Tôi xin phép trả lời ý kiến của bạn Sphinx theo thứ tự từ cuối lên đầu:
1. Bạn Shinx nói: " Một thỉnh cầu nữa, mong bác chấp thuận cho tôi có
quyền phản biện được không ạ?".
Tôi vô cùng ngạc nhiên trước lời nói này của bạn. Quyền phản biện
là quyền tự do của mọi người, không kẻ nào có quyền chấp thuận hay không chấp
thuận. Chỉ có những kẻ không hiểu hoặc cố tình không hiểu chân lý và sự thật
thì mới không chấp nhận phản biện. Đương nhiên những kẻ không chấp nhận phản
biện là những kẻ tự giết mình.
Còn tôi, là người rất thích phản biện. Hội Tư vấn khoa học Công nghệ và Quản lý
thành phố HCM HASCON, mà tôi là Chủ tịch, là một tổ chức tư vấn của hơn 300 Nhà
khoa học, nhiệm vụ quan trọng hàng đầu của công tác tư vấn là công tác phản
biện. Hàng ngày hàng giờ chúng tôi phản biện người khác và lắng nghe người khác
phản biện mình. (Mời các bạn ghé thăm trang Web hacon.net để có thể tìm hiểu
các hoạt động tư vấn và phản biện của Hội HASCON).
Tóm lại, tôi rất hoan nghênh và trân trọng các phản biện của bạn Shinx và của
mọi người.
2. Bạn Shinx nói: "Xin nói thêm, ngắn mạch trên đường dây 500 kV không thể
coi là ngắn mạch đầu cực máy phát vì nó ít nhất phải qua một lần biến áp.
Trường hợp ngắn mạch trên thanh cái 500 kV của một nhà máy nào đấy thì cùng lắm
coi là ngắn mạch đầu cực nhà máy đấy".
Trả lời:
Để đơn giản và dễ hiểu, chúng ta thử tính ngắn mạch trên đường dây 500KV cho
một máy phát điện, có công suất Pmf =1000 MW, cos(phi) = 1, nối với đường dây
500KV qua 2 lần biến thê 10,5KV/220KV, 1000 MVA và 220KV/500KV, 1000MVA, điểm
ngắn mạch trên đường dây 500KV, cách thanh cái 500KV của máy biến áp là 100Km.
Vì hệ thống điện bao gồm nhiều cấp điện áp khác nhau, cho nên để thuận tiện cho
tính toán, trong tính toán ngắn mạch, người ta chọn điện áp cơ bản và công suất
cơ bản, sau đó các thông số của các phần tử trong bài toán được tính theo đơn
vị tương đối, là tỷ số giữa giá trị thật và giá trị cơ bản.. Hơn nữa để đơn
giản tính toán, điểm ngắn mạch ở cấp điện áp nào thì chọn cấp điện áp ấy làm
điện áp cơ bản.
- Chọn công suất cơ bản Scb = 1000 MVA, điện áp cơ bản Ucb = 500 KV.
- Như vậy Trở kháng cơ bản là: Xcb = Ucb x Ucb / Scb = 500KV x 500 KV/ 1000MVA
= 250 Om.
- Tính trở kháng tương đối của máy phát điện xd:
+ Tính trở kháng thực của máy phát điện Xd.1:
Xd.1 = xd% x (Umf x Umf) / Smf
Trong đó xd% = 100%
+ Tính trở kháng thực của máy phát điện khi quy đổi lên cấp điện áp 500 KVXd.2:
Xd.2 = Xd.1 x (U2 x U2) / (U1 x U1) = Xd.1 x (500KV x 500KV) / (Umf x Umf)
= xd% x [(Umf x Umf) / Smf] x [(500KV x 500KV) / (Umf x Umf)]
= 100% x 500 KV x 500 KV / Smf = 250 Om
+ Tính trở kháng tương đối của máy phát điện xd:
xd = Xd.2 / Xcb = 250 /250 = 1
- Tính trở kháng tương đối của máy biến thế xbt:
+ Cách tính cũng tương tự như tính cho máy phát điện, trong dó thay xd% bằng
uk%.
