Tủ điện ATS hoạt động như thế nào? Nguyên lý và cơ chế chuyển mạch tự động

I. Tủ điện ATS là gì?

Tủ điện ATS là một thiết bị trung gian quan trọng trong hệ thống điện, có chức năng tự động chuyển đổi giữa nguồn điện chính (lưới điện) và nguồn điện dự phòng (máy phát điện) khi xảy ra sự cố mất điện hoặc điện áp không ổn định. Thiết bị này thường được sử dụng trong các tòa nhà, bệnh viện, nhà máy, trung tâm dữ liệu hoặc bất kỳ công trình nào cần đảm bảo nguồn điện liên tục, ổn định cho hệ thống vận hành.

Tủ ATS sẽ tự động phát hiện các hiện tượng bất thường của lưới điện như mất pha, quá áp, thấp áp… và ngay lập tức phát tín hiệu khởi động máy phát điện. Khi máy phát ổn định, tủ ATS chuyển nguồn điện từ lưới sang máy phát mà không cần con người can thiệp thủ công. Khi điện lưới trở lại bình thường, tủ sẽ chuyển về trạng thái ban đầu.

Nhờ khả năng chuyển mạch nhanh, chính xác, tủ ATS giúp giảm thiểu tối đa thời gian gián đoạn điện, bảo vệ thiết bị và duy trì hoạt động ổn định của cả hệ thống.

II. Cấu tạo cơ bản của tủ điện ATS

Để đảm bảo khả năng hoạt động chính xác và an toàn, tủ ATS được cấu thành từ nhiều bộ phận kỹ thuật phối hợp chặt chẽ với nhau. Dưới đây là các thành phần chính cấu tạo nên một tủ ATS tiêu chuẩn.

1. Bộ điều khiển trung tâm (Controller)

Bộ điều khiển là thành phần quan trọng nhất của tủ điện ATS, đóng vai trò giám sát điện áp, tần số và tình trạng hoạt động của cả nguồn điện chính lẫn nguồn điện dự phòng. Khi phát hiện sự cố điện, bộ điều khiển sẽ gửi tín hiệu để khởi động máy phát và thực hiện quy trình chuyển mạch. Ngoài chức năng chuyển nguồn, bộ điều khiển còn đảm nhiệm các tác vụ như hiển thị trạng thái hoạt động, cảnh báo lỗi và lưu lịch sử sự cố giúp việc bảo trì dễ dàng hơn.

2. Cảm biến điện áp và tần số

Đây là bộ phận giúp tủ ATS nhận biết sự thay đổi bất thường của nguồn điện, bao gồm tình trạng mất pha, quá áp, thấp áp hoặc tần số không ổn định. Các cảm biến này hoạt động liên tục, truyền thông tin về bộ điều khiển để quyết định có thực hiện chuyển đổi nguồn hay không. Nhờ đó, tủ ATS đảm bảo rằng chỉ khi điện lưới không đạt yêu cầu mới kích hoạt máy phát, tránh gây hao tốn nhiên liệu không cần thiết.

3. Hệ thống tiếp điểm chuyển mạch (Contactor hoặc MCCB)

Tiếp điểm là bộ phận thực hiện việc đóng/ngắt nguồn điện từ hai đầu vào là điện lưới và máy phát. Khi nhận được lệnh từ bộ điều khiển, tiếp điểm sẽ mở mạch với nguồn điện gặp sự cố và đóng mạch sang nguồn điện ổn định. Trong các thiết kế hiện đại, tiếp điểm khan thường được sử dụng để tăng độ bền, giảm nguy cơ đánh lửa và sự cố điện trong quá trình chuyển mạch.

4. Hệ thống đầu vào và đầu ra

Tủ ATS có hai đầu vào chính: một từ lưới điện và một từ máy phát điện. Đầu ra sẽ được nối đến hệ thống tải (các thiết bị sử dụng điện). Thiết kế của tủ ATS đảm bảo rằng chỉ một nguồn duy nhất được cấp đến tải tại một thời điểm, tránh hiện tượng cấp nguồn kép gây hỏng hóc thiết bị hoặc nguy hiểm cho người vận hành. Một số tủ ATS còn được trang bị khóa liên động cơ học và điện tử để đảm bảo an toàn tuyệt đối khi bảo trì.

5. Cầu dao cách ly và các linh kiện phụ trợ

Tủ ATS còn tích hợp các thiết bị như cầu dao cách ly, bộ lọc chống nhiễu, cầu chì bảo vệ, thiết bị hiển thị điện áp và dòng điện, nhằm đảm bảo quá trình vận hành được an toàn và ổn định. Cầu dao cách ly cho phép ngắt toàn bộ nguồn điện để bảo trì hoặc xử lý sự cố, trong khi các thiết bị đo lường hỗ trợ kiểm tra và giám sát tình trạng hệ thống dễ dàng.

6. Vỏ tủ và hệ thống bảo vệ

Vỏ tủ thường được làm từ thép sơn tĩnh điện hoặc inox, có khả năng chống bụi, chống nước theo tiêu chuẩn IP42 đến IP65 tùy vào môi trường lắp đặt. Hệ thống thông gió hoặc làm mát cũng được thiết kế phù hợp nhằm đảm bảo các linh kiện không bị quá nhiệt trong quá trình vận hành.

III. Tủ điện ATS hoạt động như thế nào?

Tủ điện ATS hoạt động như thế nào? Nguyên lý hoạt động của tủ điện ATS khá đơn giản nhưng đòi hỏi tính chính xác cao. Tủ ATS luôn duy trì chế độ giám sát điện áp và tần số của nguồn điện lưới. Khi điện lưới ổn định, tủ sẽ duy trì kết nối từ lưới đến hệ thống tải. Tuy nhiên, nếu xảy ra sự cố như mất điện, mất pha, thấp áp hay quá áp vượt mức cho phép, cảm biến sẽ phát hiện và gửi tín hiệu đến bộ điều khiển.

Sau khi nhận tín hiệu, bộ điều khiển kích hoạt máy phát điện dự phòng. Thời gian trễ (delay) sẽ được cài đặt để đảm bảo rằng sự cố là thật sự và máy phát có đủ thời gian khởi động ổn định. Khi máy phát đã hoạt động ổn định, tiếp điểm chuyển mạch sẽ ngắt nguồn lưới và kết nối tải sang nguồn máy phát.

Trong suốt thời gian vận hành bằng máy phát, tủ ATS tiếp tục theo dõi trạng thái của nguồn điện chính. Khi điện lưới phục hồi và ổn định trở lại trong một khoảng thời gian nhất định (thường là vài phút), tủ sẽ thực hiện chuyển mạch ngược lại: ngắt máy phát và cấp điện trở lại từ lưới.

Tùy vào nhu cầu sử dụng, tủ ATS có thể hoạt động hoàn toàn tự động hoặc có chế độ chuyển tay để người vận hành chủ động kiểm soát khi cần thiết (ví dụ khi có bão lớn hoặc bảo trì hệ thống điện). Cơ chế bảo vệ tăng áp thường được khuyến khích sử dụng cùng ATS để bảo vệ thiết bị cuối không bị ảnh hưởng trong quá trình chuyển mạch.

IV. Những lưu ý khi sử dụng và lắp đặt tủ ATS

Việc sử dụng và lắp đặt tủ ATS không chỉ cần đúng kỹ thuật mà còn đòi hỏi sự hiểu biết và cẩn trọng để đảm bảo hệ thống điện hoạt động ổn định, an toàn và hiệu quả. Dưới đây là những lưu ý quan trọng mà người dùng cần ghi nhớ khi vận hành tủ ATS:

• Cài đặt thời gian trễ hợp lý: Tủ ATS cần có khoảng thời gian trễ khi chuyển từ nguồn chính sang nguồn dự phòng và ngược lại. Khoảng thời gian này (thường từ 5 – 60 giây) giúp xác định rằng sự cố điện là thực sự và máy phát đã hoạt động ổn định trước khi tải được cấp điện. Nếu không có thời gian trễ hợp lý, hệ thống dễ gặp tình trạng bật/tắt liên tục hoặc không kịp bảo vệ tải, gây ảnh hưởng đến tuổi thọ thiết bị.
• Kiểm tra định kỳ các tiếp điểm và cảm biến: Các tiếp điểm là bộ phận đóng/ngắt nguồn điện, còn cảm biến giúp phát hiện sự cố nguồn điện. Qua thời gian sử dụng, các linh kiện này có thể bị mài mòn, rỉ sét hoặc giảm độ chính xác. Do đó, cần kiểm tra định kỳ để đảm bảo không có hiện tượng đánh lửa, tiếp xúc kém hay lỗi cảm biến gây ra hiện tượng chuyển mạch sai lệch hoặc không đúng lúc.
• Chọn thiết bị đạt tiêu chuẩn chất lượng: Tủ ATS nên sử dụng các linh kiện có thương hiệu uy tín như Schneider, Siemens, Sino... để đảm bảo độ bền, hiệu suất và an toàn vận hành. Việc sử dụng thiết bị kém chất lượng không chỉ ảnh hưởng đến hiệu quả hoạt động mà còn tiềm ẩn rủi ro cháy nổ, hư hỏng thiết bị điện đi kèm.
• Tính toán công suất phù hợp với hệ thống điện sử dụng: Trước khi lắp đặt tủ ATS, cần xác định rõ tổng công suất tải mà hệ thống cần sử dụng trong trường hợp mất điện. Tủ ATS phải được lựa chọn với công suất và dòng điện định mức phù hợp, tránh tình trạng quá tải gây cháy hỏng thiết bị. Việc tính toán sai công suất dẫn đến nguy cơ hỏng hóc hệ thống, gây gián đoạn vận hành.
• Tuân thủ quy chuẩn kỹ thuật khi lắp đặt: Tủ ATS nên được lắp đặt trong khu vực khô ráo, thông thoáng, tránh nơi ẩm ướt hoặc gần nguồn nhiệt lớn. Hệ thống tiếp địa và dây dẫn phải đạt chuẩn kỹ thuật, có bảo vệ chống sét và chống quá tải. Đồng thời, nên có kỹ sư hoặc kỹ thuật viên chuyên môn thực hiện lắp đặt để đảm bảo tính an toàn và vận hành ổn định cho toàn hệ thống.

V. HAHUCO – Đơn vị cung cấp tủ ATS chất lượng, giá tốt

Nếu bạn đang tìm kiếm một đơn vị cung cấp tủ ATS chất lượng, giá thành hợp lý, đáp ứng tiêu chuẩn kỹ thuật và có khả năng thi công thực tế cho các dự án lớn nhỏ, thì HAHUCO là lựa chọn đáng tin cậy. Với kinh nghiệm thực chiến qua hàng trăm công trình thực tế, HAHUCO mang đến giải pháp tối ưu và toàn diện cho từng nhu cầu cụ thể.

• Chất lượng vượt trội – Thiết bị đạt chuẩn châu Âu: HAHUCO sản xuất và lắp ráp tủ ATS sử dụng linh kiện chính hãng từ các thương hiệu hàng đầu như Schneider, Siemens, Sino, đảm bảo hiệu suất ổn định, tuổi thọ cao và vận hành an toàn.
• Dây chuyền sản xuất hiện đại – Giá thành tối ưu: Nhà máy của HAHUCO được trang bị hệ thống máy móc tiên tiến, sản xuất khép kín giúp tối ưu chi phí và giảm thiểu thời gian lắp đặt. Nhờ đó, khách hàng nhận được sản phẩm chất lượng với giá trực tiếp từ xưởng, không qua trung gian.
• Tư vấn kỹ thuật tận tâm – Đội ngũ chuyên nghiệp: Đội ngũ kỹ sư HAHUCO sẵn sàng hỗ trợ tư vấn từ khâu thiết kế, chọn công suất, đến lắp đặt và vận hành thử nghiệm, phù hợp với mọi yêu cầu công trình từ nhà dân, xí nghiệp đến dự án FDI lớn.
• Bảo hành 12 tháng – Giao hàng toàn quốc: Mỗi tủ điện ATS đều được HAHUCO bảo hành 12 tháng, hỗ trợ kỹ thuật trọn đời, giao hàng đúng tiến độ trên toàn quốc. Đặc biệt, HAHUCO nhận sản xuất theo đơn đặt hàng với số lượng lớn.

Liên hệ HAHUCO để được tư vấn và nhận báo giá tốt nhất:

• Hotline: 0986 123 128 - 0902 112 296
• Điện thoại: 02436756561 - Fax: 02436756561
• Xưởng sản xuất: Xã Trưng Trắc, Huyện Văn Lâm, Tỉnh Hưng Yên
• Trụ sở chính: Lô 45 khu đấu giá A1, A2, A3, Tổ 5, Phường Cự Khối, Quận Long Biên, TP. Hà Nội
• Website: https://hahuco.com.vn/
• Email: haihung@hahuco.com.vn

Lời kết