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

Hệ thống tủ ATS rất quan trọng trong mỗi nhà máy, công trình hay tòa nhà lớn, có vai trò đảm bảo nguồn điện cấp liên tục khi có sự cố nguồn điện lưới bị mất. Hệ tủ ATS ngày càng được tính hợp thiết bị và công nghệ hiện đại, có khả năng vận hành tự động, là giải pháp tốt để tránh thiệt hại về kinh tế khi mất điện. Cùng BTB Electric tìm hiểu về hệ thống tủ điện này trong bài viết dưới đây.

Tủ chuyển nguồn ATS là gì?

Tủ ATS là hệ thống tủ chuyển nguồn với ATS là thiết bị chính, có chức năng tự động chuyển đổi nguồn điện sang nguồn phụ khi nguồn điện chính gặp sự cố khiến điện đầu vào chập chờn, sụt áp hoặc bị mất điện. Hệ tủ điện này đảm bảo nguồn điện đầu vào luôn ổn định cho hoạt động sinh hoạt, sản xuất, kinh doanh hằng ngày.

Tủ chuyển đổi nguồn điện ATS có 2 chế độ vận hành là bằng tay và tự động. Trên mặt trước tủ ATS bố trí các nút nhấn, đèn báo, màn hình hiển thị LCD để người vận hành theo dõi và điều chỉnh hoạt động của tủ. Khi nguồn điện chính bị mất pha hoặc quá áp hoặc mất điện, tủ ATS sẽ tự động chuyển sang nhận nguồn phụ như đã lập trình và ngắt kết nối nguồn điện chính. Tới khi bộ nguồn chính được khôi phục, tủ ATS sẽ chọn lại nguồn chính.

Do vậy tủ ATS là dòng tủ điện điều khiển quan trọng trong các lĩnh vực cần đảm bảo nguồn điện cấp liên tục. Trong thực tế, thời gian để chuyển từ nguồn chính sang nguồn phụ khoảng 5 – 10 giây và thời gian để chẩn đoán, chuyển ngược lại khoảng 10 – 30 giây.

Chức năng của tủ chuyển đổi nguồn ATS

Chức năng chính của tủ ATS là nhanh chóng chuyển đổi nguồn điện cho phụ tải:

• Chuyển từ nguồn điện chính sang nguồn điện phụ trong trường hợp nguồn chính gặp sự cố.
• Chuyển từ nguồn điện phụ sang nguồn điện chính khi nguồn chính ổn định trở lại.
• Bảo vệ phụ tải khi nguồn điện gặp lỗi như mất điện, sụt áp, mất pha, quá áp,…

Ngoài ra, tủ chuyển nguồn ATS có thể được lập trình để chuyển nguồn cung cấp giữa 2 nguồn dự phòng trong trường hợp nguồn dự phòng đầu tiên gặp sự cố.

Nguyên lý hoạt động của tủ ATS

Khi lắp đặt, tủ chuyển nguồn ATS luôn lắp cùng máy phát công nghiệp để luôn sẵn sàng cho tình huống cần chuyển đổi nguồn điện. Nguyên lý hoạt động của tủ ATS cơ bản là theo dõi hoạt động của nguồn điện chính và nhanh chóng chuyển sang sử dụng điện dự phòng khi nguồn chính gặp các lỗi: mất pha, quá áp, sụt áp, tần số khác mức cho phép, mất điện,…

Các bước để tủ điện ATS chuyển nguồn như sau:

• Bước 1: Khởi động động cơ máy phát (nguồn điện phụ) hoặc pin năng lượng mặt trời.
• Bước 2: Ngừng cấp nguồn điện chính vào phụ tải.
• Bước 3: Đóng nguồn điện phụ vào phụ tải.

Khi nguồn điện chính ổn định, quá trình chuyển nguồn trên dòng tủ điện này sẽ diễn ra ngược lại một cách tự động:

• Bước 1: Ngắt nguồn cấp từ nguồn phụ vào phụ tải.
• Bước 2: Đóng nguồn điện lưới (nguồn chính) vào phụ tải.
• Bước 3: Tạo tín hiệu dừng hoạt động cho nguồn điện phụ và chạy không tải một thời gian, sau đó tắt nguồn phụ.

