TỦ ĐIỆN CHUYỂN NGUỒN TỰ ĐỘNG ATS

(AUTOMATIC TRANSFER SWITCH PANEL)

THÔNG TIN

• Chức năng chính: Chuyển nguồn tự động giữa điện lưới và máy phát (hoặc giữa nhiều nguồn lưới)

• Số nguồn điển hình:

  • 1 lưới – 1 máy phát

  • 2 lưới – 1 máy phát

  • 1 lưới – 2 máy phát

• Dải dòng làm việc: từ khoảng 100 A đến hàng nghìn A (theo thiết kế)

• Chế độ vận hành: Tự động (Auto) / Bằng tay (Manual)

• Ứng dụng: Khu công nghiệp, nhà máy, chung cư, trung tâm thương mại, sân bay, bến xe, cảng…

• Kiểu lắp đặt: Trong nhà, dạng tủ độc lập hoặc tích hợp trong MSB/MDB

1. Mô tả chung

Tủ điện ATS (Automatic Transfer Switch) là tủ điện chuyển nguồn tự động, có khả năng tự động chuyển đổi nguồn cấp cho phụ tải giữa nguồn điện lưới và nguồn dự phòng (máy phát điện), hoặc giữa nhiều nguồn lưới khác nhau.

Mục đích của tủ ATS là đảm bảo nguồn điện cho sản xuất và sinh hoạt được duy trì liên tục, giảm tối đa thời gian gián đoạn khi xảy ra sự cố mất điện lưới, mất pha, quá áp, mất trung tính,...

2. Phạm vi ứng dụng

Tủ điện ATS được ứng dụng rộng rãi tại các công trình yêu cầu nguồn điện liên tục và tin cậy, như:

• Khu công nghiệp, nhà máy, xưởng sản xuất

• Trung tâm thương mại, siêu thị, cao ốc văn phòng, chung cư cao tầng

• Sân bay, bến xe, cảng biển

• Bệnh viện, trung tâm dữ liệu, hệ thống hạ tầng thiết yếu khác

3. Đặc điểm và chức năng chính

Chức năng chuyển nguồn

• Tự động chuyển tải từ nguồn lưới sang nguồn máy phát dự phòng khi:

  • Mất điện lưới

  • Mất pha, mất trung tính, quá áp… (tùy cấu hình bảo vệ)

• Tự động chuyển ngược lại từ máy phát về điện lưới khi lưới phục hồi và ổn định.

• Vẫn cho phép thao tác bằng tay trong trường hợp bảo trì hoặc tình huống đặc biệt.

Đảm bảo cấp điện liên tục

• Rút ngắn tối đa thời gian gián đoạn giữa hai nguồn cấp.

• Với cấu hình cao cấp, có thể kết hợp chức năng hòa đồng bộ nhiều máy phát, đảm bảo cấp đủ công suất khi một tổ máy gặp sự cố.

Giám sát và điều khiển

• Tích hợp các tín hiệu giám sát trạng thái nguồn và phụ tải.

• Có thể kết nối với hệ thống điều khiển trung tâm, hệ thống quản lý tòa nhà/doanh nghiệp để báo cáo thông tin theo lịch trình thiết lập.

4. Cấu tạo / Cấu hình tiêu chuẩn

Một tủ điện ATS điển hình bao gồm:

Vỏ tủ

• Chế tạo từ thép mạ kẽm/ thép tấm, sơn tĩnh điện.

• Kích thước tủ (cao – rộng – sâu) được thiết kế theo dòng định mức và số lượng phần tử.

Thiết bị chuyển mạch tự động

• Bộ chuyển mạch ATS (contactors, MCCB/ACB có bộ chuyển nguồn, hoặc bộ ATS chuyên dụng tùy cấp dòng).

• Hỗ trợ các chế độ:

  • Chuyển tự động

  • Chuyển bằng tay (Manual)

Bộ điều khiển ATS

• Điều khiển thiết bị chuyển mạch theo trạng thái nguồn và theo thời gian trễ cài đặt.

• Giám sát các thông số nguồn: có điện/ mất điện, ổn định/ không ổn định,…

• Có thể lập trình các điều kiện chuyển và trả nguồn.

Thanh cái và đấu nối

• Hệ thanh cái đồng được tính toán tiết diện phù hợp với dòng định mức của hệ thống.

• Bố trí thanh cái và đầu cáp đảm bảo an toàn, dễ đấu nối và bảo trì.

Thiết bị hiển thị và điều khiển phía trước

• Nút nhấn, công tắc chọn chế độ (AUTO/MANUAL).

• Màn hình LCD (nếu có) hiển thị trạng thái nguồn và thông số cơ bản.

• Hệ thống đèn chỉ thị (mất điện lưới, nguồn máy phát, nguồn đang cấp tải, sự cố…).

Tích hợp giám sát từ xa (tùy chọn)

• Cổng truyền thông kết nối với hệ thống giám sát, SCADA hoặc hệ thống quản lý của doanh nghiệp.

5. Nguyên lý và quy trình hoạt động

Nguyên lý chung

• Tủ ATS luôn giám sát tình trạng nguồn điện lưới. Khi lưới gặp sự cố (mất điện, mất pha, quá áp,…), ATS phát tín hiệu khởi động máy phát dự phòng.

• Khi máy phát khởi động và điện áp/ tần số ổn định, ATS chuyển nguồn cấp phụ tải từ lưới sang máy phát.

• Khi điện lưới phục hồi và ổn định trở lại, ATS:

  • Truyền tín hiệu dừng máy phát (sau khi chuyển tải về lưới) hoặc theo thời gian trễ đã cài đặt.

  • Chuyển nguồn cấp phụ tải từ máy phát về nguồn lưới.

Quy trình hoạt động tiêu biểu

1. Điện lưới bình thường:

   • Phụ tải được cấp từ lưới, máy phát ở trạng thái nghỉ.

2. Xảy ra sự cố nguồn lưới:

   • ATS phát hiện sự cố → gửi tín hiệu khởi động máy phát.

3. Máy phát ổn định:

   • ATS chuyển nguồn phụ tải từ lưới sang máy phát.

4. Điện lưới phục hồi:

   • ATS xác nhận nguồn lưới ổn định → chuyển phụ tải từ máy phát về lưới.

   • Gửi tín hiệu dừng máy phát sau khi hoàn tất chuyển nguồn.

Cấu hình cao cấp

• Một số hệ thống ATS cao cấp có thể:

  • Kết hợp với tủ hòa đồng bộ, làm việc với 2 hoặc nhiều máy phát.

  • Tự động phân bổ công suất giữa các máy phát theo công suất phụ tải và tình trạng tổ máy.

6. Phân loại và lựa chọn hệ thống ATS

Phân loại theo sơ đồ nguồn

• ATS 1 nguồn lưới – 1 nguồn máy phát dự phòng:

  • Dùng nhiều trong chung cư cao tầng, nhà máy, tòa nhà thương mại…

• ATS 2 nguồn lưới – 1 nguồn máy phát dự phòng:

  • Thường dùng trong khu công nghiệp lớn, nơi có 2 nguồn lưới độc lập luân phiên để bảo trì.

• ATS 1 nguồn lưới – 2 nguồn máy phát dự phòng:

  • Phù hợp công trình yêu cầu độ tin cậy rất cao, cần nhiều tổ máy phát dự phòng.

Phân loại theo công suất/dòng điện

• Dải cỡ nhỏ và trung bình (khoảng 100 A – 400 A):

  • Thường sử dụng contactor hoặc MCCB có bộ chuyển nguồn.

• Dải cỡ lớn (từ khoảng 800 A đến hàng nghìn A):

  • Thường sử dụng ACB, máy cắt hoặc bộ chuyển mạch công suất lớn, bền bỉ.

Tiêu chí lựa chọn hệ thống ATS

Khi chọn tủ ATS, cần xem xét các yếu tố:

• Công suất trạm biến áp và công suất máy phát điện.

• Xác định khu vực phụ tải ưu tiên (phụ tải phải duy trì khi mất lưới).

• Điều kiện lắp đặt: nhiệt độ, môi trường, không gian bố trí tủ.

• Yêu cầu tích hợp với hệ thống điều khiển/giám sát của doanh nghiệp:

  • Khả năng kết nối, báo cáo trạng thái theo lịch trình thiết lập.