ATS - Phân loại - Ứng dụng

- Bộ chuyển nguồn tự động ATS là gì? ( Automactic Transfer Switch) là hệ thống chuyển đổi nguồn tự động. Khi điện lưới mất thì máy phát tự động khởi động và đóng điện cho phụ tải. Khi nguồn lưới phục hồi thì hệ thống tự chuyển nguồn trở lại và tự động tắt máy phát.

- Bộ chuyển nguồn tự động ATS thường dùng để chuyển đổi nguồn lưới-lưới hoặc lưới-máy phát.
Bộ ATS giúp bảo vệ và vận hành thiết bị liên tục, không bị gián đoạn, duy trì nguồn điện của nhà máy tránh cho thiệt hại về kinh tế khi mất điện đột ngột.
Cấu tạo bộ ATS cơ bản gồm có Khối điều khiển là 1 bộ PLC và Khối kết nối ngoại vi gồm các relay và automat đóng cắt tự động theo yêu cầu của khối điều khiển.

(Sơ đồ nguyên lý hệ thống ATS cơ bản)

Nguyên tắc hoạt động

- Nguyên tắc cơ bản nhất của ATS là nguyên tắc ưu tiên, tức là nó luôn ưu tiên cho 01 nguồn điện là nguồn chính, chỉ khi nguồn điện này có sự cố hoặc không thể cung cấp tiếp nó mới chuyển qua nguồn thứ 2 (nguồn dự phòng). Việc lựa chọn nguồn chính và dự phòng có thể thay đổi theo yêu cầu sử dụng

- Nguyên tắc thứ 2 là độc lập: mặc dù cả 2 nguồn điện (chính và dự phòng) đều được kết nối và điều khiển quá trình cấp nguồn cho phụ tải qua bộ ATS, nhưng nó phải luôn đảm bảo chỉ có 01 nguồn duy nhất cấp được cho phụ tải tại một thời điểm. Nguồn chính và dự phòng có thể hoạt động độc lập hoặc song song cùng lúc (trường hợp khởi động nguồn thứ 2 thủ công hoặc 2 nguồn điện lưới có cùng lúc, ...) nhưng chỉ có 01 nguồn được lựa chọn

(Nguyên tắc này ngược với tủ hòa đồng bộ, là đảm bảo cho nhiều nguồn cùng cấp cho phụ tải cùng lúc)

Phân loại tủ điện ATS

Có các loại tủ điện ATS sau:

• Tủ điện ATS 1 nguồn điện lưới, 1 nguồn máy phát điện dự phòng
• Tủ điện ATS 2 nguồn điện lưới , 1 nguồn máy phát điện dự phòng
• Tủ điện ATS 1 nguồn điện lưới , 2 nguồn máy phát điện dự phòng
• Tủ điện ATS 1 nguồn điện năng lượng gió ( wind generator) ,  1 nguồn điện lưới dự phòng
• Tủ điện ATS 1 nguồn điện năng lượng mặt trời ( solar generator ) , 1 nguồn điện lưới dự phòng
• Tủ điện ATS 1 nguồn điện lưới , 1 nguồn kích điện dự phòng ( UPS - Inverter )

Ngoài ra , một hệ thống tủ điện ATS đầy đủ và hiệu quả là sử dụng được tối đa năng lượng sạch, tự động bảo dưỡng hệ thống , và duy trì nguồn điện liên tục

Chức năng của tủ điện ATS

• Chức năng chính của Tủ điện ATS (Automatic Transfer Switches) là chuyển tải sang sử dụng nguồn điện dự phòng như máy phát điện khi mất nguồn chính điện lưới. Ngoài ra, tủ ATS thường có chức năng bảo vệ khi điện lưới và điện máy phát bị sự cố như: mất pha, mất trung tính, quá áp, sụt áp,… Tủ ATS sẽ tự động chuyển sang nguồn dự phòng và khi nguồn chính phục hồi bộ ATS sẽ tự động chuyển nguồn trở lại. Thời gian chuyển nguồn dự phòng có thể đặt được trong khoảng 5 ÷ 10s, khi điện lưới phục hồi, tủ ATS chờ một khoảng thời gian 10 ÷ 30s để xác định sự ổn định của nguồn lưới. Tủ ATS có 2 chế độ vận hành: tự động hoặc bằng tay. Trước mặt tủ có các nút ấn, màn hình LCD và có hệ thống đèn chỉ thị để người vận hành điều chỉnh được thời gian chuyển mạch, chế độ hoạt động.
• Tủ điện ATS có cổng truyền thông để dễ dàng kết nối tại chỗ với Máy tính để hiệu chỉnh thông số, nó có sẵn mô đun truyền thông MODBUS. Tủ ATS được thiết kế để đảm bảo các thiết bị đóng cắt như ACB/MCCB có sự ràng buộc với nhau đảm bảo vận hành an toàn. Có khả năng tích hợp với hệ thống tủ phân phối tổng MSB và tủ bù công suất để nâng cao tính linh hoạt trong hệ thống có nhiều nguồn, nhiều máy phát, để cung cấp điện liên tục cho các phụ tải quan trọng.
• Tủ điện ATS có thể tích hợp thêm chức năng giám sát và điều khiển từ xa thông qua việc sử dụng bộ điều khiển PLC của các hãng như: Siemens, Mitsubishi…

Cấu tạo tủ điện ATS

Hiển thị :

- Đèn MAIN : đèn báo điện lưới

- Đèn GEN : đèn báo điện máy phát

- Đèn MAIN ON LOAD : báo đang cấp điện lưới cho tải

- Đèn GEN ON LOAD   : báo đang cấp điện máy phát cho tải

....... và một số đèn báo khác

Công tắc điều khiển :
- Chuyển mạch MAIN – AUTO – GEN ( chế độ của ATS )

MAIN: đóng điện lưới cho tải không điều kiện

GEN: đóng điện máy phát cho tải không điều kiện

AUTO: chạy tự động hoàn toàn

- Chuyển mạch AUTO – OFF  – TEST ( chế độ của máy phát )

TEST: chạy máy phát bất kể điện lưới thế nào

AUTO: chạy tự động hoàn toàn

OFF: tắt máy phát hoàn toàn

Các thông số có thể điều chỉnh được bởi người sử dụng :
phần ATS :
- Ngưỡng bảo vệ thấp áp của điện lưới  ( Main Voltage Sensing )

- Thời gian trễ để kiểm tra điện lưới đã hoàn toàn ổn định khi có điện trở lại ( Retranfer )

- Thời gian trễ đóng điện lưới cho tải ( Tranfer )

- Thời gian chờ nóng máy phát ,điện máy phát ổn định để đóng điện máy phát cho tải ( Warm up )

- Thời gian chờ làm nguội máy phát rồi tắt ( Cool down )

phần AUTO START MODULE ( tùy chọn )
- Thời gian trễ khởi động máy phát , hoặc làm nóng máy phát ( Delay start – Preheat )

- Chọn số lần khởi động máy phát ( Select starting times )

- Thời gian khởi động ( Start )

- Thời gian nghỉ giữa các lần khởi động ( Idle )

- Thời gian cấp tín hiệu dừng máy ( Stop – với loại Stop output )

Ứng dụng của tủ điện ATS

Tủ điện ATS được sử dụng ở các khu công nghiệp như nhà máy, xưởng công nghiệp, trung tâm thương mại, cao ốc văn phòng, chung cư, bệnh viện, cảng, sân bay… nơi có các phụ tải đòi hỏi phải cấp điện liên tục, hay những vùng hay có sự cố mất điện lưới đột ngột.