Với phụ tải yêu cầu không được để mất điện hoặc không mất điện quá lâu, hệ tủ điện ATS sẽ đảm bảo phụ tải luôn được kết nối với tối thiểu nguồn chính và 1 nguồn phụ. Ngoài ra, một số tủ ATS cao cấp kết hợp với tủ hòa đồng bộ cho nhiều máy phát (nguồn phụ), đảm bảo phụ tải luôn được cấp đủ công suất trong mọi trường hợp.

Xem thêm: Quy trình vận hành và hướng dẫn sử dụng tủ ATS

Cấu tạo tủ ATS

Tủ chuyển nguồn ATS được thiết kế là một tủ hình khối hộp, vỏ tủ ngoài làm từ thép mạ kẽm sơn tĩnh điện. Kích thước tủ tùy thuộc vào công suất vận hành và nhu cầu sử dụng. Bên trong tủ chuyển nguồn tự động ATS thường bao gồm các thiết bị sau:

ATS – Bộ chuyển nguồn tự động: Thiết bị có chức năng chuyển đổi nguồn điện, đóng vai trò quan trọng nhất trong tủ ATS.
Hệ thanh cái đồng phân phối: Tùy thuộc sơ đồ lắp đặt và công suất tủ.
Bộ điều khiển ATS: Điều khiển chủ động ATS.
MCCB và MCB: Đóng cắt và bảo vệ mạch điện
Các linh kiện phụ: nút nhấn, đèn báo, màn hình LCD

Công suất, kích thước hay vị trí lắp đặt các thiết bị trong tủ điện ATS phụ thuộc vào sơ đồ lắp đặt có sẵn.

Tham khảo giải pháp thiết bị từ chúng tôi: Tủ chuyển nguồn ATS – BTB Electric

Thông số kỹ thuật tủ chuyển nguồn ATS

• Tiêu chuẩn chất lượng: IEC 61439-1&2, IEC/EN 60439-1
• Tiêu chuẩn hoàn thiện: RAL-7035
• Chất liệu vỏ tủ: thép tấm mạ kẽm điện 1.5/2mm
• Bộ vi xử lý Điều khiển và bảo vệ tự động
• Truyền thông: USB/RS485/Ethernet tùy chọn
• Chế độ vận hành: Auto/Manual
• Điện áp hoạt động định mức: lên tới 690V
• Cấp bảo vệ: IP5x – IP65
• Độ tăng nhiệt tối đa: 50ºC

Các loại tủ điện ATS hiện nay

Tủ chuyển nguồn ATS được phân loại theo thống số vận hành và số lượng nguồn điện kết nối:

• Tủ ATS 2 nguồn: Kết nối với nguồn điện lưới và nguồn máy phát, là loại phổ biến nhất hiện nay, sử dụng trong tòa nhà, nhà máy, công trình,…
• Tủ ATS 2 nguồn điện lưới độc lập và từ 1 nguồn điện phụ, sử dụng trong các khu công nghiệp lớn. Tủ ưu tiên sử dụng luân phiên 2 nguồn điện lưới vì đặc thù dây chuyền sản xuất chạy liên tục. Nguồn điện phụ chỉ dành cho khối văn phòng, điều khiển, phụ trợ,…
• Tủ ATS 1 nguồn điện lưới, 2 nguồn điện phụ.
• Tủ ATS 1 nguồn điện năng lượng mặt trời (hoặc điện gió), 1 nguồn điện phụ.
• Tủ ATS 1 nguồn điện lưới, 1 nguồn kích điện dự phòng UPS

Bên cạnh đó, tủ điện ATS được phân loại theo mức dòng điện như 100A, 250A, 400A, 630A, 800A, 1000A,… Với tủ công suất nhỏ ưu tiên chọn thiết bị đóng ngắt là contactor và CB. Tủ công suất lớn chọn MCCB cho phép dòng điện lớn đi qua, tăng độ bền cho tủ.

Ứng dụng của tủ chuyển nguồn ATS

4 chức năng quan trọng của tủ chuyển nguồn ATS được ứng dụng trong đời sống:

• Đảm bảo cung cấp điện liên tục cho phụ tải, linh hoạt chuyển đổi nguồn cấp giữa nguồn chính (điện lưới) và nguồn phụ (máy phát).
• Bảo vệ thiết bị và hệ thống điện phụ tải do sự cố mất điện gây ra
• Tiết kiệm năng lượng cho máy phát (nguồn phụ) khi có điện lưới trở lại
• Giảm thiểu thời gian gián đoạn cấp điện, tối đa gián đoạn trong 30 giây.

