Nâng cấp, hiện đại hóa thiết bị điều khiển của nhà máy thủy điện Hòa Bình: Việc cần làm ngay

Gian máy Nhà máy Thủy điện Hòa Bình      

Diện mạo của thành phố Hà Nội và các tỉnh phía Bắc đã thay đổi nhờ nguồn điện từ Thuỷ điện Hoà Bình. Ðồng thời, khi đường dây siêu cao áp 500 kV Bắc - Nam đưa vào vận hành đã cải thiện cả về lượng và chất cho hệ thống điện quốc gia, đặc biệt là đã giải quyết được tình trạng thiếu điện trầm trọng của miền Nam và miền Trung những năm trước khi thành lập Tổng công ty Ðiện lực Việt Nam (nay là Tập đoàn Ðiện lực Việt Nam). Một điều không thể phủ nhận là Thuỷ điện Hoà Bình đã cùng các nhà máy phát điện khác do Tập đoàn Ðiện lực Việt Nam làm chủ đầu tư, góp phần thúc đẩy và tạo nên thành công to lớn cho tiến trình thực hiện đường lối đổi mới của Ðảng, làm tăng tính hấp dẫn của Việt Nam đối với các nhà đầu tư nước ngoài trong hơn hai mươi năm qua.

Hiện trạng kỹ thuật của thiết bị điều khiển

Là công trình thế kỷ của quốc gia được xây dựng vào những năm 80, đến nay Thuỷ điện Hòa Bình đã đảm nhiệm và hoàn thành tốt các chức năng tổng hợp của công trình là: Chống lũ cho hạ du, sản xuất điện năng, cung cấp nước cho sản xuất nông nghiệp đồng bằng Bắc bộ và giao thông đường thuỷ có chiều dài khoảng 300 km, nhờ hồ chứa nước có dung tích 9,45 tỷ m3, dung tích phòng lũ 5,6 tỷ m3/ tổng lượng nước về hồ trung bình hàng năm 57,2 tỷ m3, đã làm thay đổi đáng kể cảnh quan và môi trường sinh thái trong một phạm vi rộng lớn của vùng Tây Bắc. Diện mạo của thành phố Hà Nội và các tỉnh phía Bắc đã thay đổi nhờ nguồn điện từ Thuỷ điện Hoà Bình. Ðồng thời, khi đường dây siêu cao áp 500 kV Bắc - Nam đưa vào vận hành đã cải thiện cả về lượng và chất cho hệ thống điện quốc gia, đặc biệt là đã giải quyết được tình trạng thiếu điện trầm trọng của miền Nam và miền Trung những năm trước khi thành lập Tổng công ty Ðiện lực Việt Nam (nay là Tập đoàn Ðiện lực Việt Nam). Một điều không thể phủ nhận là Thuỷ điện Hoà Bình đã cùng các nhà máy phát điện khác do Tập đoàn Ðiện lực Việt Nam làm chủ đầu tư, góp phần thúc đẩy và tạo nên thành công to lớn cho tiến trình thực hiện đường lối đổi mới của Ðảng, làm tăng tính hấp dẫn của Việt Nam đối với các nhà đầu tư nước ngoài trong hơn hai mươi năm qua.

Thời gian đưa các tổ máy vào vận hành nối lưới, số giờ đã vận hành và tổng sản lượng điện (*) (E) đã sản xuất đến ngày 11/12/2008 của từng tổ máy. Xem bảng 1.              

Tất cả các thiết bị công nghệ của Nhà máy Thuỷ điện Hòa Bình đều do Liên Xô và các nước cộng hoà của Liên bang Xô Viết chế tạo, cung cấp, có tỷ lệ vật tư, thiết bị dự phòng khá cao về số lượng và chủng loại (khoảng 10 %). Lực lượng vận hành và sửa chữa của Nhà máy đã trưởng thành theo thời gian, cho đến nay đã có thể tự đảm nhiệm toàn bộ công tác sửa chữa thiết bị công nghệ. Thiết bị của Nhà máy lại được quản lý, vận hành, sửa chữa theo đúng các hướng dẫn, quy định của nhà chế tạo, của quy phạm kỹ thuật vận hành nhà máy điện và lưới điện của Bộ Năng lượng (cũ), nên gần hai mươi năm qua, các tổ máy nói riêng và cả Nhà máy nói chung luôn luôn vận hành ổn định, tin cậy, có độ khả dụng cao, đáp ứng được yêu cầu khai thác của Trung tâm Ðiều độ Hệ thống điện quốc gia. Nhiều năm liên tục, Nhà máy hoàn thành xuất sắc các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật được Tập đoàn giao, trong đó có 7 năm (kể từ ngày có đủ 8 tổ máy vận hành - từ năm 1994) phát vượt sản lượng điện (*) EThiết kế (Bảng 2).

