến Tre, An Giang, Bà Rịa Vũng Tàu…). Ngày qua ngày, bụi bẩn và sương muối trong môi trường bám dần lên các vật liệu truyền dẫn điện (thiết bị và dây dẫn) làm tăng quá trình Ôxy-hóa gây lão hóa nhanh vật liệu. Bên cạnh đó bụi bẩn và sương muối còn bám chặt lên bề mặt cách điện đặc biệt là bám trên chuỗi cách điện của đường dây 220 và 500kV trong và lân cận các vùng môi trường ô nhiễm; Các bụi bẩn và sương muối còn tạo ra các ion dẫn điện trên bề mặt chuỗi cách điện, gây ra hiện tượng vầng quang điện và dòng điện rò trên chuỗi cách điện đường dây làm thoát dòng điện và công suất từ hệ thống điện xuống đất, gây ra tổn thất điện năng liên tục trên các đường dây này cho đến khi tất cả bụi bẩn trên chuỗi cách điện được vệ sinh sạch sẽ. Tính trung bình hằng năm có hàng chục nghìn chuỗi cách điện bị môi trường ô nhiễm gây ra nhiễm bẩn cách điện ở nhiều cấp độ khác nhau, kèm theo đó là các hiện tượng vật lý như vầng quang điện, tiếng ồn đặc trưng là có dòng điện rò trên bề mặt cách điện bị nhiễm bẩn.   

Vệ sinh sứ cách điện đường dây bằng xịt nước áp lực cao.  

Hiện nay, các phương pháp vệ sinh để làm sạch bề mặt chuỗi cách điện để triệt tiêu dòng rò và vầng quang điện trên đường dây truyền tải là lau sứ truyền thống và rửa cách điện online bằng nước áp lực cao đã khử ion, đã làm giảm tổn thất điện năng trên đường dây 500 và 220kV – cũng là một trong những chỉ tiêu quan trọng được Công ty giao nhiệm vụ cho các Đội Truyền tải điện thực hiện. Do đó, để tính lượng hóa được sản lượng điện năng tổn thất giảm được trên đường dây 220 và 500kV gây ra bởi dòng rò sau khi thực hiện vệ sinh chuỗi cách điện, Công ty đã nghiên cứu và ban hành hướng dẫn “phương pháp tính lượng hóa sản lượng điện năng tổn thất giảm được trên đường dây 220 và 500kV gây ra bởi dòng rò sau khi thực hiện vệ sinh chuỗi cách điện” để từng Đội quản lý đường dây thực hiện theo dõi, kiểm tra nhiễm bẩn cách điện thường xuyên (thông qua các hiện tượng vật lý, hình ảnh corona ghi nhận được) để lập kế hoạch vệ sinh cách điện và cập nhật tính toán thường xuyên, là thước đo để từng Đơn vị quản lý đường dây phấn đấu thực hiện đạt chỉ tiêu về giảm tổn thất điện năng được giao.

Cụ thể về các bước thực hiện tính toán lượng hóa sản lượng điện năng tổn thất giảm được trên đường dây 220 và 500kV sau khi thực hiện vệ sinh chuỗi cách điện như sau:

B1 - Xác định tên đường dây, tổng số chuỗi cách điện trên đường dây đó, ưu tiên chọn đường dây có nhiễm bẩn cao trước

(ví dụ 220kV Duyên Hải – Trà Vinh, có 1464 chuỗi cách điện, nằm trên vùng ven biển và cận ven biển – khu vực nhiễm bẩn cao và sương muối quanh năm; sau khi nhiễm bẩn 30 ngày thì toàn bộ chuỗi cách điện trên đường dây đã được vệ sinh sạch.)

B2 – Xác định số lượng chuỗi cách điện bị nhiễm bẩn theo từng mức độ nhiễm bẩn của chuỗi cách điện dựa trên các hiện tượng đã và đang diễn ra trên chuỗi cách điện đó, đã và đang xảy ra trong thời gian bao lâu.

(ví dụ minh hoạ: Đường dây 220kV Duyên Hải – Trà Vinh, kể từ thời điểm vệ sinh chuỗi cách điện gần nhất vào ngày 25/03/2022 đến 25/04/2022 – 30 ngày; căn cứ vào kết quả ghi nhận âm thanh và hình ảnh của những lần kiểm tra đường dây, hiện tại có 165 chuỗi cách điện đang nhiễm bẩn cấp 4, có 168 chuỗi cách điện đang nhiễm bẩn cấp 3,  có 1131 chuỗi cách điện đang nhiễm bẩn cấp 2.

B3 – Xác thời gian xảy ra nhiễm bẩn, điện năng tổn thất đơn vị (kWh) tương ứng với mức độ nhiễm bẩn của chuỗi cách điện đó.

Điện năng tổn thất gây ra bởi dòng rò, vì dòng rò cũng chính là dòng điện không mong muốn đã gây ra thoát dòng và công suất ra ngoài hệ thống lưới điện, vì vậy gây ra tổn thất điện năng: công thức P = U*I*Cosφ, trong đó U: điện áp pha-đất (220kV/√3 cho đd 220kV hoặc 500kV/√3 cho đd 500kV), I : dòng rò mA áp dụng theo độ lớn thực nghiệm đã ghi sẵn trong bảng theo từng mức độ nhiễm bẩn, Cosφ cho xấp xỉ = 1; ta tính được công suất tổn thất đơn vị theo từng mức độ nhiễm bẩn (dòng rò).  

