Điện từ nhà máy tới ổ cắm đi qua ba khâu: phát điện ở nhà máy, truyền tải đi xa bằng lưới siêu cao áp và cao áp (500 kV, 220 kV), rồi phân phối xuống khu dân cư, nhà máy qua lưới 110 kV, trung thế (thường 22 kV hoặc 35 kV) và hạ thế (380/220 V). Giữa các khâu là trạm biến áp, nơi điện áp được nâng lên để đi xa ít hao hụt, rồi hạ dần xuống mức an toàn cho thiết bị.
Hiểu được chuỗi này giúp bạn đọc tin về hạ tầng điện cho đúng: vì sao một đường dây 500 kV mới quan trọng với cả một vùng, vì sao khu công nghiệp phải có trạm 110 kV, vì sao nhà máy trên giấy có điện mà công suất vẫn không đủ. Phần dưới đi lần lượt từng khâu, ai chịu trách nhiệm, và những điểm người không làm ngành điện hay hiểu nhầm.
Vì sao phải nâng điện áp rồi lại hạ xuống
Dòng điện chạy trong dây dẫn luôn làm nóng dây, và phần nhiệt đó là điện năng bị mất. Lượng hao hụt tăng rất nhanh theo cường độ dòng điện. Với cùng một công suất cần chuyển đi, điện áp càng cao thì dòng điện càng nhỏ, nên tổn thất trên đường dây càng thấp. Đó là lý do điện phát ra ở nhà máy, thường ở điện áp máy phát cỡ vài chục kilôvôn, được nâng ngay lên 220 kV hoặc 500 kV tại trạm tăng áp cạnh nhà máy trước khi đi xa hàng trăm cây số.
Điện áp cao lại không dùng trực tiếp được. Dây 500 kV phải treo rất cao, cách xa mọi vật; thiết bị trong nhà máy hay căn hộ chỉ chịu được vài trăm vôn. Vì vậy, khi tới gần nơi tiêu thụ, điện phải đi qua một chuỗi trạm hạ áp: từ 500 kV xuống 220 kV, xuống 110 kV, xuống trung thế 22 kV, rồi cuối cùng xuống 0,4 kV ở trạm biến áp phân phối đặt đầu ngõ hay trong khuôn viên nhà máy.
Mỗi lần đổi điện áp là một trạm biến áp, một khoản đầu tư và một điểm có thể hỏng. Nhưng không có cách nào khác để vừa chuyển điện đi xa, vừa đưa điện tới tay người dùng an toàn. Khi đọc tin "khánh thành trạm biến áp" hay "đóng điện đường dây", bạn có thể tự hỏi: trạm này ở cấp điện áp nào, nó gỡ được nút thắt ở đoạn nào của chuỗi.
Các cấp điện áp thường gặp ở Việt Nam và vai trò
Bảng dưới mô tả theo cách phân cấp phổ biến trong ngành; một số khu vực còn lưới trung thế cấp điện áp cũ đang được cải tạo dần.
| Cấp điện áp | Nhóm | Vai trò chính | Người dùng hay gặp ở đâu |
|---|---|---|---|
| 500 kV | Siêu cao áp, truyền tải | Xương sống nối các vùng, chuyển điện từ vùng thừa sang vùng thiếu | Đường dây cột rất cao chạy qua đồi núi, đồng ruộng |
| 220 kV | Cao áp, truyền tải | Chuyển điện trong vùng, nối các trung tâm phụ tải lớn của tỉnh | Trạm 220 kV ven đô thị, gần cụm công nghiệp lớn |
| 110 kV | Cao áp, phân phối | Cấp điện cho từng khu vực, khu công nghiệp, đô thị | Trạm 110 kV trong hoặc sát khu công nghiệp |
| 22 kV, 35 kV | Trung thế | Đưa điện tới từng phường, xã, từng nhà máy | Đường dây dọc quốc lộ, đường nội khu, cáp ngầm đô thị |
| 0,4 kV (380/220 V) | Hạ thế | Cấp cho thiết bị dùng điện | Trạm biến áp phân phối đầu ngõ, tủ điện nhà xưởng |
Nhà máy lớn có thể nhận điện ở 22 kV và tự đặt trạm hạ áp riêng, hoặc nhận thẳng ở 110 kV nếu phụ tải rất lớn. Hộ gia đình gần như luôn nhận ở hạ thế.
Ai lo khâu nào trong chuỗi
Phát điện. Nhà máy điện do nhiều chủ sở hữu khác nhau đầu tư: doanh nghiệp nhà nước, doanh nghiệp tư nhân, nhà đầu tư nước ngoài, dự án theo hình thức đối tác công tư. Nguồn gồm thuỷ điện, nhiệt điện than, nhiệt điện khí, điện gió, điện mặt trời, sinh khối. Khâu này đã mở cho nhiều thành phần kinh tế từ lâu.
Truyền tải. Lưới 220 kV và 500 kV do đơn vị truyền tải điện quốc gia quản lý vận hành. Luật Điện lực 2024 giữ vai trò chủ đạo của Nhà nước ở khâu truyền tải, đồng thời mở đường cho tư nhân đầu tư một số công trình lưới theo điều kiện luật định; chi tiết nên tra văn bản hiện hành.
Phân phối. Lưới 110 kV trở xuống, tới công tơ của khách hàng, do các tổng công ty điện lực theo miền và các công ty điện lực tỉnh quản lý. Đây là bên ký hợp đồng mua bán điện với hộ gia đình và phần lớn nhà máy.
Điều độ và vận hành hệ thống. Có một đơn vị riêng điều độ toàn hệ thống: quyết định nhà máy nào phát bao nhiêu từng thời điểm, giữ tần số và điện áp ổn định, xử lý sự cố. Khi bạn nghe tin "huy động nguồn" hay "tiết giảm", quyết định đi ra từ khâu này.
Quản lý nhà nước. Bộ Công Thương quản lý ngành điện, ban hành quy định kỹ thuật về lưới, quy định khung giờ, cơ chế giá; Sở Công Thương ở 34 tỉnh, thành theo dõi việc cấp điện, an toàn điện ở địa phương.
Lưới điện là một mạng vòng, không phải một sợi dây
Hình dung "dây điện từ nhà máy chạy về nhà" dễ dẫn tới hiểu sai. Lưới truyền tải là một mạng nối nhiều nhà máy với nhiều trạm, có nhiều đường song song và mạch vòng. Nhờ vậy, một đường dây hỏng thì điện vẫn đi được đường khác, và điện từ thuỷ điện miền núi phía Bắc có thể cùng lúc với điện mặt trời ở Nam Trung Bộ nuôi phụ tải ở đồng bằng.
Ở lưới phân phối trung thế, cấu trúc thường đơn giản hơn: nhiều tuyến chạy hình tia từ trạm 110 kV ra, có điểm nối vòng để chuyển tải khi sửa chữa. Mức độ dự phòng ở đây quyết định nhà máy của bạn mất điện bao lâu khi một đoạn dây gặp sự cố. Một khu công nghiệp được cấp từ hai trạm 110 kV khác nhau, hoặc từ hai tuyến trung thế độc lập, có độ tin cậy cao hơn hẳn khu chỉ có một nguồn.
Điểm yếu của lưới thường nằm ở chỗ nối giữa các vùng. Khi một vùng thiếu nguồn tại chỗ và phải nhận điện từ xa, khả năng tải của đường dây liên kết vùng trở thành trần. Theo thông tin công bố năm 2023, miền Bắc từng phải tiết giảm điện vào đầu mùa hè khi nguồn tại chỗ hụt và lưới liên kết không chuyển thêm được; sau đó, đường dây 500 kV mạch 3 kéo ra Bắc được đẩy nhanh và đóng điện năm 2024, cũng theo thông tin công bố. Đây là ví dụ cho thấy lưới quan trọng ngang với nguồn.
Tổn thất điện năng và vì sao không về được con số không
Một phần điện phát ra luôn mất trên đường đi, gọi là tổn thất điện năng. Có tổn thất kỹ thuật: dây nóng lên, máy biến áp tiêu hao khi vận hành. Có tổn thất phi kỹ thuật: công tơ đo sai, câu móc trộm, ghi chỉ số nhầm. Tổn thất trên lưới truyền tải thường nhỏ hơn trên lưới phân phối, vì lưới phân phối dài hơn, điện áp thấp hơn và có vô số điểm đấu nối.
Ngành điện giảm tổn thất bằng cách nâng điện áp phân phối (cải tạo lưới cấp điện áp cũ lên 22 kV), đặt trạm biến áp gần phụ tải để rút ngắn đường hạ thế, thay dây tiết diện lớn hơn, thay máy biến áp hiệu suất cao, dùng công tơ điện tử đọc từ xa. Mỗi việc là một khoản đầu tư, và phải cân với lượng điện tiết kiệm được.
Với một nhà máy, tổn thất không chỉ là chuyện của điện lực. Đường cáp hạ thế dài từ trạm tới xưởng, máy biến áp chọn quá lớn so với phụ tải, thiết bị làm hệ số công suất thấp đều làm điện năng hao trong chính khuôn viên của bạn, và phần đó nằm sau công tơ, bạn trả tiền. Ví dụ giả định: một xưởng cơ khí đặt trạm biến áp ở góc cổng rồi kéo cáp hạ thế hơn hai trăm mét tới khu máy nén khí; dời trạm vào gần tâm phụ tải sẽ giảm hao hụt và sụt áp ở cuối đường cáp.
Lưới điện thông minh và nguồn phân tán thay đổi điều gì
Trước đây, điện đi một chiều: từ nhà máy lớn qua lưới về người dùng. Từ khi điện mặt trời mái nhà và các nguồn nhỏ phát triển, nhiều điểm trên lưới phân phối vừa tiêu thụ vừa phát ngược lên lưới vào giữa trưa. Lưới vốn thiết kế cho một chiều phải được điều chỉnh: rơ le bảo vệ, điều áp, đo đếm hai chiều. Đó là lý do quy định về điện mặt trời mái nhà mấy năm gần đây chú ý tới việc giới hạn phần phát lên lưới và yêu cầu thiết bị đo, điều khiển.
Lưới điện thông minh là cách gọi chung cho việc gắn thêm đo lường, truyền tin và tự động hoá vào lưới: công tơ đọc từ xa, trạm biến áp không người trực, hệ thống tự cô lập đoạn sự cố và chuyển nguồn trong vài giây hoặc vài phút. Với người dùng, kết quả dễ thấy nhất là thời gian mất điện mỗi lần sự cố ngắn lại, và thông tin lịch cắt điện được báo trước qua kênh điện tử.
Hệ thống lưu trữ điện bằng pin cũng bắt đầu xuất hiện, cả ở quy mô lưới lẫn trong nhà máy. Pin giúp san phẳng chênh lệch giữa giờ nắng và giờ cao điểm buổi tối. Luật Điện lực 2024 đã có nội dung về lưu trữ điện năng; cơ chế cụ thể đang được hoàn thiện, nên bạn tra văn bản hướng dẫn hiện hành trước khi tính tới phương án đầu tư.
Đọc một tin về hạ tầng điện cho đúng
Khi gặp tin về công trình điện mới, mấy câu hỏi sau giúp bạn hiểu nó thay đổi điều gì, thay vì chỉ nhớ con số.
- Công trình thuộc khâu nào: nguồn phát, truyền tải hay phân phối. Một nhà máy mới thêm nguồn; một đường dây mới thêm khả năng chuyển điện; một trạm 110 kV mới thêm điện cho một khu vực cụ thể.
- Ở cấp điện áp nào. Đường dây 500 kV ảnh hưởng tới cả vùng; trạm 110 kV ảnh hưởng tới vài phường, xã hoặc một khu công nghiệp.
- Mốc được nhắc là mốc gì: khởi công, đóng điện kỹ thuật, vận hành thương mại. Đóng điện không có nghĩa là đã chạy đủ công suất.
- Ai là chủ đầu tư và nguồn vốn: vốn doanh nghiệp nhà nước ngành điện, vốn tư nhân, vay ưu đãi.
- Con số công suất là công suất lắp đặt hay khả năng tải. Một trạm biến áp có hai máy, nhưng thường không được vận hành đầy cả hai để còn dự phòng.
- Tin có nhắc tới phần lưới đấu nối đi kèm hay không. Nhà máy điện xong mà đường dây giải toả công suất chưa xong thì điện vẫn chưa ra được lưới.
Với số liệu cụ thể như công suất, chiều dài, vốn của một công trình, nên đối chiếu với thông tin công bố chính thức của chủ đầu tư và cơ quan quản lý, kèm thời điểm công bố.
Câu hỏi thường gặp
Vì sao gọi 110 kV là lưới phân phối mà không phải truyền tải?
Theo cách phân cấp đang dùng ở Việt Nam, lưới 220 kV và 500 kV là lưới truyền tải; lưới 110 kV trở xuống là lưới phân phối do các tổng công ty điện lực quản lý. Một số nước xếp khác, nên khi đọc tài liệu nước ngoài cần để ý định nghĩa của từng nơi.
Điện trong nhà là 220 V, sao trạm ngoài ngõ lại ghi 0,4 kV?
Lưới hạ thế ba pha có điện áp giữa hai dây pha khoảng 380 V, giữa một dây pha và dây trung tính khoảng 220 V. Người trong ngành gọi chung cấp này là 0,4 kV. Hộ gia đình thường dùng một pha 220 V, xưởng dùng ba pha 380 V.
Có phải nhà máy điện càng gần thì điện càng ổn định?
Không hẳn. Độ ổn định phụ thuộc nhiều vào cấu trúc lưới phân phối nơi bạn đấu nối: có mấy nguồn cấp, dây trên không hay cáp ngầm, trạm có dự phòng không. Một khu công nghiệp ở xa nhà máy điện nhưng có hai trạm 110 kV có thể ổn định hơn khu ở gần mà chỉ có một tuyến.
Ai quyết định cắt điện khi thiếu nguồn?
Đơn vị điều độ hệ thống tính toán mức thiếu hụt và phân bổ cho từng khu vực; công ty điện lực tỉnh lên phương án cụ thể theo thứ tự ưu tiên đã được duyệt, trong đó cơ quan quan trọng, bệnh viện, một số phụ tải đặc biệt thường được ưu tiên giữ điện.
Luật Điện lực 2024 thay đổi gì với người dùng thường?
Luật mở rộng cơ chế cho điện mặt trời mái nhà tự dùng, mua bán điện trực tiếp, lưu trữ điện, đầu tư lưới bằng nhiều nguồn vốn, và quy định rõ hơn về quyền, nghĩa vụ của bên mua, bên bán. Chi tiết áp dụng nằm ở văn bản hướng dẫn, bạn nên tra bản hiện hành.
Tổn thất điện năng có bị tính vào hoá đơn của mình không?
Tổn thất trên lưới của điện lực được tính vào chi phí chung của ngành điện, không ghi riêng trên hoá đơn từng khách hàng. Tổn thất sau công tơ, trong dây dẫn và thiết bị của chính bạn, thì nằm trong số điện bạn trả.
