ATS là gì? Nguyên lý hoạt động và vai trò của Auto Transfer Switch

ATS là thiết bị điện quan trọng được sử dụng để đảm bảo nguồn điện liên tục và ổn định cho các hệ thống, thiết bị trong trường hợp mất điện hoặc có sự cố về nguồn điện chính. ATS tự động chuyển đổi nguồn điện từ nguồn chính sang nguồn dự phòng như máy phát điện, nhờ đó tránh được các gián đoạn đột ngột gây thiệt hại cho hệ thống và thiết bị. Thiết bị này được ứng dụng rộng rãi trong nhà máy, bệnh viện, trung tâm dữ liệu và các công trình cần độ tin cậy cao về điện năng. Cùng Cáp điện VN tìm hiểu chi tiết về ATS là gì? Phân loại và vai trò của Automatic Transfer Switch trong hệ thống điện.

ATS là gì?

ATS ( viết tắt của từ Auto Transfer Switch) hay còn gọi là Thiết Bị Chuyển Nguồn Tự Động, Tủ ATS, là thiết bị dùng để tự động chuyển đổi nguồn điện từ nguồn chính (điện lưới) sang nguồn điện dự phòng (như máy phát điện) khi nguồn chính gặp sự cố hoặc mất điện. Khi nguồn chính phục hồi ổn định, ATS lại tự động chuyển điện trở về nguồn chính mà không cần thao tác thủ công, đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các thiết bị quan trọng.

ATS được dùng rộng rãi tại các nhà máy, bệnh viện, trung tâm dữ liệu, tòa nhà cao tầng, nơi cần độ tin cậy cao về điện năng, tránh bị gián đoạn gây thiệt hại. Nguyên lý hoạt động là thiết bị sẽ giám sát nguồn chính, tự động chuyển sang nguồn dự phòng khi phát hiện mất điện và chuyển lại khi nguồn chính ổn định.

Phân loại ATS (Auto Transfer Switch)

Auto Transfer Switch (ATS) được phân loại theo một số tiêu chí chính như sau:

Phân loại theo số nguồn điện:

• ATS chuyển đổi hai nguồn: Chuyển đổi giữa một nguồn điện chính (ví dụ điện lưới) và một nguồn dự phòng (máy phát điện). Đây là loại phổ biến nhất.
• ATS chuyển đổi ba nguồn: Có khả năng chuyển đổi giữa hai nguồn điện chính độc lập và một nguồn dự phòng, thường dùng cho hệ thống điện công nghiệp lớn cần đảm bảo liên tục điện năng.

Phân loại theo loại thiết bị chuyển mạch dùng:

• ATS sử dụng contactor: Dùng cho dòng điện nhỏ và trung bình, là các bộ chuyển mạch điện tử điều khiển bằng điện.
• ATS sử dụng MCCB (máy cắt chịu dòng nhỏ đến trung bình).
• ATS sử dụng ACB (Air Circuit Breaker – máy cắt không khí): Dùng cho dòng điện lớn, bền bỉ hơn, thích hợp cho hệ thống công suất cao.

Phân loại theo nguyên lý chuyển mạch:

• Loại “Break Before Make” (Ngắt trước khi nối): Ngắt kết nối nguồn cũ trước khi kết nối nguồn mới, có thể gây gián đoạn điện.
• Loại “Make Before Break” (Nối trước khi ngắt): Kết nối nguồn mới trước khi ngắt nguồn cũ, giảm thiểu gián đoạn điện.

Phân loại theo số pha điện:

• ATS 1 pha: Dùng cho hệ thống điện dân dụng hoặc thiết bị điện nhỏ, điện một pha.
• ATS 3 pha: Dùng cho hệ thống điện công nghiệp, tòa nhà, nhà máy có điện ba pha.

Những phân loại này giúp chọn lựa ATS phù hợp với nhu cầu về công suất, số nguồn điện, loại tải và tính liên tục của nguồn cấp điện trong hệ thống.

Vai trò của Auto Transfer Switch ( ATS)

Vai trò chính của Auto Transfer Switch (ATS) là đảm bảo nguồn điện cung cấp liên tục, ổn định cho hệ thống và các thiết bị quan trọng trong trường hợp mất điện hoặc có sự cố về nguồn điện chính. Cụ thể, ATS có các vai trò sau:

• Tự động phát hiện mất điện hoặc sự cố trên nguồn điện chính và nhanh chóng chuyển đổi sang nguồn điện dự phòng (thường là máy phát điện) để duy trì cung cấp điện liên tục cho phụ tải.
• Khi nguồn điện chính được phục hồi và ổn định, ATS tự động chuyển lại nguồn điện chính, đồng thời ngắt nguồn điện từ nguồn dự phòng.
• Giúp tránh gián đoạn điện, bảo vệ các thiết bị điện quan trọng không bị hư hại do mất điện đột ngột hoặc dao động điện áp.
• Được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy, bệnh viện, trung tâm dữ liệu, tòa nhà cao tầng và các hệ thống yêu cầu tính liên tục cao của nguồn điện.
• Giúp tiết kiệm nhân công và tăng độ an toàn trong quản lý hệ thống điện khi không cần phải chuyển đổi thủ công giữa các nguồn điện.

ATS như một thiết bị tự động chuyển mạch thông minh, giữ cho hệ thống điện hoạt động liên tục và ổn định, giảm thiểu rủi ro và thiệt hại từ việc mất điện đột ngột

Nguyên lý hoạt động của ATS

Nguyên lý hoạt động của Auto Transfer Switch (ATS) dựa trên việc giám sát liên tục nguồn điện chính và tự động chuyển đổi nguồn cấp khi có sự cố xảy ra:

• Khi nguồn điện chính (điện lưới) hoạt động bình thường, ATS kết nối tải điện với nguồn chính để cung cấp điện cho thiết bị hoặc hệ thống.
• Khi nguồn chính bị mất điện hoặc điện áp không ổn định (ví dụ như mất điện, sụt áp, quá áp), ATS phát hiện sự thay đổi này thông qua bộ điều khiển tích hợp.
• ATS tự động ngắt kết nối với nguồn chính và chuyển sang kết nối với nguồn điện dự phòng (thường là máy phát điện) để đảm bảo nguồn điện liên tục cho tải.
• Khi nguồn chính được khôi phục và ổn định trở lại, ATS sẽ tự động ngắt nguồn dự phòng và chuyển trở lại nguồn chính, tiếp tục cấp điện cho tải.
• Toàn bộ quá trình chuyển đổi diễn ra nhanh chóng và tự động mà không cần sự can thiệp bằng tay, giúp tránh gián đoạn điện hoặc hư hỏng thiết bị.

Nguyên tắc này đảm bảo hệ thống điện luôn có nguồn cấp ổn định, giảm thiểu rủi ro khi mất điện và tăng tính an toàn cho các thiết bị quan trọng.

Ưu nhược điểm của bộ chuyển nguồn tự động ATS

Bộ chuyển nguồn tự động ATS là giải pháp hiện đại, đáng tin cậy cho việc duy trì nguồn điện liên tục và ổn định, tuy nhiên cần cân nhắc về chi phí và yêu cầu kỹ thuật khi lựa chọn sử dụng.

Ưu điểm của bộ chuyển nguồn tự động ATS:

• Hoạt động tự động hoàn toàn, không cần sự can thiệp thủ công khi mất điện, đảm bảo nguồn điện dự phòng được kích hoạt kịp thời.
• Tiết kiệm thời gian và công sức xử lý sự cố mất điện, giảm nguy cơ hư hỏng máy móc, thiết bị do mất điện đột ngột.
• Đảm bảo nguồn điện liên tục và ổn định cho hệ thống, phù hợp với các ứng dụng đòi hỏi tính liên tục cao như bệnh viện, nhà máy, trung tâm dữ liệu.
• Có thể vận hành tự động hoặc thủ công, điều chỉnh được thời gian chuyển mạch và các chế độ vận hành.
• Tích hợp các chức năng bảo vệ và giám sát như chống mất pha, quá áp, sụt áp, giúp bảo vệ hệ thống điện.

Nhược điểm của bộ chuyển nguồn tự động ATS:

• Chi phí đầu tư ban đầu khá cao so với bộ chuyển nguồn thủ công hoặc đơn giản khác.
• Tiêu thụ một lượng nhỏ điện năng để duy trì các tiếp điểm đóng cắt và hệ thống điều khiển.
• Yêu cầu diện tích lắp đặt lớn hơn tùy theo công suất và cấu tạo tủ ATS.
• Độ phức tạp trong cấu tạo và vận hành cao hơn, đòi hỏi kỹ thuật vận hành và bảo trì tốt để đảm bảo hoạt động ổn định.

Mô hình hoạt động của Auto transfer Switch

Mô hình hoạt động của Auto Transfer Switch (ATS) có thể mô tả các bước chính sau:

• Giám sát liên tục nguồn điện chính: ATS theo dõi điện áp, tần số, pha của nguồn điện chính để phát hiện sự cố.
• Khi phát hiện mất điện hoặc điện áp/tần số không ổn định trên nguồn chính, ATS kích hoạt nguồn điện dự phòng (thường là máy phát điện), gửi lệnh khởi động máy phát.
• Máy phát điện đạt được điện áp và tần số ổn định sau một khoảng thời gian trễ.
• ATS thực hiện chuyển mạch nguồn điện: ngắt tải khỏi nguồn chính và kết nối tải với nguồn dự phòng nhanh chóng (vài mili giây), đảm bảo thiết bị không bị gián đoạn điện.
• ATS tiếp tục giám sát nguồn điện chính dù tải đã được cấp điện từ nguồn dự phòng.
• Khi nguồn chính ổn định sau một thời gian cài đặt, ATS tự động chuyển ngược tải về nguồn chính và ngắt nguồn dự phòng.
• ATS phát lệnh dừng máy phát điện, đưa hệ thống về trạng thái sẵn sàng cho lần mất điện tiếp theo.

Mô hình này gồm hai hệ thống chính: mạch điều khiển giám sát và mạch chuyển mạch nguồn. ATS đảm bảo nguồn điện liên tục và an toàn cho tải, tự động, không cần can thiệp thủ công.

Ứng dụng của bộ chuyển nguồn tự động ATS

Ứng dụng của bộ chuyển nguồn tự động ATS rất rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt những nơi đòi hỏi nguồn điện liên tục và ổn định cho hoạt động sản xuất, dịch vụ hoặc sinh hoạt để tránh gián đoạn gây thiệt hại hoặc nguy hiểm.

Một số ứng dụng điển hình gồm:

• Trong y tế: Bệnh viện, phòng khám, trung tâm chăm sóc sức khỏe dùng ATS để đảm bảo thiết bị y tế luôn có nguồn điện liên tục, tránh gián đoạn trong các ca điều trị và phẫu thuật.
• Trung tâm dữ liệu (Data Center): Đảm bảo hoạt động không ngừng của hệ thống máy chủ, giảm thiểu rủi ro mất mát dữ liệu do mất điện.
• Viễn thông: Ứng dụng trong các trạm phát sóng, trung tâm điều hành để duy trì liên lạc và hoạt động thông suốt.
• Sản xuất công nghiệp: ATS giúp duy trì hoạt động dây chuyền sản xuất, tránh dừng máy đột ngột gây thiệt hại về năng suất và máy móc.
• Thương mại và dịch vụ: Siêu thị, trung tâm thương mại, văn phòng dùng ATS để đảm bảo nguồn điện ổn định cho hệ thống chiếu sáng, máy tính, thiết bị thanh toán, an ninh.
• Nhà ở, khu dân cư: Ứng dụng trong chung cư cao tầng, biệt thự, đặc biệt cho các thiết bị quan trọng như thang máy, hệ thống chiếu sáng hành lang.
• Hệ thống năng lượng tái tạo: Chuyển đổi giữa điện lưới, điện mặt trời hoặc điện từ ắc quy, máy phát điện dự phòng để vận hành liên tục.

Bộ chuyển nguồn tự động ATS là giải pháp tối ưu đảm bảo nguồn điện được duy trì liên tục và ổn định, giúp bảo vệ thiết bị, giảm thiểu rủi ro gián đoạn điện và nâng cao hiệu quả hoạt động hệ thống điện trong nhiều ngành nghề và lĩnh vực khác nhau.

Trên đây là những thông tin quan trọng về ATS là gì? Vai trò và ứng dụng của ATS trong đời sống. Auto Transfer Switch đóng vai trò trung tâm trong việc duy trì nguồn điện liên tục và ổn định cho các hệ thống quan trọng bằng cơ chế chuyển đổi tự động giữa nguồn điện chính và nguồn dự phòng. Sử dụng Auto Transfer Switch giúp giảm thiểu rủi ro gián đoạn điện, bảo vệ thiết bị và tăng hiệu suất hoạt động, đặc biệt trong các môi trường đòi hỏi tính ổn định cao như công nghiệp, dịch vụ y tế và các cơ sở hạ tầng quan trọng khác. Việc trang bị thiết bị này là giải pháp thiết yếu để đảm bảo vận hành an toàn và hiệu quả của hệ thống điện.