+ Thông thường uk% của MBT 220/10,5 KV và MBT 500KV/220 KV đều bằng 12%
+ Kết quả: MBT 220/10,5 KV: xbt1 = 0.12
+ Kết quả: MBT 500/220 KV: xbt1 = 0.12
- Tính trở kháng tương đối của đoạn đường dây 500KV dài 100 Km xl:
+ Cảm kháng của đường dây 500 KV thường là 0,3 Om/Km
+ Cảm kháng của đường dây 500 KV dài 100 Km là: 0,3 x 100 = 30 Om
+ Trở kháng tương đối của đoạn đường dây 500KV dài 100 Km xl là:
30 Om / 250 Om = 0.12
- Bây giờ chúng ta tính Dòng ngắn mạch Inm trong 4 trường hợp:
+ Ngắn mạch trên thanh cái Máy phát:
Inm = U / xd = 1 / 1 = 1
+ Ngắn mạch trên thanh cái Máy Biến thế 220KV:
Inm = U / (xd + xbt1) = 1 / (1 + 0,12) = 0.893
(bằng 89,3% của dòng Ngắn mạch trên thanh cái Máy phát)
+ Ngắn mạch trên thanh cái Máy Biến thế 500KV::
Inm = U / xd = 1 / (1 + 0,12 + 0,12) = 0,807
(bằng 80,7% của dòng Ngắn mạch trên thanh cái Máy phát)
+ Ngắn mạch trên đường dây 500KV, cách thanh cái 500KV của máy biến áp là
100Km:
Inm = U / xd = 1 / (1 + 0,12 + 0,12 +0,12) = 0 ,735
(bằng 73,5% của dòng Ngắn mạch trên thanh cái Máy phát)
- Qua ví dụ này, chúng ta thấy, Dòng Ngắn mạch trên đường dây 500KV, cách thanh cái 500KV của máy biến áp là 100Km, bằng 73,5% của dòng Ngắn mạch trên thanh cái Máy phát.
3. Tại sao ngắn mạch trên đường dây chung 500 KV Bắc Nam, mà miền Nam thì rã
HTĐ, còn miền Bắc thì không hề hấn gì?
Trong bài # 39 tôi đã viết ở mục 8: Có 2 lý do:
- Điểm ngắn mạch: ở ngay trung tâm HTĐ mền Nam, gần như trên cực của các Máy
phát, đó là ngắn mạch vô cùng nghiêm trọng, còn đối với HTĐ miền Bắc, điểm ngắn
mạch cách xa 1500 Km, trở kháng của đoạn đường dây 1500Km là rất lớn, dòng điện
ngắn mạch là rất nhỏ, không đủ để các máy cắt ở miền bắc tác động cắt điện. Để
biêt chi tiêt hơn xin mời các bạn tham khảo giáo trình "Ngắn mạch"
- HTĐ miền Bắc bị mất cân bằng năng lượng cơ điện không đáng kể: cứ cho rằng
tại thời điểm sự cố, miền Bắc đang truyền vào công suất tối đa, là 600MW (như
đã nói ở mục 7), sự cố làm các Hộ tiêu thụ ở miền Nam đột ngột không tiếp nhận
công suát này nữa, thì HTĐ miền Bắc đột ngột dư ra 600MW, cũng là mất cân bằng
năng lượng cơ điện, nhưng sự mất cân bằng này quá nhỏ, không đáng kể, Công suất
của HTĐ miền Bác khoảng 12000MW, sự mất cân bằng chỉ ở mức: 600 MW/ 12000 MW =
5%”
- Tôi xin nói thêm cho rõ:
+ Nói “Trung tâm Hệ thống Điện miền Nam” là nói theo cảm giác trực quan. Thực
ra theo tôi hiểu, trong nghề Hệ thống Điện, người ta không định nghĩa, không
xác định khái niệm “Trung tâm của Hệ thống Điện”. Còn theo trực quan, khi nhìn
bản đồ vùng lãnh thổ bị mất điện, có thể thấy điểm ngắn mạch ở Tân Định nằm gần
như chính giữa vùng lãnh thổ này.
Có lẽ câu nói của tôi nên sửa lại là “Điểm ngắn mạch: ở ngay trung tâm vùng
lãnh thổ của HTĐ miền Nam”.
+ Điểm ngắn mạch cách các nhà máy phát điện lớn của miền Nam, như 3600 MW của
Phú Mỹ, 370 MW của Hiệp Phước, 1000 MW của Nhơn Trạch, xấp xỉ 100 km.
+ Chính vì vậy tôi nói điểm ngắn mạch “gần như trên cực của các máy phát”
+ Thuật ngữ “gần như” chỉ mô tả một khái niệm “gần đúng”, thực chất là “không
xác định”
+ Qua ví dụ tính toán nói trên, có thể cho rằng thuật ngữ “gần như” có thể chấp
nhận được
- Tôi xin nhắc lại, tất cả những lời lẽ của tôi chỉ có ý nghĩa viện dẫn lý
thuyết để lý giải những gì đã xảy ra, nhằm tìm kiếm sự phù hợp giữa lý thuyết
và thực tiễn, đặc biệt trong điều kiện chúng ta không biết gì chi tiết của sự
kiện.
