Sa thải phụ tải là việc chủ động cắt điện một phần khách hàng để cứu phần còn lại của hệ thống điện khỏi sụp đổ. Có hai kiểu: sa thải tự động bằng rơ le tần số thấp, diễn ra trong chưa đầy một giây khi một nguồn lớn mất đột ngột; và cắt điện luân phiên có kế hoạch, khi lưới thiếu nguồn kéo dài nhiều giờ và người điều độ phải chia phần thiếu hụt cho từng khu vực theo lượt. Cả hai đều là "cắt một ngón tay để giữ cánh tay": chấp nhận mất điện cục bộ để tránh mất điện toàn vùng.
Vì sao phải cắt điện khách hàng
Lưới điện phải giữ cân bằng cung – cầu từng giây. Khi nguồn phát thiếu hụt mà dự phòng không đủ bù, tần số tiếp tục tụt. Ở tần số quá thấp, các tổ máy phát bị đe doạ: tuabin hơi có thể rung mạnh ở những tốc độ không thiết kế để chạy lâu, thiết bị phụ trợ trong nhà máy như bơm, quạt gió chạy chậm lại làm công suất giảm thêm. Để tự bảo vệ, các tổ máy sẽ tự tách khỏi lưới, làm thiếu hụt càng lớn, và vòng xoáy dẫn tới sập lưới diện rộng.
Cách duy nhất để chặn vòng xoáy khi không còn nguồn để tăng là giảm cầu. Cắt một phần phụ tải đưa cung và cầu về cân bằng ở mức thấp hơn, tần số hồi lại, nhà máy được giữ trên lưới. Phần khách hàng bị cắt sẽ được cấp điện trở lại khi nguồn hồi phục, nhanh hơn rất nhiều so với việc phải khởi động lại cả lưới từ đầu.
Sa thải tự động: rơ le tần số thấp
Kiểu sa thải đầu tiên không có người tham gia. Tại các trạm biến áp, những rơ le tần số thấp (thường viết tắt theo tiếng Anh là UFLS, under-frequency load shedding) được cài sẵn theo nhiều bậc. Mỗi bậc gắn với một ngưỡng tần số và một nhóm xuất tuyến cụ thể.
- Khi tần số tụt xuống ngưỡng bậc một, rơ le cắt nhóm phụ tải thứ nhất, thường chiếm vài phần trăm tổng phụ tải.
- Nếu tần số vẫn tụt, bậc hai tác động ở ngưỡng thấp hơn, cắt thêm một nhóm nữa.
- Cứ thế qua nhiều bậc, cho tới khi tần số ngừng rơi.
Các ngưỡng, độ trễ và tỷ lệ phụ tải mỗi bậc được tính toán bằng mô phỏng, dựa trên những kịch bản sự cố xấu nhất có thể xảy ra, và được quy định trong phiếu chỉnh định rơ le do cấp điều độ ban hành. Ngưỡng cụ thể khác nhau giữa các hệ thống, thường nằm ở khoảng từ một đến vài héc dưới tần số định mức.
Điều quan trọng là sa thải tự động phải đủ nhanh và đủ nhiều nhưng không quá nhiều. Cắt quá ít, tần số tiếp tục rơi. Cắt quá nhiều, tần số lại vọt lên cao, gây vấn đề theo chiều ngược lại. Một sự cố mà rơ le UFLS tác động đúng thiết kế thường chỉ khiến một số khu vực mất điện vài phút đến vài chục phút, trong khi phần lớn lưới vẫn sáng.
Cắt điện luân phiên: khi thiếu nguồn kéo dài
Kiểu thứ hai diễn ra chậm hơn và có con người quyết định. Nó xảy ra khi biết trước rằng trong nhiều giờ, có khi nhiều ngày, nguồn phát sẽ không đủ cho phụ tải đỉnh: hồ thuỷ điện cạn trong mùa khô kéo dài, thiếu nhiên liệu, nhiều tổ máy cùng sự cố, hoặc một đợt nắng nóng bất thường đẩy phụ tải vượt mọi dự báo.
Lúc đó, điều độ quốc gia tính phần công suất thiếu hụt cho từng giờ, rồi phân bổ xuống các miền, các tỉnh theo tỷ lệ. Điều độ địa phương chia khu vực thành nhiều nhóm xuất tuyến và cắt luân phiên theo lượt, mỗi lượt thường vài giờ, sao cho không khu vực nào phải chịu mất điện quá dài.
Vì sao phải luân phiên chứ không cắt cố định một nơi
- Công bằng: chia đều sự bất tiện thay vì để một vùng mất điện cả ngày.
- Giới hạn thiệt hại: tủ đông, chuồng trại, dây chuyền sản xuất chịu được mất điện vài giờ, nhưng không chịu được vài ngày.
- Tránh "tải lạnh": khu vực mất điện càng lâu, khi đóng điện lại càng có nhiều tủ lạnh, điều hoà, máy bơm cùng khởi động một lúc, dòng khởi động rất lớn. Luân phiên ngắn giúp việc đóng lại nhẹ nhàng hơn.
Ai được ưu tiên không bị cắt
Không phải phụ tải nào cũng bình đẳng trước sa thải. Các quy định của ngành điện ở nhiều nước, trong đó có Việt Nam, đều xác định danh sách phụ tải quan trọng được ưu tiên cấp điện. Danh sách cụ thể do cơ quan có thẩm quyền ở địa phương duyệt, nhưng thường gồm những nhóm sau:
| Nhóm | Ví dụ | Lý do |
|---|---|---|
| Y tế | Bệnh viện, cơ sở cấp cứu | Tính mạng con người |
| Hạ tầng thiết yếu | Nhà máy nước, trạm bơm thoát nước, xử lý nước thải | Mất điện kéo theo mất nước, ngập úng, ô nhiễm |
| Thông tin liên lạc và điều hành | Trạm viễn thông, trung tâm chỉ huy, đài phát thanh truyền hình | Giữ liên lạc và thông tin cho người dân |
| An ninh, an toàn | Đơn vị cứu hoả, sân bay, hệ thống tín hiệu giao thông chính | Phòng tai nạn và xử lý sự cố |
| Sản xuất đặc thù | Một số dây chuyền mà dừng đột ngột gây nguy hiểm hoặc thiệt hại rất lớn | An toàn quy trình công nghệ |
Thực tế phức tạp hơn bảng: một xuất tuyến trung áp thường cấp điện cho cả bệnh viện lẫn hàng trăm hộ xung quanh. Không cắt được bệnh viện thì cũng không cắt được cả phố ấy. Vì vậy các cơ sở quan trọng vẫn được khuyến cáo có nguồn dự phòng riêng.
Nói cho người dân biết: phần khó nhất
Về mặt kỹ thuật, cắt luân phiên chỉ là thao tác đóng cắt máy cắt. Phần khó là điều phối thông tin. Kinh nghiệm của nhiều nước cho thấy những điều người dân cần nhất:
- Lịch rõ ràng, công bố sớm: khu vực nào, khung giờ nào, kéo dài bao lâu.
- Cách tra cứu dễ: qua trang web, ứng dụng, tin nhắn của công ty điện lực, theo mã khách hàng hoặc địa chỉ.
- Cập nhật khi lịch thay đổi: nguồn hồi phục sớm thì báo, sự cố phát sinh thì báo.
- Giải thích lý do: thiếu nguồn bao nhiêu, dự kiến kéo dài tới khi nào.
Một số nước có nhiều năm phải cắt điện luân phiên đã xây dựng hệ thống "cấp độ" công khai: mỗi cấp tương ứng một lượng công suất phải cắt, người dân nghe cấp độ là biết khu mình sẽ mất điện bao nhiêu giờ mỗi ngày. Cách làm này biến một tình huống bực bội thành một thứ có thể lên kế hoạch.
Góc nhìn hôm nay: chuẩn bị khi có lịch cắt điện
Sa thải phụ tải là công cụ cuối cùng của người điều độ, nhưng khi nó xảy ra, mỗi gia đình có thể giảm bớt phiền toái:
- Theo dõi lịch cắt điện của công ty điện lực địa phương; đăng ký nhận tin nhắn nếu có dịch vụ.
- Sạc sẵn điện thoại, sạc dự phòng, đèn pin trước khung giờ cắt; tích nước nếu nhà dùng máy bơm.
- Hạn chế mở tủ lạnh, tủ đông khi mất điện để giữ lạnh lâu hơn.
- Khi có điện lại, bật các thiết bị công suất lớn từ từ, không bật cùng một lúc, giúp lưới khu vực đóng lại nhẹ nhàng.
- Không tự đấu máy phát điện vào đường điện nhà khi không có thiết bị chuyển nguồn do thợ có chuyên môn lắp; điện có thể đi ngược lên lưới nguy hiểm cho người sửa chữa.
- Người dùng thiết bị y tế tại nhà cần nguồn điện nên báo trước với điện lực địa phương và chuẩn bị nguồn dự phòng theo tư vấn của cơ sở y tế.
Câu hỏi thường gặp
Sa thải phụ tải là gì?
Sa thải phụ tải là việc cắt điện có chủ đích một phần khách hàng khi nguồn phát không đủ, để giữ tần số và ngăn hệ thống điện sụp đổ dây chuyền. Nó có thể diễn ra tự động qua rơ le hoặc theo lệnh của điều độ viên.
Rơ le sa thải theo tần số hoạt động thế nào?
Rơ le tần số thấp đặt ở trạm biến áp liên tục đo tần số lưới. Khi tần số tụt xuống các ngưỡng cài sẵn, nó tự cắt từng nhóm xuất tuyến theo bậc cho tới khi tần số ngừng rơi. Toàn bộ quá trình diễn ra trong chưa đầy một giây đến vài giây.
Cắt điện luân phiên là gì?
Cắt điện luân phiên là cách chia đều phần thiếu hụt điện cho các khu vực theo lượt, mỗi lượt vài giờ, khi nguồn phát thiếu kéo dài. Mục đích là không để khu vực nào mất điện quá lâu và giữ được điện cho phụ tải quan trọng.
Bệnh viện có bị cắt điện luân phiên không?
Bệnh viện thuộc nhóm phụ tải được ưu tiên cấp điện và thường không nằm trong danh sách cắt luân phiên. Tuy vậy bệnh viện vẫn phải có máy phát dự phòng, vì sự cố lưới bất ngờ có thể xảy ra ngoài kế hoạch.
Vì sao có điện lại thì không nên bật hết thiết bị cùng lúc?
Khi đóng điện lại, nhiều thiết bị như điều hoà, tủ lạnh, máy bơm khởi động cùng lúc tạo dòng khởi động lớn, có thể làm thiết bị bảo vệ cắt lại. Bật từ từ giúp lưới khu vực ổn định nhanh hơn.
