Tự đóng lại là gì?

Trong sự phát triển vũ bão của công nghệ lưới thông minh và tự động hóa lưới phân phối, “Tự đóng lại” vẫn là chức năng cốt lõi đứng đằng sau các thành quả về độ tin cậy của hệ thống điện. Đối với các quốc gia và hệ thống điện có mạng phân phối trên không tiên tiến, Tự đóng lại là một qui trình tiêu chuẩn. Các cấp điện áp khác nhau sẽ có chút biến đổi trong việc áp dụng tính năng này nhưng phần lớn vẫn dựa trên hầu như chung một nguyên lý. Khi có đến trên 80% khả năng cải thiện độ tin cậy trên lưới phân phối nhờ chỉ một chức năng đơn giản như vậy, rất đáng để chúng ta tìm hiểu thêm về chiến lược căn bản này trong việc nâng cao độ tin cậy của lưới phân phối.

Về bản chất, tự đóng lại là việc cho máy cắt đóng lại một cách tự động sau một tác động cắt sự cố. Đơn giản về nguyên lý, nhưng câu hỏi lớn hơn nhiều là “tại sao phải đóng lại?”

Có hai mục tiêu chủ yếu, và chúng được chia tách cùng với sự phân định trong ứng dụng của nó trên lưới truyền tải và phân phối. Nguyên lý cơ bản là 80% sự cố trên lưới phân phối trên không là thoáng qua. Đa phần các sự cố này là do sấm sét hay các vật thể không mong muốn chạm phải đường dây- đây chính là các tình huống tạm thời gây mất điện đường dây trong một thời gian ngắn. Ở thời sơ khai của hệ thống điện, sau một tác động lockout của máy cắt, đội kiểm tra sự cố và nhân viên vận hành bắt buộc phải di chuyển đến vị trí máy cắt để reset hệ thống bảo vệ và khôi phục nguồn cung cấp. Vì hầu hết các sự cố như vậy đều là tạm thời, nguồn điện có thể được khôi phục mà không gây phiền hà gì, ngoài việc hệ thống chiếu sáng bị gián đoạn trong suốt thời gian đội công tác thực hiện kiểm tra đường dây và tái lập máy cắt.

Trong nửa đầu của thế ký 20, một công nghệ được kỳ vọng đã ra đời và được gọi là “Tự đóng lại”. Thiết bị sơ khai này là một máy cắt với hệ thống điều khiển thủy lực, cho phép tự động đóng máy cắt sau một thời gian chỉnh định, nhằm cố gắng khôi phục nguồn cung cấp mà không cần phải có sự can thiệp của vận hành viên. Công nghệ đơn giản này cho phép các công ty điện lực cải thiện độ tin cậy của hệ thống điện lên đến 80% chỉ với một thiết bị đơn lẻ.

Thành công bước đầu này đã tiến triển qua các thời kỳ, khởi đầu với công nghệ cách điện SF6, rồi bị lấn lướt bởi công nghệ cách điện rắn trong các thiết bị hiện nay, đặc biệt ở cấp điện áp phân phối.

Máy cắt tự đóng lại thật sự là các con trâu cày hiện đại trong hệ thống điều khiển và bảo vệ lưới phân phối. Các thiết bị này thường có tủ điều khiển sở hữu các chức năng điều khiển và truyền thông SCADA thông qua rất nhiều các cảm biến đặt trong máy cắt để giám sát và phát hiện sự cố trên lưới điện. Các thiết bị ngày nay có rất nhiều ứng dụng chứ không chỉ gói gọn ở bảo vệ xuất tuyến như ban đầu, nhưng mục đích cốt yếu vẫn là cải thiện các chỉ số về độ tin cậy trên lưới điện.

Tự đóng lại trên lưới truyền tải có chút biến đổi, trong đó qui trình thông thường là sử dụng tự đóng lại một pha. Ở cấp độ truyền tải, yếu tố thành công chính của hệ thống là sự dịch pha giữa điểm đầu và điểm cuối của đường dây. Khi độ lệch bằng không, dòng công suất cũng đứng yên, tuy nhiên ngay khi góc pha được máy phát dịch chuyển tăng lên, nó sẽ kéo hệ thống theo với nó, giúp năng lượng được chuyển đi. Nếu bị cắt ra do sự cố, đường dây truyền tải cần phải được hòa đồng bộ trước khi được đóng điện trở lại, thủ tục này tốn khá nhiều thời gian và mất một lượng doanh thu truyền tải khổng lồ. Tự đóng lại một pha trên đường dây truyền tải là cách để loại trừ sự cố thoáng qua mà không gây mất đồng bộ. Bằng cách giữ hai pha còn lại, cắt sự cố và tự đóng lại một pha có thể giúp cải thiện độ tin cậy.

“Rất dễ để quên đi rằng 80% lợi ích của recloser có được là từ lắp đặt và cài đặt phối hợp bảo vệ đúng cách sao cho nó có thể loại trừ 80% sự cố mà không gây mất điện”- Tổng giám đốc điều hành NOJA Power Neil O’Sullivan cho biết- “Trong các recloser hiện đại ngày nay được tích hợp vào hệ thống SCADA hay DMS, 20% lợi ích còn lại có được từ các hệ thống SCADA và DMS này. Do đó, thật là hợp lý khi đầu tư vào các recloser trước để nhận được 80% lợi ích trước khi triển khai hệ thống điều khiển từ xa qua SCADA và DMS để có được 20% còn lại”.

Đối với hệ thống phân phối đang cần được nâng cao độ tin cậy, cách dễ nhất để đạt được chỉ tiêu này là việc triển khai tự đóng lại bằng các thiết bị đóng cắt phân phối hiện đại như recloser OSM của NOJA Power.