Bảng 1

Bảng 2

Ghi chú: (**) là số liệu dự kiến

Phải nâng cấp và hiện đại hoá thiết bị hệ thống điều khiển

Nếu so sánh với công nghệ chế tạo tiên tiến hiện nay của các nước G7, các nước đang phát triển (OECD), thì thiết bị thuộc hệ thống đo lường, điều khiển, bảo vệ rơle và tự động điện, tự động cơ khí thuỷ lực của Liên bang Xô Viết trang bị cho Nhà máy Thuỷ điện Hoà Bình là thấp hơn. Bởi lẽ đa số thiết bị thứ cấp thuộc hệ điện từ, sơ đồ logic gồm nhiều rơ le và phần tử rời rạc, hệ thống kích thích của máy phát điện chính, máy phát điện phụ, hệ thống điều tốc turbin thuỷ lực gồm nhiều bo mạch kết nối lại với nhau, tạo ra sự phức tạp trong sơ đồ điều khiển, bảo vệ, tự động và liên động. Mặt khác Nhà máy lại đặt trong hầm, các thiết bị bán dẫn, điện tử thường xuyên chịu tác động của nhiệt độ cao và độ ẩm lớn, đặc tính làm việc của chúng không được ổn định, mà tuổi thọ cũng bị suy giảm nhanh hơn so với các thiết bị thế hệ mới. Vì là hệ điều khiển analog, nên không có khả năng ghi nhận trình tự tác động của các rơ le trong sơ đồ bảo vệ của tổ máy. Mỗi khi xảy ra sự cố, rất khó khăn cho việc chuẩn đoán, phân tích để xác định nguyên nhân gây sự cố, đồng thời kéo dài thời gian xử lý sự cố, không lưu trữ và giám sát các thông số vận hành của tổ máy ở chế độ online để phục vụ cho công tác quản lý vận hành bình thường, cũng như khi xảy ra hư hỏng trong hệ thống thiết bị công nghệ và để qua đó lập kế hoạch duy tu, bảo dưỡng kịp thời, chính xác, ngăn ngừa sự cố phát triển. Chu kỳ kiểm tra bảo dưỡng càng dày, thời gian kiểm tra, bảo dưỡng và hiệu chỉnh kéo dài, thì chi phí cho công tác sửa chữa, hiệu chỉnh, bảo trì càng lớn. Ðây cũng là nhược điểm so với thiết bị thuộc hệ PLC và kỹ thuật số,

Trong bối cảnh hiện nay, Cộng hoà Liên Bang Nga và các nước thuộc Liên bang Xô Viết trước đây cũng đang từng bước thay đổi công nghệ chế tạo các thiết bị phục vụ ngành năng lượng, đặc biệt là thiết bị và các linh kiện của hệ thống đo lường, điều khiển, bảo vệ rơle và tự động điện. Và “kho” dự trữ các vật tư, thiết bị, phụ tùng, phụ kiện tại nhà máy cũng dần cạn kiệt. Ðiều này sẽ gây khó khăn không chỉ riêng cho Thủy điện Hoà Bình, mà cho tất cả các nhà máy được Liên bang Xô Viết giúp đỡ xây dựng trước đây. Thiết bị, vật tư, linh kiện thuộc hệ điện từ, analog không còn được sản xuất, nguồn gốc hàng hoá không tin cậy, vì thế việc đặt hàng cung cấp là khó khăn, vừa mất thời gian, vừa phải chịu giá thành cao. Các thiết bị đã qua nhiều chu kỳ trung, đại tu, thậm chí đã hết tuổi thọ sử dụng, không được thay thế kịp thời, phải sửa chữa để tiếp tục vận hành, như hệ thống điều tốc, hệ thống kích từ, là tiềm ẩn nguy cơ dẫn đến hoạt động kém tin cậy của cả tổ máy và dễ gây sự cố trong những năm tới. Các chi tiết cơ khí của turbin, máy phát điện vận hành nhiều cũng sẽ «nhão » và «mỏi», cần có chế độ chăm sóc kỹ hơn. Ðiện trở một chiều của một vài máy biến áp nâng chính  của tổ máy cũng đã xuất hiện hiện tượng sai lệch...

Dự án Thuỷ điện Sơn La là công trình trọng điểm của Nhà nước, do Phó Thủ tướng Hoàng Trung Hải làm Trưởng ban chỉ đạo. Theo tổng tiến độ thi công của dự án, để chuẩn bị cho vận hành tổ máy số 1 vào cuối năm 2010, thì hồ chứa Thuỷ điện Sơn La sẽ phải tích nước vào mùa mưa năm 2010. Khi có hồ chứa Sơn La, sẽ có một số lợi thế đối với Thuỷ điện Hoà Bình: Giảm dung tích phòng lũ cho hồ chứa Thuỷ điện Hoà Bình; thời gian khai thác tổ máy với công suất cao sẽ tăng lên (từ 4.250 lên 4.910 giờ/năm); sản lượng điện sản xuất sẽ tăng thêm.(1.267 x 106 kWh -  Gần bằng sản lượng điện trung bình nhiều năm của Thuỷ điện Tuyên Quang - Công suất lắp máy: 342 MW, E Bình quân năm  : 1.329,55 x 106 kWh).