4. Bạn Shinx hỏi: “Cái gì đã xảy ra, hay nói khác đi, diễn biến trong hệ thống
từ lúc sự cố đường 500 kV cho đến khi hệ thống tan rã hoàn toàn như thế nào?”
Trong bài # 47 tôi đã trả lời câu hỏi này, xin chép lại:
1. Điểm xảy ra sự cố nằm trên 1 đoạn dây nào đó chẳng hạn từ A đến B, tại điểm
A và điểm B đều có Máy cắt. Khi xảy ra ngắn mạch, đương nhiên 2 máy cắt này sẽ
phải cắt để cô lập đoạn AB. Như vậy là sự cố ngắn mạch đã được giải quyết. Mọi
người đều hiểu như vậy, và thường tưởng rằng loại trừ được ngắn mạch là xong,
hệ thống trở lại làm việc bình thường.
Cũng vì vậy bạn Nikden và rất nhiều người chỉ bàn về 2 cái rờ le điều khiển 2
máy cắt 2 đầu A và B.
2. Mặc dù sự cố ngắn mạch đã bị loại trừ khỏi hệ thống điện, có thể bị loại ra
hết sức nhanh chóng như mọi người mong muốn, nhưng hệ thống điện không thể trở
lại hoạt động bình thường được, vì đây lại chính là lúc tiếp tục tình trạng mất
ổn định hệ thống.
Có thể giải thích bởi 2 lý do:
- Lý do 1: Mất cân bằng Năng lượng cơ điện của phần còn lại của hệ thống: đoạn
dây từ A đến B bị loại ra, kèm theo các máy phát và các hộ tiêu thụ được nối
trực tiếp vào đoạn đó. Phần còn lại của hệ thống, nếu không phải là mạch vòng,
sẽ bị chia thành hai phần: phần trước A và phần sau B; nếu là mạch vòng thì chỉ
còn lại 1 phần.
Vấn đề là trong những phần còn lại, tổng công suất phát và tổng công suất tiêu
thụ có bằng nhau hay không? Nếu không bằng nhau thì đó chính là nguyên nhân của
tình trạng mất ổn định hệ thống điện và sẽ dẫn đến tan rã hệ thống.
- Lý do 2: Còn nguy hiểm hơn lí do 1, là sự phân phối lại công suất của các Nhà
máy phát điện:
+ Sau khi cắt đoạn AB ra khỏi hệ thống, kết cấu lưới điện đã hoàn toàn thay
đổi.
+ Sự phân phối tự nhiên các công suất phát ra của các nhà máy trong lưới phụ
thuộc vào kết cấu lưới (xem giáo trình lưới điện)
+ Sự phân phối lại công suất của các nhà máy điện sẽ dần đến tình trạng: có
những nhà máy điện bị đòi hỏi phát ra nhiều công suất hơn so với trước sự cố,
và ngược lại có nhiều nhà máy điện được đòi hỏi phát ra công suất nhỏ hơn trước
sự cố.
+ Đây chính là tình trạng mất cân bằng Năng lượng cơ điện của từng máy phát
trong hệ thống. Cụ thể: các máy dư công suất sẽ tăng vọt tốc độ, các máy thiếu
công suất sẽ quay chậm lại. Đương nhiên hệ thống tự động điều tốc ở tất cả các
máy sẽ hết sức làm việc.
+ Nhưng ở 1 máy nào đó, không tự đều tốc nổi, thì buộc phải tự cắt ra khỏi hệ
thống. Khi máy thứ 1 cắt ra khỏi hệ thống thì tình trang mất cân bằng năng
lượng của toàn hệ thống lại càng trầm trọng hơn.
+ Và sẽ có 1 máy thứ 2 nào đó sẽ tự tách ra khỏi hệ thống.
+ "Phản ứng dây chuyền" này sẽ lan rộng, cho đến khi hệ thống hoàn
toàn tan ra mới thôi.
5. Bạn Shinx hỏi: Cũng như các thiết bị điện khác, đường dây 500 kV bị sự cố là
thường xuyên (khoảng chục vụ/năm), thậm chí đã từng cháy MBA 500 kV. Vậy tại
sao, những lần sự cố khác không bị tan rã hệ thống mà chỉ lần này mới bị?
Xin khất bạn Sphinx câu hỏi này, tôi sẽ trả lời sau, bài này đã quá dài rồi,
tôi đã quá mệt (70 tuổi mà!)
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét