Quy trình hoạt động tủ ATS

I. Tổng quan về hệ thống và lựa chọn phương án thiết kế:
- Hệ thống tự động chuyển mạch ATS (Automatic Transfer Switch) là hệ thống duy trì sự hoạt động của tải khi mất điện nhờ chế độ tự động chuyển đổi nguồn cung cấp từ lưới điện sang máy phát sau khi lưới mất điện. Tự động Khởi động/Dừng máy phát điện, tự động chuyển giữa nguồn Lưới/Máy phát (3 pha và trung tính), đảm bảo cung cấp liên tục cho phụ tải khi điện áp lưới bị mất hoặc không đảm bảo chất lượng. Khi điện áp lưới đảm bảo các giá trị định mức, tủ sẽ tự động đóng phụ tải với lưới.
- Tủ có tính năng bảo vệ quá tải cho hệ thống cũng như bảo vệ chạm đất với mục đính an toàn cho người sử dụng. Có đèn tín hiệu chỉ thị trạng thái hoạt động.
- Để chế tạo tủ ATS thì có nhiều lựa chọn tùy theo yêu cầu của phụ tải, hoặc của máy phát hoặc của nhà đặt hàng. Thông thường với loại máy phát công suất dưới 100KVA thì dùng loại 2 contactors, máy phát công suất lớn đến 600KVA dùng MCCB hoặc lớn hơn nữa thì dùng đến máy cắt ACB,…
- Theo yêu cầu thiết kế chế tạo tủ ATS cho tải là xưởng chế biến thực phẩm quy mô nhỏ với máy phát 3 pha công suất 100KVA nên ta lựa chọn phương án dùng 2 contactors có khóa liên động điện. Chế độ tự động được điều khiển bằng một bộ Logo. Vừa đảm bảo các thông số kỹ thuật yêu cầu vừa đảm bảo tính kinh tế, thẩm mỹ…

II. Sơ đồ và các thiết bị :
Sơ đồ mạch động lực :

Hình 1: Sơ đồ mạch động lực
Với :
- K1, K2 là các contactor đóng cắt của nguồn lưới, máy phát.
- CMV là bộ chuyển mạch Vôn 2 đầu ra nối vào một Vôn kế V có đồng hồ hiển thị trên tủ động lực đo điện áp dây, có được thông số điện áp dây ta sẽ biết được tình trạng làm việc của máy.
- A, B, C là các đèn báo pha hoạt động bình thường được nối giữa các pha với điểm N có điện áp 0V.

Sơ đồ mạch điều khiển:

