Mùa bão và lũ lụt: Thiết kế và khôi phục nguồn điện dự phòng viễn thông ở Đông Nam Á

Bài viết

Ngày 10 tháng 4 năm 2018

Luzon và Visayas trung bình có khoảng 20 cơn bão nhiệt đới mỗi năm; miền Trung Việt Nam, lưu vực sông Chao Phraya và bờ biển phía đông của Malaysia đều có lịch lũ riêng. Mất điện kéo dài hàng giờ đến hàng ngày và pin bị ngập không bao giờ phục hồi được. Bài viết này đề cập đến chiều cao lắp đặt, bảo vệ tủ, định vị trước phụ tùng và điểm nghẽn thực sự về tốc độ khôi phục.

Đường cong mất điện mùa bão

Bản đồ hiểm họa của Đông Nam Á không phải là một bản đồ mà là bốn lớp xếp chồng lên nhau. Philippines nằm ở trung tâm vành đai bão Tây Thái Bình Dương: Luzon và Visayas có trung bình khoảng 20 cơn bão nhiệt đới mỗi năm, trong đó có 5 đến 8 cơn bão mạnh và một cơn bão đi qua có thể khiến một tỉnh không có điện lưới trong vòng 3 đến 7 ngày. Dọc hành lang Đà Nẵng, Quảng Nam và Quảng Ngãi của miền Trung Việt Nam, mùa này kéo dài từ tháng 9 đến tháng 11, nơi các cơn bão cộng với địa hình tạo ra lượng mưa cực lớn và lũ quét làm ảnh hưởng đến các đường dây truyền tải chạy dọc theo đường cao tốc. Lưu vực hạ lưu Chao Phraya của Thái Lan quanh Ayutthaya và Pathum Thani thấp và bằng phẳng; trận lũ kéo dài năm 2011 đã nhấn chìm các khu công nghiệp và trạm gốc và phải mất gần hai tháng mới rút. Các bang bờ biển phía đông của Malaysia là Kelantan và Terengganu chứng kiến ​​tình trạng mất điện nhiều lần trên diện rộng trong đợt gió mùa đông bắc từ tháng 11 đến tháng 2. Bốn mối nguy hiểm này có chung một đặc tính: thời gian mất điện thay đổi từ vài giờ sang vài ngày và bản dự phòng được thiết kế cho bốn giờ sẽ cạn kiệt vào buổi chiều đầu tiên.

Lũ lụt phá hủy pin như thế nào

Thiệt hại do nước đối với pin axit chì xảy ra theo từng lớp và hầu hết là không thể khắc phục được. Lớp đầu tiên là vỏ và các cực: khi nước đến khu vực cực, các trụ và dây kết nối tạo thành một tế bào điện phân, sự ăn mòn nghiêm trọng sẽ xuất hiện trong vài ngày và điện trở tiếp xúc tăng lên cho đến khi pin không thể mang dòng phóng điện nữa. Thứ hai là chất điện phân: ngay cả một cục pin kín được ngâm trong nhiều ngày cũng sẽ hút nước qua độ xốp của vỏ và van thông hơi, làm loãng axit và giảm trọng lượng riêng, do đó công suất giảm dần. Thứ ba là hiện tượng chập mạch bên trong: nước lũ bùn mang theo bùn và các ion dẫn điện, và một khi nó kết nối các tấm dương và âm bên trong tế bào, pin sẽ tự xả về 0 và sẽ không sạc lại. Điều bị bỏ qua nhiều nhất là trường hợp thứ tư: pin bị chìm nhưng vẫn xả điện vào thời điểm đó sẽ hỏng thành cụm từ ba đến sáu tháng sau, vì hiện tượng ăn mòn đã xảy ra và đơn giản là chưa đạt đến điểm bùng phát. Vì vậy, quyết định giữ hoặc thay thế sau lũ lụt không thể dựa vào điện áp mạch hở; nó yêu cầu kiểm tra mức xả công suất và bất cứ thứ gì dưới 80% định mức đều phải được thay thế.

Chiều cao lắp đặt và thiết kế tủ

Hầu hết khả năng phục hồi sau thảm họa được quyết định ở giai đoạn vẽ bản vẽ. Đầu tiên, độ cao lắp đặt: đáy của bộ pin phải cao hơn mực nước lũ cao nhất được ghi nhận ít nhất 0,5m - và tại các khu vực ven sông ở Philippines và miền Trung Việt Nam thường có nghĩa là 1,2m trở lên. Trường hợp không thể nâng sàn lên, hãy chuyển sang hộp pin gắn trên tường hoặc đặt hộp trên bệ bê tông. Thứ hai, bảo vệ tủ: ít nhất là IP55, gioăng đệm đôi ở mép cửa và đường thoát nước như mê cung ở cửa hút gió để mưa do gió không thể lọt trực tiếp vào. Thứ ba, thoát nước: lắp các lỗ thoát nước ở sàn tủ dốc ra ngoài và nâng bệ lên cao hơn mặt sàn ít nhất 200mm để ngăn nước chảy ngược lên bề mặt. Thứ tư, ăn mòn: các khu vực ven biển — bất kỳ nơi nào ở Philippines, bờ biển Việt Nam, bờ biển phía đông của Malaysia — có sương mù muối cao, do đó, vỏ bọc, bu lông và thanh nối đất phải được xác định ở cấp độ ăn mòn C4 hoặc C5, nếu không cấu trúc sẽ bị hỏng trước khi các thiết bị điện tử bị hỏng. Không cái nào trong số bốn cái này đắt tiền, nhưng bỏ qua một cái và toàn bộ địa điểm sẽ được xây dựng lại sau cơn bão tiếp theo.

Tập trung và phân tán: Ai khôi phục nhanh hơn

Tốc độ phục hồi sau thảm họa được thúc đẩy nhiều hơn bởi kiến ​​trúc dự phòng hơn là quy mô đội ngũ. Dự phòng tập trung — pin 2V lớn trong phòng thiết bị, chẳng hạn như dòng GFM ở mức 200–3.000Ah — có chi phí đơn vị thấp hơn và dễ giám sát tập trung, nhưng một hư hỏng duy nhất có tác động rộng lớn và cần phải thay thế thiết bị nâng, trong khu vực có đường cắt thường phải chờ từ ba ngày trở lên. Sao lưu phân tán — một chuỗi thiết bị đầu cuối phía trước 12V độc lập cho mỗi tủ — có công suất mỗi điểm nhỏ và khả năng cách ly lỗi tốt; một monobloc nặng từ 30 đến 60kg và hai người với một cờ lê có thể hoán đổi nó, do đó việc phục hồi có thể được thực hiện bởi các đội mô tô. Tại các tỉnh đảo của Philippine và vùng Tây Nguyên của Việt Nam, kiến ​​trúc phân tán thường khôi phục dịch vụ nhanh hơn gấp đôi so với kiến ​​trúc tập trung. Câu trả lời thực tế là sự kết hợp: công suất tập trung tại các địa điểm cốt lõi, khả năng thay thế phân tán ở các địa điểm biên, với mục tiêu thiết kế là thay thế toàn bộ chuỗi trong vòng hai giờ tại bất kỳ địa điểm nào — một chỉ số gần với thực tế thảm họa hơn bất kỳ con số công suất nào.

Phụ tùng định vị trước và máy khoan

Khả năng phục hồi cuối cùng dẫn đến hai câu hỏi đơn giản: phụ tùng ở đâu và phi hành đoàn có thực sự thực hiện được việc trao đổi không? Đối với phụ tùng, vị trí quan trọng hơn số lượng. Sắp xếp các kho chuyển tiếp theo khu vực nguy hiểm, mỗi kho nằm trong bán kính bốn giờ lái xe, dự trữ ở mức 5% đến 8% số lượng địa điểm trong khu vực đó — và được lưu trữ dưới dạng chuỗi hoàn chỉnh, không phải khối đơn lẻ, vì không ai có thời gian để khớp các ô tại chỗ sau cơn bão. Kho còn phải có dây nối, vỏ bọc đầu cực, dụng cụ cách điện và máy đo công suất; dữ liệu hiện trường cho thấy vật dụng thường bị thiếu nhất tại địa điểm phục hồi không phải là pin mà là dây đeo và cờ lê lực. Các cuộc tập trận phải được thiết kế theo kịch bản không có lưới điện, không đường, không mạng: giả sử địa điểm đó bị mất liên lạc, gửi đội ra ngoài với danh sách địa điểm trên giấy và chìa khóa cơ, sạc lại từ máy phát điện tại chỗ và hoàn tất việc thay thế toàn bộ dây, tất cả đều dựa vào đồng hồ bấm giờ. Chạy nó một lần trước mỗi mùa gió mùa và so sánh thời gian thực tế với mục tiêu hai giờ — khoảng cách là danh sách công việc của năm tới. Những người vận hành khoan nghiêm túc thường khôi phục hơn 90% địa điểm trong vòng 72 giờ; những người không có xu hướng mất tuần đầu tiên để bối rối.

Tuần đầu tiên sau cơn bão: Lệnh khôi phục

Phục hồi sau thảm họa không phải là vấn đề sửa chữa mọi địa điểm cùng một lúc; nó tuân theo một trật tự nghiêm ngặt và việc nhận sai thứ tự sẽ nhân lên tổng thời gian phục hồi. Ưu tiên hàng đầu là các điểm tập hợp đường truyền và các nút lõi, bởi vì khi chúng gặp sự cố, hàng chục địa điểm hạ lưu không thể truyền ngược ngay cả khi nguồn điện được khôi phục — việc sửa chữa chúng cũng chẳng mang lại kết quả gì. Ưu tiên thứ hai là các địa điểm truyền tải thông tin liên lạc khẩn cấp và đường dây riêng của doanh nghiệp, mà chính phủ thường yêu cầu phải khôi phục trước sau thảm họa, nếu chậm trễ sẽ gây thêm áp lực tuân thủ. Ưu tiên thứ ba là các địa điểm vĩ mô bao phủ dân cư đông đúc, nơi tập trung giao thông. Các địa điểm ngoại ô và nông thôn đứng thứ tư. Lệnh này phải được cố định thành một danh sách trước mùa giải và cấp cho các đội khôi phục, điều phối máy phát điện và kho dự trữ, thay vì quyết định trong một cuộc họp khẩn cấp sau đó. Một bước thường xuyên bị bỏ sót khác là trình tự cấp nguồn và truyền tải: nhiều đội kết nối máy phát điện trước và sau đó phát hiện ra đường truyền ngược bị hỏng, gây lãng phí điện năng. Xác nhận trạng thái liên kết backhaul trước khi quyết định có khởi động máy phát điện hay không. Cuối cùng, ghi lại mọi thứ: thời gian đến, thời gian phục hồi, những gì được thay thế và những gì còn tồn đọng ở mỗi địa điểm, ghi lại tại chỗ và báo cáo lại. Hồ sơ đó vừa là cơ sở cho yêu cầu bảo hiểm vừa là đầu vào cho lần diễn tập tiếp theo. Nhận đơn đặt hàng và hồ sơ ngay trong tuần đầu tiên và ba tuần tiếp theo chỉ đơn giản là thực hiện. View Telecom Backup Power Selection