Một đợt lạnh nghiêm trọng gần đây quét qua Bắc bán cầu đã đặt ra một “bài kiểm tra căng thẳng” ghê gớm đối với an ninh năng lượng của một số quốc gia dọc theo tuyến đường Vành đai và Con đường. Ở Trung Á, thời tiết cực lạnh không chỉ đẩy nhu cầu sưởi ấm và điện đến giới hạn mà còn đẩy thiết bị bảo vệ hậu trường--quan trọng cần thiết cho sự ổn định của lưới điện lên hàng đầu trong cuộc thử nghiệm độ tin cậy.
Ở trung tâm Trung Á, hệ thống năng lượng của Uzbekistan đang trải qua tình trạng căng thẳng chưa từng thấy. Vào tối ngày 20 tháng 1, phụ tải lưới điện quốc gia tăng lên mức cao nhất lịch sử là 13 gigawatt. Đây không phải là một sự cố cá biệt; chỉ bốn ngày sau, kỷ lục về lượng điện tiêu thụ hàng ngày của quốc gia lại bị phá vỡ. Để đáp ứng nhu cầu tăng vọt, các nhà máy nhiệt điện trên toàn khu vực đang hoạt động với cường độ vượt quá kế hoạch ban đầu, đẩy lưới điện chịu trách nhiệm cung cấp nguồn điện này một cách an toàn đến mọi hộ gia đình vào tình trạng "tình trạng khẩn cấp" ảo.
Thách thức ở Kazakhstan bắt nguồn từ một vấn đề sâu sắc hơn: cơ sở hạ tầng cũ kỹ. Một sự cố nhà máy nhiệt điện ở Ekibastuz vào cuối năm ngoái đã khiến hàng nghìn người không được sưởi ấm, nhiệt độ giảm mạnh xuống -20 độ đến -30 độ, làm lộ ra những lỗ hổng hệ thống. Các phân tích cho thấy rằng một phần đáng kể mạng lưới tiện ích của đất nước đã hoạt động trong nhiều năm. Trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt như vậy, độ ổn định về hiệu suất của các thiết bị bảo vệ lưới điện tưởng chừng như tầm thường lại trở nên quan trọng trực tiếp đối với sự an toàn của toàn bộ hệ thống.
Từ quan điểm của các kỹ sư điện, việc đảm bảo nguồn cung cấp liên tục trong đợt lạnh không chỉ dựa vào việc tăng cường sản xuất mà còn dựa vào "tuyến phòng thủ ẩn" bao gồm các thiết bị chính xác. Trong số này, thiết bị chống sét và-cầu chì ngắt điện đóng vai trò then chốt.
Thiết bị chống sét, thường được gọi về mặt kỹ thuật là "bộ hạn chế quá điện áp", hoạt động như "bộ ổn định điện áp" của lưới điện. Vào mùa đông, đường dây điện dễ bị ảnh hưởng bởi điện áp bất thường do đóng băng, đứt dây dẫn hoặc chuyển đổi thiết bị thường xuyên. Thiết bị chống sét hoạt động bình thường sẽ ngay lập tức chuyển hướng quá điện áp nguy hiểm xuống đất, bảo vệ các thiết bị cốt lõi như máy biến áp khỏi sự cố. Sự bảo vệ này trở nên đặc biệt quan trọng trong thời kỳ đặc tính dao động tải mạnh của đợt lạnh.
Cầu chì-thả ra có chức năng giống như "lính canh trung thành" cho đường dây phân phối. Thường được lắp đặt ở các nhánh đường dây hoặc phía trước máy biến áp, chúng chứa phần tử cầu chì nóng chảy nhanh chóng khi xảy ra hiện tượng đoản mạch hoặc quá tải ở hạ lưu. Ống cầu chì sau đó sẽ hạ xuống một cách rõ ràng, cách ly rõ ràng phần bị lỗi để ngăn sự cố leo thang và ảnh hưởng đến sự ổn định của lưới điện chính. Tuy nhiên, ở nhiệt độ cực thấp, các bộ phận cơ học của những cầu chì này có thể hoạt động chậm chạp do chất bôi trơn bị đông tụ và đặc tính nóng chảy của bản thân phần tử cầu chì có thể thay đổi một cách tinh vi. Những yếu tố này có thể ảnh hưởng đến tính chính xác và kịp thời của hoạt động bảo vệ.
Không giống như sự phụ thuộc nặng nề của Kazakhstan vào nhiệt điện, nguồn cung cấp điện của Kyrgyzstan phụ thuộc đáng kể vào thủy điện. Tuy nhiên, năm nay, mực nước tại hồ chứa chính Toktogul thấp hơn rõ rệt so với các năm trước. Điều này buộc nước này phải cắt giảm sản lượng thủy điện trong mùa đông, làm tăng sự phụ thuộc vào nhiệt điện dự phòng và nhập khẩu điện. Sự thay đổi tạm thời trong hỗn hợp năng lượng này làm phức tạp thêm việc phân phối dòng điện trên lưới điện, đặt ra yêu cầu cao hơn về sự phối hợp và cài đặt của các thiết bị bảo vệ. Cho dù là-truyền tải điện xuyên biên giới hay tăng tải cục bộ thì sự phối hợp chính xác giữa thiết bị chống sét và các cầu chì khác nhau là điều cần thiết để đảm bảo diện tích mất điện nhỏ nhất có thể và khả năng khôi phục nhanh nhất khi xảy ra sự cố.
Do đó, cuộc chiến duy trì nguồn điện trong đợt rét đậm cũng là một bài kiểm tra sâu sắc về độ tin cậy của thiết bị và sự siêng năng bảo trì. Trong giờ tiêu thụ cao điểm vào buổi tối, đội bảo trì sử dụng nhiệt kế hồng ngoại để quét tỉ mỉ các điểm tiếp xúc của từng bộ cầu chì-rơi ra. Ngay cả một sự bất thường nhỏ về nhiệt độ cũng có thể cho thấy sự tiếp xúc kém và một lỗi tiềm ẩn. Họ cũng thường xuyên kiểm tra quầy và dữ liệu giám sát trực tuyến của thiết bị chống sét, đảm bảo những "người bảo vệ thầm lặng" này ở trong tình trạng tối ưu.
Cuộc đấu tranh chống lại các thử nghiệm lạnh này không chỉ giới hạn đầu ra của máy phát điện mà còn cả khả năng phản ứng và khả năng phục hồi của từng “tế bào thần kinh” trong lưới điện. Từ nhà máy điện đến tháp truyền tải cho đến máy biến áp phân phối, một hệ thống phòng thủ được xây dựng trên thiết bị đáng tin cậy và hoạt động tỉ mỉ sẽ canh gác, bảo vệ hơi ấm và ánh sáng qua những đêm lạnh giá.