Hình 2: Sơ đồ mạch điều khiển
Các thiết bị điện trong sơ đồ:
• Phần khung :
- Một tủ điện kích thước 80 x 60 x 25 của hãng Enhat
- Máng điện dài 120cm = 2.30 +40+20.
- Cầu đấu : loại nhỏ cho mạch điều khiển 1 chiếc 12.2 chân, loại lớn cho mạch động lực 3 chiếc 4.2 chân.
- Ray lắp Rơle, cầu chì và Logo : 40cm .
• Phần điện:
- Cầu chì 2 chiếc + 2 vỏ loại 500V,2A.
- Rơle trung gian loại 4 cặp tiếp điểm : 6 chiếc loại 220V, 3A. Nhà sản xuất Sungho.
- Chuyển mạch Vôn 1 chiếc – Yongsung Korea.
- Đèn báo : 3 đèn báo pha, 2 đèn báo chế độ làm việc 240V, 2-22A. - Yongsung Korea.
- 4 công tắc 2 đóng, 2 dừng - Yongsung Korea.
- 1 công tắc Auto-Man - Yongsung Korea.
- 1 vôn kế thang đo từ 0-500V.
- Công tắc tơ : 2 chiếc loại GMC220V thang hoạt động 100-240VAC , 100-220VDC.
- UPS Santak TwinGuard500 In 220V, Out 220V.
- Logo 1 chiếc loại 8 đầu vào 4 đầu ra 240V,Siemens Logo!230RC0.
- Cáp động lưc 4m loại 50li 0,6 - 1kV
- Dây dẫn loại 1,5 li.
III. Thuyết minh hoạt động của mạch điều khiển :
- UPS được viết tắt của cụm từ tiếng Anh: Uninterruptible Power System được hiểu như là hệ thống nguồn cung cấp liên tục hay đơn giản hơn là bộ lưu trữ điện dự phòng nhằm làm tăng độ tin cậy cung cấp điện cho hệ thống. UPS được nối giữa 1 pha của nguồn và mạch động lực. Ở mạch này, UPS có tác động duy trì hoạt động của mạch điều khiển khi mà điện lưới vừa mất và máy phát chưa chạy. Hoạt động của UPS trong sơ đồ tủ ATS như sau: Khi nguồn lưới bình thường, UPS tích năng lượng từ nguồn lưới. Khi lưới mất điện mà máy phát chưa hoạt động, UPS sẽ tự phóng điện để duy trì hoạt động của mạch điều khiển. Sau khi máy phát hoạt động, UPS lại tích năng lượng lấy từ máy phát và đóng vai trò như một dây dẫn.
- Hai cầu chì đặt trước và sau UPS có tác dụng bảo vệ cho UPS và bảo vệ mạch điều khiển.
- Hai công-tắc-tơ 3 pha có khóa liên động, đảm bảo chỉ 1 trong hai được hoạt động: Hoặc là lưới hoặc là máy phát được nối với tải.
- Ở chế độ Manual (bằng tay), tín hiệu I3 có điện vào Logo báo cho Logo biết mạch đang làm việc ở chế độ bằng tay. Ấn nút chạy M1 thì cuộn K1 có điện, tiếp điểm giữ K1 sẽ đóng lại duy trì điện cho cuộn K1. K2 là tiếp điểm thường đóng của cuộn dây K2, có tác dụng liên động điện giữa 2 cuộn K1, K2. Đèn D1 sáng báo máy phát đang hoạt động. Cuộn K1 có điện làm cuộn dây CT1 của công tắc tơ máy phát có điện, tiếp điểm động lực của CT1 đóng, nối máy phát với tải. CT2 được ngắt khỏi tải. Máy phát được khởi động bằng tay.
Khi lưới có điện trở lại thì ấn nút D1 để dừng máy phát, ấn M2 để đóng lại lưới điện vào tải. Lúc đó đèn D1 tắt và đèn D2 sáng báo hiệu lưới đang làm việc.

Hình 3 : Sơ đồ khối làm việc của Logo.
- Ở chế độ tự động, I3 mất điện, Logo sẽ hiểu mạch làm việc ở chế độ tự động. Logo phát tín hiệu đóng Q3 khởi động máy phát 2 lần, mỗi lần t giây và cách nhau t1(s) :

Hình 4: Khởi động máy phát ở chế độ tự động
Sau khi khởi động máy phát, cuộn K6 có điện làm tiếp điểm K6 đóng lại, đầu vào I1 có điện. Logo phát lệnh đóng Q1 để đóng máy phát sau t2(s).

Hình 5: On - Off máy phát ở chế độ tự động
- Khi lưới có điện, I2 có tín hiệu vào, Logo ngắt I1 và sau đó t3(s) đóng Q2 để nối lưới với tải :

Hình 6: Tín hiệu đóng lưới với tải ở chế độ tự động
- Ở chế độ bằng tay, I3 có tín hiệu, chỉ có Q4 được đóng lại để On/Off máy phát. Block B011 vẫn chạy nhưng Q3 không đóng vì máy phát được đề bằng tay.

Hình 7: On-Off máy phát ở chế độ bằng tay.

- Như vậy, mạch điều khiển đã đảm bảo hoàn toàn yêu cầu của đơn đặt hàng.

Hình 8 : Bố trí mặt ngoài tủ điều khiển

Hình 9: Đấu dây bên trong tủ điện
Nhận xét: - Bộ chuyển mạch tự động ATS được lên chuẩn bị, lập trình và tiến hành lắp ráp trong thời gian 4 ngày. Tủ được thiết kế tiện lợi cho sử dụng, dễ lắp ráp, bảo dưỡng và đảm bảo được các điều kiện về thẩm mỹ công nghiệp.
- Sau khi vận hành thử nghiệm thấy tủ làm việc ổn định. Các thiết bị được lựa chọn phù hợp với yêu cầu của tải, đảm bảo làm việc ổn định lâu dài.

- Có một số hình ảnh bị giới hạn độ phân giải các bạn có nhu cầu hình ảnh hoặc tài liệu liên hệ bên công ty mình sẽ cung cấp rõ hơn