(ví dụ: như trên đã xác định thời gian xảy ra nhiễm bẩn của chuỗi đã được 30 ngày = 24 giờ * 30 ngày = 720 giờ; tương ứng điện năng tổn thất đơn vị (kWh) của 165 chuỗi cách điện đang nhiễm bẩn cấp 4 là 1.9kWh, của 168 chuỗi cách điện đang nhiễm bẩn cấp 3 là 1.3kWh,  của 1131 chuỗi cách điện đang nhiễm bẩn cấp 2 là 0.636kWh.

B4 – Thực hiện phép tính nhân kết quả cho sản lượng điện tổn thất do sứ bẩn 1 tháng (kWh), (d) = (a)*(b)*(c):

B5 – Thực hiện cộng gộp kết quả tính ở cột (d), cho ta kết quả sản lượng tổn thất điện năng do dòng rò gây ra bởi chuỗi cách điện bị nhiễm bẩn trong vòng 01 tháng là: 898.210 kWh:

  • Thực hiện điền tất cả các thông số trên vào bảng, ta có như sau:

Mức độ

Dòng rò (mA)

Điện năng tổn thất (kWh) tối đa trên 01 chuỗi cách điện 220kV

số lượng chuỗi cách điện nhiễm bẩn

số giờ bị nhiễm bẩn trong 1 tháng (giờ)

sản lượng điện tổn thất do sứ bẩn 1 tháng (kWh)

 

 

(a)

(b)

(c)

(d) = (a)*(b)*(c)

1

0-2

0.254

0

720

                                                   -   

2

3-5

0.636

1131

720

517,776

3

5-10

1.3

168

720

153,822

4

10-15

1.9

165

720

226,613

5

15-100

12.7

 0

 

 

 

Cộng gộp:

898,210

B6 – Thực hiện báo cáo số liệu:

  • Như vậy, sau 30 ngày chuỗi cách điện nhiễm bẩn như trên, toàn đường dây đã được vệ sinh cách điện sạch, thì sản lượng điện năng tổn thất gây ra bởi sự nhiễm bẩn (dòng rò) đã được làm giảm 898.210 kWh.
  • Báo cáo số liệu trên, kèm theo hình ảnh ghi nhận của chuỗi cách điện  trước và sau khi vệ sinh cách điện đường dây. 

Hằng tháng, quý, các Đơn vị quản lý thực hiện kiểm tra vận hành ngày, đêm và vệ sinh cách điện đường dây, đảm bảo vận hành tin cậy và thực hiện giảm tổn thất điện năng được giao.

Phương pháp tính trên làm cơ sở để đánh giá hiệu quả trong công tác giảm tổn thất điện năng cho từng Đơn vị, khen thưởng và khuyến khích các Đơn vị đã làm tốt trong công tác quản lý vận hành và thực hiện giảm tổn thất điện năng.

Bên dưới đây là các Bảng về mối tương quan giữa các thông sô kỹ thuật với các hiện tượng xảy ra trên đường dây truyền tải điện, đánh giá mức độ và hướng xử lý liên quan cho cách điện nhiễm bẩn đã được kiểm chứng thực nghiệm trong quá trình vận hành để các Đơn vị tra cứu thực hiện, cụ thể:

BẢNG 01:
TƯƠNG QUAN GIỮA ĐIỆN NĂNG TỔN THẤT
 VÀ MỨC NHIỄM BẨN TRÊN CHUỖI CÁCH ĐIỆN 220kV

Mức độ

Dòng rò (mA)

Điện năng tổn thất (kWh) tối đa trên 01 chuỗi cách điện 220kV

Hiện tượng

Số bát cách điện bị phóng điện tương ứng (bát)

Mức độ nguy hiểm

1

0-2

0.254

Không nghe tiếng phóng (rò) điện

-

Bình thường

2

3-5

0.636

Có nghe tiếng phóng (rò) điện rè rè nhẹ

-

Tiền cảnh báo

3

5-10

1.3

Xuất hiện những đốm sáng

1-5 bát cách điện rời rạc

Cảnh báo

4

10-15

1.9

Có nhiều đóm sáng lập lòe

5-10 bát cách điện liên tục

Tiền nguy hiểm

5

15-100

12.7

Xuất hiện phóng điện cục bộ

>10 bát cách điện liên tục

Nguy hiểm

BẢNG 02:
TƯƠNG QUAN GIỮA ĐIỆN NĂNG TỔN THẤT
VÀ MỨC NHIỄM BẨN TRÊN CHUỖI CÁCH ĐIỆN 500kV

 

 

 

 

 

 

Mức độ

Dòng rò (mA)

Điện năng tổn thất (kWh) tối đa trên 01 chuỗi cách điện 500kV

Hiện tượng

Số bát cách điện bị phóng điện tương ứng (bát)

Mức độ nguy hiểm

1

0-2

0.578

Không nghe tiếng phóng (rò) điện

-

Bình thường

2

3-5

1.445

Có nghe tiếng phóng (rò) điện rè rè nhẹ

-

Tiền cảnh báo

3

5-10

2.9

Xuất hiện những đốm sáng

1-5 bát cách điện rời rạc

Cảnh báo

4

10-15

4.3

Có nhiều đóm sáng lập lòe

5-10 bát cách điện liên tục

Tiền nguy hiểm

5

15-100

28.9

Xuất hiện phóng điện cục bộ

>10 bát cách điện liên tục

Nguy hiểm

 

 


  • Nguyễn Tấn Đạt - Phòng KT - PTC4