Nội dung bài viết
Khi lưới điện mất, nhà xưởng, tòa nhà, bệnh viện cần chuyển sang máy phát hoặc nguồn dự phòng, và chuyển về lưới khi có điện lại. Việc này do bộ chuyển nguồn tự động ATS (Automatic Transfer Switch) đảm nhiệm. Bài viết giải thích nguyên lý, phân biệt các loại ATS và cách chọn đúng cho từng công trình.
ATS làm gì?
ATS luôn theo dõi điện áp của nguồn thường dùng (thường là lưới). Khi phát hiện mất điện, mất pha hoặc điện áp thấp dưới ngưỡng, ATS:
- Chờ một khoảng thời gian trễ để chắc chắn không phải sụt áp thoáng qua.
- Cắt tải khỏi nguồn thường dùng.
- Đóng tải sang nguồn dự phòng (lưới thứ hai hoặc máy phát, khi máy phát đã ổn định).
- Khi nguồn thường dùng trở lại bình thường, chờ trễ rồi chuyển tải về (nếu đặt chế độ tự phục hồi).
ATS có ba vị trí: I (nguồn thường dùng), 0 (cắt cả hai) và II (nguồn dự phòng). Hai nguồn không bao giờ được đóng cùng lúc vào tải, nhờ liên động cơ khí và điện bên trong ATS.
Thiết bị chuyển nguồn tự động được quy định trong IEC 60947-6-1.
ATS loại PC và loại CB
| Loại PC | Loại CB | |
|---|---|---|
| Cấu tạo | Cơ cấu đóng cắt chuyên dụng, không có bảo vệ quá dòng | Ghép từ hai aptomat (MCCB hoặc ACB) có liên động |
| Bảo vệ quá tải, ngắn mạch | Không, cần aptomat hoặc cầu chì phía trước | Có sẵn trong aptomat |
| Chịu dòng ngắn mạch | Chịu được (theo Icw, Icm) khi phối hợp với thiết bị bảo vệ phía trước | Cắt được theo Icu của aptomat |
| Tốc độ chuyển | Nhanh, cơ cấu gọn | Chậm hơn |
| Dùng khi | Đã có aptomat bảo vệ ở mỗi nguồn; muốn gọn, chuyển tin cậy | Muốn gộp bảo vệ và chuyển nguồn trong một bộ |
Tengen có cả hai loại: TGQ1N là loại CB (có bảo vệ quá tải và ngắn mạch, dòng 10–800 A); TGQ1NP, TGQ3L và TGLD là loại PC.
Các bước chọn ATS
1. Dòng định mức. Chọn ATS có dòng định mức ≥ dòng tải lớn nhất, và thường không nhỏ hơn dòng định mức của aptomat bảo vệ phía trước. Ví dụ tủ tổng dùng aptomat 250 A thì chọn ATS 250 A.
2. Số cực.
- Mạch ba pha dùng máy phát: nên dùng 4P (chuyển cả dây trung tính), để trung tính của lưới và máy phát không bị nối chung. Xem thêm bài Aptomat 1P, 2P, 3P, 4P.
- Mạch một pha: 2P.
3. Chế độ làm việc của bộ điều khiển.
- Lưới – lưới hay lưới – máy phát. Chế độ máy phát thường có thêm tín hiệu khởi động máy phát và thời gian chờ máy phát ổn định.
- Tự động chuyển, tự động phục hồi: về lưới khi lưới có lại. Hoặc không tự phục hồi: người vận hành chủ động chuyển về, tránh chuyển qua lại nhiều lần khi lưới chập chờn.
4. Thời gian chuyển và thời gian trễ.
- Trễ khi mất nguồn giúp tránh chuyển nguồn vì sụt áp thoáng qua.
- Tải nhạy (máy tính, thiết bị y tế) vẫn mất điện trong lúc chuyển. Nếu không được phép gián đoạn dù chỉ vài trăm mili giây, cần UPS phía sau ATS.
5. Loại tải. Tải có động cơ (bơm, quạt, máy nén) cần ATS có loại sử dụng AC-33 (ví dụ AC-33A, AC-33B, AC-33iB), là loại dành cho tải hỗn hợp có động cơ.
6. Phối hợp ngắn mạch. Với ATS loại PC, kiểm tra thông số chịu ngắn mạch (Icw, Icm, dòng ngắn mạch giới hạn Iq) khi đi kèm cầu chì hoặc aptomat phía trước, theo catalogue của hãng.
7. Chức năng bổ sung. Liên động báo cháy (cắt cả hai nguồn về vị trí 0 khi có tín hiệu PCCC), truyền thông giám sát, vận hành bằng tay khi khẩn cấp.
Ví dụ các dòng ATS Tengen
| Dòng | Dòng định mức | Số cực | Thời gian chuyển | Đặc điểm (theo catalogue) |
|---|---|---|---|---|
| TGQ1N (loại CB) | 10–800 A | 3P, 4P | — | Có bảo vệ quá tải và ngắn mạch; chọn loại bảo vệ phân phối (C) hoặc động cơ (D) ở khung 63 |
| TGQ1NP | 16–250 A | 2P, 3P, 4P | khoảng 1,3 s | IEC 60947-6-1, AC-33B. Bộ điều khiển tiêu chuẩn có chế độ lưới – máy phát, tùy chọn liên động báo cháy |
| TGQ3L | 16–630 A | 2P (khung 125), 3P, 4P | 80–130 ms | Trễ chỉnh 0–180 s, chọn tự phục hồi hoặc không, tùy chọn truyền thông, Iq 120 kA |
| TGLD | 16–3.200 A | 3P, 4P | khoảng 3 s | AC-33iB, liên động cơ khí và điện, cắt cả hai nguồn khi có báo cháy |
Ví dụ sản phẩm: TGQ1NP-125/4BF 125A (4P, bộ điều khiển tiêu chuẩn, lưới – máy phát), TGQ3L-125III/4YCFR 125A (4P, lưới – máy phát, tự phục hồi), TGLD-1600/4 1600A.
Đọc mã TGQ3L-125III/4YCFR: khung 125, III là ba vị trí (I-0-II), 4 cực, Y là bộ điều khiển liền khối, C là bộ điều khiển thông minh, F là chế độ lưới – máy phát, R là tự động chuyển và tự động phục hồi. Thêm T là có truyền thông.
Ví dụ: tủ tổng 125 A dùng thêm máy phát
- Tải lớn nhất khoảng 110 A, aptomat tổng phía lưới 125 A, máy phát có aptomat 125 A riêng.
- Chọn ATS 125 A, 4P, chế độ lưới – máy phát, tự phục hồi, ví dụ TGQ3L-125III/4YCFR.
- Đặt trễ mất lưới vài giây, trễ chờ máy phát ổn định trước khi đóng tải, trễ quay về lưới đủ dài để lưới ổn định.
- Nếu có máy chủ hoặc thiết bị không được mất điện, thêm UPS cho riêng các tải đó.
Xem các bộ chuyển đổi nguồn ATS tại VITCO.
Bài viết mang tính hướng dẫn chung. Hệ thống hai nguồn cần thiết kế đấu nối, nối đất và phối hợp bảo vệ theo kỹ sư thiết kế và yêu cầu của nhà cung cấp điện. Kỹ sư VITCO có thể hỗ trợ chọn ATS và phụ kiện qua trang yêu cầu báo giá.
Nguồn tham khảo
- Tengen, catalogue ATS TGQ1N, TGQ1NP, TGQ3L và TGLD.
- ABB, Automatic Transfer Switches.
- IEC 60947-6-1: thiết bị chuyển nguồn tự động.