 Thuỷ điện Hoà Bình đã thực hiện tốt nhiệm vụ của Tập đoàn Ðiện lực Việt Nam trong suốt 20 năm qua. Nhà máy đã thực hiện kế hoạch sửa chữa theo đúng chu kỳ, đặc biệt mấy năm gần đây cũng đã hoàn thành việc thay thế và nâng cấp thiết bị thuộc thế hệ mới cho các thiết bị điện nhất thứ của trạm phân phối ngoài trời 220/110/35 kV (sử dụng máy cắt SF6), thay thế các máy cắt đầu cực máy phát điện và nhị thứ (Sử dụng rơle kỹ thuật số cho bảo vệ các đường dây tải điện 220, 110 kV). Còn đối với tổ máy, việc thay thế, nâng cấp chỉ là nhỏ, lẻ, thiếu đồng bộ.

Khi có Thủy điện Sơn La và các nhà máy thuỷ điện bậc thang trên của lưu vực Sông Ðà vào vận hành đầy đủ, thì vai trò của Thuỷ điện Hoà Bình đối với hệ thống điện quốc gia không hề giảm đi. Các năm tới đây, nếu không có định hướng về lộ trình và đầu tư thoả đáng về kinh phí, để cải tạo, nâng cấp và hiện đại hoá toàn bộ thiết bị thuộc hệ thống điều khiển, tín hiệu, bảo vệ rơle, liên động và tự động các tổ máy, thì không những không tận dụng được các lợi thế kể trên, mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến việc vận hành bình thường của chính Nhà máy. Bởi lẽ trong mấy năm gần đây, do thuận lợi về nguồn nước, do thiếu điện, nên thời gian khai thác công suất của Nhà máy là khá cao. 

Xác định rõ vị thế của Thuỷ điện Hoà Bình trong tương lai, tại công văn số 4945/CV-BCN ngày 31/8/2006 Bộ trưởng Bộ Công nghiệp đã chỉ đạo : “Nhà máy Thuỷ điện Hoà Bình cần có kế hoạch triển khai  thực hiện các dự án đồng bộ để thay thế các thiết bị thuộc hệ thống điều khiển, bảo vệ rơle, đo lường đã quá cũ để nâng cao độ tin cậy, đảm bảo an toàn trong vận hành thiết bị, nhằm đạt hiệu quả cao hơn trong sản xuất điện” .   

Vì vậy, Nhà máy Thuỷ điện Hoà Bình phải được cải tạo, nâng cấp và hiện đại hoá thiết bị của Hệ thống điều khiển, tín hiệu, bảo vệ rơle, đo lường tự động và liên động trong các năm tới đây. Và chỉ có như vậy mới đảm bảo cho Thủy điện Hòa Bình đảm trách trọn vẹn vai trò của một nhà máy phát điện lớn đối với hệ thống điện Quốc gia nói chung và hệ thống điện miền Bắc nói riêng, đặc biệt trong bối cảnh sản xuất, cung cấp điện năng, phát triển nguồn điện mới còn có những bất cập, chưa thể giải quyết ngay và mức độ tiêu thụ điện của nền kinh tế, cũng như các nhu cầu thiết yếu khác của xã hội ngày càng cao.

Tập đoàn Ðiện lực Việt Nam cũng đã có văn bản chỉ đạo, yêu cầu Công ty Thuỷ điện Hoà Bình khẩn trương hoàn tất các thủ tục như đấu thầu chọn tư vấn thiết kế trong năm 2008, để có thể tiến tới lựa chọn nhà thầu cung cấp thiết bị và bắt đầu triển khai lắp đặt trong năm 2009 và 3 năm tiếp theo, phù hợp với kế hoạch đại tu các tổ máy (Bảng 3).

Theo Quy chế phân cấp quyết định đầu tư và thực hiện đầu tư trong Tập đoàn Ðiện lực Việt Nam, ban hành kèm theo Quyết định số 69/QÐ-EVN-HÐQT, ngày 30/01/2008 của Hội đồng quản trị, thì hiện nay “quả bóng” đang ở sân của Công ty Thuỷ điện Hoà Bình. Nhưng khi mọi thủ tục của dự án: Cải tạo, nâng cấp, hiện đại hoá thiết bị của Hệ thống điều khiển, tín hiệu, bảo vệ rơle , đo lường, tự động và liên động của Thuỷ điện Hoà Bình đã hoàn tất, thì vấn đề còn lại là việc giải quyết nguồn vốn cho Công ty từ phía Tập đoàn. Với số kinh phí 350 – 400  tỷ đồng đầu tư cho cải tạo, nâng cấp 8 tổ máy chia trong  thời gian 4 năm, để đảm bảo cho việc vận hành Thuỷ điện Hoà Bình ổn định, tin cậy hơn trong tương lai và cũng là để tận dụng tối đa những lợi thế do các nhà máy thuỷ điện bậc thang trên sông Ðà đem lại, trong đó có tăng thêm 1.267 tỷ KWh là việc nên làm và phải khẩn trương làm ngay.

Ghi chú: (*): Số liệu do Phòng KHKT TÐHB cung cấp và lấy trong các Báo cáo thường niên của Tập đoàn Ðiện lực Việt Nam

Bảng 3