ATS là thành phần quan trọng nhất của tủ chuyển nguồn tự động ATS với vai trò điều khiển hoạt động cấp điện cho phụ tải, ổn định nguồn điện, kịp thời khắc phục các sự cố tại nguồn điện. 

Tủ chuyển nguồn ATS hiện nay được ứng dụng rộng rãi từ hệ thống điện tòa nhà chung cư, trung tâm thương mại, văn phòng,.. đến hệ thống điện nhà máy, công xưởng,.. hay hệ thống điện trường học, bệnh viện, nhà ga, bến tàu, sân bay,… Ngoài ra tại các khu vực cuối nguồn điện lưới, có thiên tai thường xuyên hoặc yêu cầu kỹ thuật cần chuyển đổi nguồn điện cũng sẽ cần lắp đặt dòng tủ điện công nghiệp này.

Những tiêu chí lựa chọn tủ ATS

Khi bạn có nhu cầu lắp đặt tủ chuyển nguồn tự động cho hệ thống điện đang vận hành, hãy cân nhắc các yếu tố về dòng điện, điện áp, công suất và chất lượng thiết bị trong tủ:

• Dòng điện định mức của tủ ATS cao hơn tổng dòng điện của hệ thống phụ tải và đáp ứng được khả năng mở rộng phụ tải trong tương lai. Mức dòng điện của tủ dao động từ 100A tới vài nghìn ampe.
• Mức điện áp của tủ điện ATS cần tương thích với điện áp của hệ thống hiện có. Mức điện áp trong hệ thống điện dân dụng trong khoảng 220V, điện công nghiệp khoảng 380V. Trong thực tế mức điện áp của tủ có thể đạt trên 1000VAC.
• Khi xác định được dòng điện và điện áp, bạn sẽ xác định được mức công suất phù hợp cho hệ thống ATS.
• Chất lượng các thiết bị trong tủ ATS cần đồng độ, đáp ứng nhu cầu sử dụng, thông số kỹ thuật phù hợp, khi lắp đặt không gây xung đột. Lưu ý không chọn tủ có công suất quá chênh lệch với công suất trạm biến áp.

Đọc thêm: 3 sơ đồ nguyên lý tủ điện ATS và hướng dẫn đấu tủ ATS

Bên cạnh đó, bạn cần lưu ý thêm khi chọn và lắp đặt tủ ATS:

• Môi trường hoạt động của hệ thống ATS là nơi thoáng mát, khô ráo, không gần các chất dễ gây cháy nổ, không có ánh mặt trời chiếu trực tiếp, không chịu rủi ro bởi thời tiết cực đoan,..
• Tủ điện ATS có khả năng kết nối với các hệ thống kiểm soát điện tự động để hạn chế sự cố khi vận hành như lỗi hiển thị, lỗi chuyển dòng hay nguy cơ cháy nổ,..
• Chọn thông số, kích thước tủ ATS phù hợp với đơn vị vận hành, tránh sử dụng quá nhiều thiết bị trong tủ gây lãng phí.
• Cân nhắc số nguồn kết nối với tủ phù hợp với hiện trạng và nhu cầu vận hành. Ví dụ hệ thống ATS lắp cho tòa nhà chỉ cần 1 nguồn điện lưới và 1 nguồn điện dự phòng.

BTB Electric cung cấp thiết bị điện cho tủ chuyển nguồn ATS

BTB Electric là thương hiệu cung cấp các thiết bị chất lượng cho tủ điện ATS tại nhà máy, văn phòng tại nhiều khu công nghiệp lớn. Thiết bị chúng tôi cung cấp bao gồm Bộ chuyển nguồn tự động ATS, contactor, CB và một số thiết bị khác đều mang thương hiệu BTB Electric. 

Các thiết bị điện công nghiệp từ BTB Electric đạt chuẩn chất lượng EN, IEC, được kiểm nghiệm bởi các tổ chức chất lượng hàng đầu như Dekra, Intertek,… và mang nhãn hiệu KEMA-KEUR. Tham khảo thông số chất lượng, catalogue các sản phẩm tại: https://btb-electric.com/vi/san-pham/