Tủ ATS

1. Tủ ATS là gì và Vai trò của nó?

Tủ ATS là một hệ thống tự động chuyển đổi nguồn điện giữa nguồn chính (thường là điện lưới quốc gia) và nguồn dự phòng (thường là máy phát điện, hoặc UPS, hoặc nguồn năng lượng tái tạo như mặt trời, gió). Mục tiêu chính của nó là đảm bảo hoạt động không bị gián đoạn của các thiết bị điện, máy móc, dây chuyền sản xuất hoặc các hệ thống quan trọng khi có sự cố mất điện từ nguồn chính.

Vai trò chính:

• Chuyển đổi nguồn tự động: Tự động phát hiện sự cố của nguồn chính (mất điện, sụt áp, quá áp, mất pha, mất trung tính) và chuyển mạch sang nguồn dự phòng.
• Khởi động máy phát điện: Trong trường hợp nguồn dự phòng là máy phát điện, tủ ATS sẽ tự động gửi tín hiệu khởi động máy phát.
• Bảo vệ hệ thống: Ngăn ngừa việc kết nối đồng thời hai nguồn điện (lưới và máy phát) vào phụ tải, tránh gây hư hại cho cả hai nguồn và thiết bị.
• Duy trì liên tục hoạt động: Giảm thiểu thời gian gián đoạn nguồn điện, giúp duy trì hoạt động sản xuất, kinh doanh, dịch vụ và sinh hoạt.
• Bảo vệ thiết bị phụ tải: Tránh sốc điện hoặc ngừng đột ngột gây hư hỏng thiết bị.
• Tự động tắt máy phát: Khi nguồn lưới được khôi phục và ổn định, tủ ATS sẽ tự động chuyển tải trở lại nguồn lưới và gửi tín hiệu dừng máy phát.

2. Cấu tạo cơ bản của Tủ ATS

Một tủ ATS thông thường được cấu tạo từ các thành phần chính sau:

• Vỏ tủ điện:
  • Làm từ thép tấm hoặc thép mạ kẽm, thường được sơn tĩnh điện để chống gỉ sét và tăng tính thẩm mỹ.
  • Kích thước và độ dày vỏ tủ phụ thuộc vào công suất, số lượng thiết bị bên trong và môi trường lắp đặt (trong nhà hay ngoài trời).
• Thiết bị chuyển mạch tự động (ATS Switch): Đây là "trái tim" của tủ ATS, có chức năng đóng cắt và chuyển đổi giữa các nguồn điện.
  • Có thể sử dụng MCCB (Aptomat khối) hoặc Contactor cho tải nhỏ và trung bình (thường dưới 400A).
  • Với các tải lớn (từ 800A đến hàng ngàn Ampe), thường dùng ACB (Máy cắt không khí) hoặc bộ ATS chuyên dụng (như của Socomec, Schneider, ComAp, Deep Sea...).
  • Đảm bảo cơ cấu liên động cơ khí hoặc điện để ngăn chặn việc đóng đồng thời hai nguồn.
• Bộ điều khiển ATS (ATS Controller):
  • Là bộ não của hệ thống, điều khiển quá trình chuyển mạch.
  • Có thể là bộ điều khiển chuyên dụng (tích hợp sẵn từ các hãng như Socomec, ComAp, Deep Sea, Osung) hoặc được lập trình từ các rơ le thời gian, rơ le trung gian, PLC nhỏ.
  • Giám sát các thông số của nguồn điện (điện áp, tần số, thứ tự pha, mất pha...).
  • Gửi tín hiệu khởi động/dừng máy phát điện.
  • Cho phép cài đặt các thông số như thời gian trễ khi mất điện, thời gian trễ khi có điện lại, thời gian chạy không tải của máy phát.
  • Có thể tích hợp màn hình LCD hiển thị thông tin, nút nhấn và đèn báo trạng thái.
• Hệ thanh cái đồng (Busbar): Dùng để phân phối điện năng và kết nối các thiết bị trong tủ. Kích thước thanh cái được tính toán dựa trên dòng điện định mức.
• Các thiết bị bảo vệ và phụ trợ:
• MCB/MCCB: Bảo vệ quá tải, ngắn mạch cho các mạch điều khiển hoặc tải nhỏ.
• Cầu chì: Bảo vệ các mạch điều khiển.
• Rơ le bảo vệ: Rơ le bảo vệ quá áp, thấp áp, mất pha, ngược pha (nếu không tích hợp trong bộ điều khiển ATS).
• Đèn báo, nút nhấn: Dùng cho việc giám sát và vận hành thủ công (chuyển mạch bằng tay).
• Cầu đấu (Terminal Block): Điểm kết nối dây dẫn.
• Hệ thống quạt làm mát, lọc bụi: Đối với tủ có công suất lớn hoặc lắp đặt ngoài trời.

3. Nguyên lý hoạt động của Tủ ATS

Nguyên lý hoạt động của tủ ATS thường theo trình tự sau:

• Chế độ bình thường: Nguồn điện lưới chính (nguồn 1) được kết nối với phụ tải thông qua thiết bị chuyển mạch của ATS. Máy phát điện (nguồn 2) ở trạng thái chờ.
• Mất nguồn chính: