ATS là gì? Cấu tạo, chức năng, nguyên lý hoạt động

Chu Văn An

Tại các khu vực như bệnh viện, nhà máy, sân bay, khu công nghiệp cần đảm bảo cung cấp điện liên tục, bộ chuyển đổi ATS là thiết bị đóng vai trò cực kỳ quan trọng, có nhiệm vụ đảm bảo hệ thống điện không bị gián đoạn, ngay cả trong trường hợp mất điện lưới. Tìm hiểu về cấu tạo, chức năng và nguyên lý hoạt động của ATS qua bài viết sau.

ATS là gì?

ATS (Automatic Transfer Switch) là hệ thống tự động chuyển nguồn điện từ nguồn sơ cấp sang nguồn dự phòng khi xảy ra sự cố về điện như mất pha, ngược pha, mất điện. ATS thường được sử dụng để chuyển đổi giữa nguồn điện lưới hoặc máy phát điện lưới.

ATS còn là thiết bị chính trong tủ chuyển đổi nguồn ATS, kết nối tất cả các nguồn điện, bao gồm nguồn điện lưới và nguồn máy phát dự phòng. Bộ biến đổi điện ATS đóng vai trò trung gian giữa nguồn điện và phụ tải, đồng thời đóng vai trò là nguồn điện dự phòng đảm bảo hệ thống điện hoạt động liên tục, ổn định ngay cả trong trường hợp mất điện.

Cấu trúc ATS tiêu chuẩn bao gồm hai phần chính: thiết bị đóng cắt và bộ điều khiển.

Nhóm thiết bị chuyển mạch bao gồm:

• Lực tiếp xúc có chức năng truyền điện
• Cuộn hút (cuộn dây) và khóa liên động cơ học
• Công tắc vi mô và màn hình hoạt động tiếp xúc lực
• Cơ chế mất điện xuất hiện
• Đầu nối và dây điện

Bộ điều khiển bao gồm:

• Bộ vi xử lý điều khiển hệ thống chuyển mạch, theo dõi độ trễ bật nguồn và kiểm tra chất lượng điện năng
• Các thành phần khác phụ thuộc vào hệ thống và được đặt trong hộp kín cùng với bộ xử lý
• Phần chuyển lực được tách ra khỏi phần trên

Ngoài ra, ATS còn có thêm các bộ phận giám sát và bảo vệ tùy theo yêu cầu cụ thể của phụ tải.

ATS hoạt động như thế nào

ATS hoạt động theo hai nguyên tắc: ưu tiên nguồn điện lưới và nguồn điện độc lập.

• Nguyên tắc làm việc 1: ATS luôn ưu tiên nguồn điện chính (thường là nguồn điện lưới) và chỉ khi nguồn điện chính bị mất hoặc gặp sự cố thì ATS mới chuyển sang nguồn điện dự phòng. Việc lựa chọn nguồn điện chính và dự phòng có thể thay đổi tùy theo yêu cầu sử dụng. Thông thường, một hệ thống sử dụng ATS sẽ có 1 nguồn điện sơ cấp và 1 hoặc nhiều nguồn điện dự phòng.
• Nguyên tắc làm việc thứ hai là tính độc lập: mặc dù cả hai nguồn điện (chính và dự phòng) đều được kết nối và quá trình cấp điện cho phụ tải được điều khiển bởi ATS nhưng ATS luôn đảm bảo tại một thời điểm chỉ có một nguồn điện có thể cấp điện cho phụ tải. Nguồn chính và nguồn dự phòng có thể chạy độc lập hoặc song song cùng lúc nhưng ATS chỉ được chọn một nguồn.

Hoạt động của ATS gần như tức thời, đảm bảo thời gian không tải điện ngắn nhất. Đặc biệt khi hệ thống có 2 nguồn điện chính và 1 nguồn điện dự phòng thì gần như không xảy ra tình trạng tổn thất tải.

Phương pháp phân loại ATS

Phân loại theo cơ chế chuyển mạch

Đây là cơ chế chuyển mạch phổ biến và tiết kiệm nhất. Công tắc tơ được thiết kế như một công tắc bật tắt kép điều khiển bằng điện, trong đó chỉ có một cơ cấu vận hành là mở tiếp điểm nguồn và đóng tiếp điểm thứ hai.

Loại này thường được sử dụng để chuyển mạch giữa các tiếp điểm riêng biệt trong điều kiện hoạt động bình thường và có lỗi. Công tắc vỏ nhựa có thiết kế đơn giản, có thể vận hành bằng tay bằng đòn bẩy hoặc bằng động cơ.

• Loại khung công suất

Công tắc khung nguồn lớn hơn, nhanh hơn và mạnh hơn so với vỏ đúc, có khả năng xử lý dòng điện lên tới 5.000 amps. Với công nghệ lưu trữ năng lượng hai giai đoạn, có thể vận hành bằng tay và bằng điện ngay cả khi có tải.

KTH ELECTRIC hiện đang phân phối ATS chính hãng từ các thương hiệu hàng đầu, đầy đủ CO, CQ với giá cạnh tranh và chiết khấu cao. Khách hàng có thể tham khảo một số dòng sản phẩm:

Phân loại theo chế độ hoạt động

• Thủ công: Người vận hành bắt đầu quá trình truyền lực trực tiếp bằng cách nhấn nút hoặc di chuyển cần điều khiển. Hoạt động được thực hiện cục bộ.
• Bán tự động: Người vận hành kích hoạt thông qua nút nhấn/công tắc và cơ cấu cơ điện bên trong sẽ thực hiện truyền tải điện năng. Chế độ này có thể được thực hiện cục bộ hoặc từ xa.
• Tự động: Bộ điều khiển ATS tự động xác định các sự cố về điện và chủ động thực hiện toàn bộ quá trình truyền tải điện. Ưu điểm của chế độ tự động là không cần can thiệp thủ công và đảm bảo cung cấp điện liên tục.

Phân loại theo phương pháp chuyển đổi

Công tắc chuyển nguồn tự động (ATS) chuyển tải giữa nguồn điện thông thường và nguồn điện dự phòng, với hai tùy chọn: mở hoặc đóng. Chức năng của từng tải và tầm quan trọng của nó đối với an toàn và bảo mật hệ thống sẽ quyết định loại chuyển đổi cần thiết.

Đây là kiểu chuyển đổi bị ngắt trước khi kết nối. Bộ chuyển đổi sẽ ngắt kết nối khỏi nguồn điện hiện tại trước khi thiết lập kết nối với nguồn điện mới. Có hai loại chuyển tiếp mở chính: mở trễ và mở đồng bộ.

Công tắc kín hoạt động bằng cách kết nối trước rồi ngắt kết nối. Tức là ATS sẽ kết nối với nguồn điện thứ hai trước khi ngắt khỏi nguồn điện hiện tại. Thông qua cơ chế này sẽ không xảy ra hiện tượng gián đoạn nguồn điện trong quá trình chuyển đổi, đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các thiết bị hạ nguồn. Loại ATS này được sử dụng trong hệ thống điện y tế, trung tâm dữ liệu hoặc nhà máy sản xuất liên tục.

Ứng dụng của bộ biến đổi nguồn ATS

Trung tâm dữ liệu, bệnh viện, nhà máy, trung tâm mua sắm, tòa nhà văn phòng, khu công nghiệp, sân bay, bến cảng và nhiều loại công trình khác cần nguồn điện liên tục thường sử dụng nguồn điện dự phòng (như máy phát điện hoặc đường dây điện dự phòng) khi không có nguồn điện chính. Bộ chuyển đổi nguồn ATS được lắp đặt trong những trường hợp đặc biệt này giúp duy trì nguồn điện và đảm bảo hoạt động không bị gián đoạn do mất điện.

Cách cài đặt ATS trên hệ thống

2 hệ thống điện

• Máy phát điện lưới

Cấu hình công tắc tiêu chuẩn bao gồm nguồn điện chính và nguồn điện dự phòng (máy phát điện). Hệ thống này thường được gọi là hệ thống máy phát điện dự phòng khẩn cấp. Đặc biệt, máy phát điện đơn trong hình có thể vận hành song song với nhiều tổ máy phát điện để đảm bảo công suất.

• Lưới – Lưới

Trong trường hợp này, hệ thống sử dụng 2 nguồn điện lưới độc lập để sao lưu hệ thống điện và nhanh chóng khôi phục nguồn điện trong trường hợp phía nguồn cung cấp có sự cố. Hai nguồn điện hoạt động hoàn toàn độc lập, đòi hỏi công ty điện lực phải cung cấp hai đường dây cấp điện độc lập, thường được sử dụng trong các cơ sở như bệnh viện, trung tâm dữ liệu. Ngoài ra, hệ thống có thể sử dụng 1 nguồn điện, chia làm 2 nhánh dự phòng, giúp giảm chi phí lắp đặt nhưng vẫn đảm bảo nguồn điện dự phòng.

• máy phát điện – máy phát điện

Trong một số ứng dụng đặc biệt, bộ biến đổi điện ATS có thể được sử dụng để chuyển đổi giữa hai tổ máy phát điện, thường là ở những khu vực không có nguồn điện lưới (khu vực vùng sâu vùng xa, tòa nhà biệt lập) nhưng vẫn cần có nguồn điện 24/7. Để cân bằng thời gian vận hành, hai máy phát điện sẽ chạy luân phiên.

ATS có thể gặp lỗi trong quá trình vận hành. Mời bạn tham khảo bài viết: 8 sự cố thường gặp với ATS và cách xử lý.

3 hệ thống điện

• Máy phát điện-máy phát điện-máy phát điện

Các cơ sở quan trọng sử dụng hệ thống máy phát điện dự phòng thường được trang bị máy phát điện thứ hai để đảm bảo dự phòng khẩn cấp khi thời tiết khắc nghiệt hoặc bảo trì định kỳ máy phát điện chính. Trong trường hợp này, máy phát chính được lắp đặt cố định, trong khi máy phát dự phòng có tính di động và chỉ được triển khai khi cần thiết.

• Điện – Điện – Máy Phát Điện

Phương pháp lắp đặt này cải thiện khả năng dự phòng của hệ thống điện lưới 2 chiều bằng cách bổ sung thêm máy phát điện dự phòng khẩn cấp, đồng thời cung cấp ba lớp bảo vệ và dự phòng khi có sự cố với nguồn điện lưới 2 chiều.

Với cấu hình trên, máy phát có thể phục vụ một ATS đơn lẻ hoặc nhiều ATS dùng chung một máy phát thông qua cơ chế ưu tiên tải.

KTH ELECTRIC vinh dự là nhà phân phối chính thức các dòng máy chuyển đổi ATS của thương hiệu nổi tiếng thế giới tại thị trường Việt Nam như: Vitzro, Chint, Schneider, HanKwang, Osemco, Socomec, BTB Electric… Với kinh nghiệm nhiều năm và thành công qua hàng trăm gói thầu trên khắp cả nước, chúng tôi cam kết cung cấp kho ATS số lượng lớn và giá cả cạnh tranh giúp các đối tác dễ dàng tham gia các dự án quy mô lớn.

Ngoài việc đưa ra những ưu đãi, chiết khấu hấp dẫn, KTH ELECTRIC còn cung cấp cho khách hàng những tài liệu đầy đủ như mô tả sản phẩm, chứng chỉ chất lượng và giao hàng miễn phí đến tận chân công trình. Chúng tôi đồng hành cùng bạn từ khâu báo giá đến khi hoàn thiện dự án để đảm bảo sự hài lòng tối đa.