BỘ CHUYỂN NGUỒN TỰ ĐỘNG – ATS.1. Khái quát.Thiết bị tự động chuyển nguồn ATS ( Automatic Transfer Switch ) là thiết bị dùng để tự động chuyển tải từ nguồn chính sang nguồn dự phòng khi nguồn chính bị sự cố. Khái niệm nguồn bị sự cố bao gồm:- Mất nguồn.- Mất pha.- Ngược thứ tự pha.- Không đối xứng 3 pha.- Điện áp cao hoặc thấp hơn trị số cần thiết.Nguồn dự phòng có thể là một nguồn lưới lấy từ đường dây khác hoặc là một máy phát dự phòng. Tùy theo tính toán kinh tế, kỹ thuật của các hộ tiêu thụ mà sử dụng nguồn dự phòng nào cho hợp lý. Khi nguồn dự phòng là lưới khác ta có ATS lưới – lưới ( ATS L – L ) nếu nguồn dự phòng là máy phát điện (thường là máy phát diezen ) ta có ATS lưới – máy phát (ATS L – MF )a. sơ đồ cấu trúc của hai loại ATS.Các loại ATS có sơ đồ cấu trúc như hình sau:

Hình: Sơ đồ khối của ATSa) ATS lưới – lướib) ATS lưới – máy phát.MBA: máy biến áp nguồn.AP1, AP2: aptomat nguồn.SS1, SS2: Các bộ so sánh.ĐK: khối điều khiển.KĐ: khối khởi động máy diezenDZ: động cơ diezen.G: máy phát điện.* Chức năng các khối:- SS: Khối so sánh thực hiện chức năng theo dõi, giám sát các thông số của nguồn cung cấp và so sánh các thông số đó với giá trị ngưỡng đặt trước và đưa tín hiệu cho khối điều khiển.- ĐK: Khối điều khiển nhận tín hiệu từ đầu ra của bộ so sánh và tác động đến khối chuyển mạch.

- KĐ: Khối khởi động máy phát diezen, khi nhận được tín hiệu của bộ điều khiển.- AP1, AP2: Hai aptomat bảo vệ nguồn khi có sự cố quá tải hay ngắn mạch.- CM: Khối chuyển mạch thực hiện việc đóng ngắt tải từ nguồn này sang nguồn khác theo tác động của bộ điều khiển

b) Nguyên lý hoạt động của ATS.+ ATS lưới – máy phát.ATS lưới – lưới hoạt động rất đơn giản. Khi chất lượng nguồn điện chính không đạt, lúc đó bộ so sánh cấp tín hiệu cho khối điều khiển tác động đến khối chuyển mạch chuyển tải từ lưới chính sang lưới dự phòng. Khi lưới điện chính phục hồi trở lại , ATS tiến hành kiểm tra chất lượng nguồn chính nếu đủ tiêu chuẩn thì cấp tín hiệu chuyển tải trở lại nguồn chính.Chuyển đổi nguồn cấp của ATS L – L được thiết kế theo giản đồ:

Hình: giản đồ thời gian chuyển đổi nguồn của ATS L – L.Ban đầu tải được cấp điện bằng nguồn chính thông qua máy MBA1. Khi lưới chính bị sự cố (như mất nguồn, mất pha,…) lúc đó khối điều khiển của ATS nhận tín hiệu sự cố và xử lý nó, đồng thời ATS cũng kiểm tra chất lượng điện nguồn dự phòng. Nếu chất lượng điện nguồn dự phòng tốt thì ATS sẽ tạo khoảng thời gian trễ t1, để khẳng định lưới chính gặp sự cố thật sự hay không (hay chỉ là sự cố thoáng qua). Sau đó đưa tín hiệu cho cơ cấu chấp hành tác động chuyển tải sang nguồn dự phòng.Khi tải đang làm việc với nguồn dự phòng mà lưới điện chính phục hồi trở lại, ATS xử lý tín hiệu này đồng thời tạo khoảng thời gian trễ t2 ( 5÷10 s), để đảm bảo rằng nguồn chính đã ổn định có thể đưa vào vận hành. Sau đó ATS phát tín hiệu tác động đến cơ cấu chuyển mạch, đưa tải trở lại lưới chính. Trong quá trình làm việc ATS thường xuyên theo dõi hoạt động của các nguồn điện,

+ ATS lưới – máy phát.Một trong những nhược điểm lớn nhất của ATS lưới – lưới là khi xảy ra sự cố của hệ thống, như điện cho các phụ tải quan trọng cấp quốc gia (như hội trường quốc hội, ngân hàng nhà nước, trung tâm dự toán,

khu quân sự,…nếu mất điện có thể nguy hiểm đến kinh tế và anh ninh quốc gia) người ta thường xây dựng là nguồn dự phòng là gián đoạn cấp điện của mạng điện quốc gia, hư hỏng trạm biến áp trung gian, lúc đó nguồn dự phòng không còn tác dụng. Do vậy, để đảm bảo việc chủ động cấp máy phát diezen. Tương ứng với nó có loại ATS lưới – máy phát.Đối với ATS lưới – máy phát, việc hoạt động phức tạp hơn ATS lưới – lưới, vì có thêm bộ phận khởi động động cơ diezen. Khi tín hiệu từ bộ (SS1) báo nguồn chính có chất lượng không đạt yêu cầu, bộ điều khiển (ĐK) sẽ truyền tín hiệu cho bộ khởi động máy phát. Sau khi khởi động xong, điện áp máy phát được thành lập. Nếu chất lượng điện áp máy phát đảm bảo, bộ (SS2) cấp tín hiệu cho bộ điều khiển (ĐK) và chuyển mạch (CM) tác động chuyển tải từ lưới chính sang máy phát. Khi lưới phục hồi, sau một khoảng thời gian trễ, bộ điều khiển sẽ tác động lên bộ chuyển mạch, tải lại được chuyển về nguồn chính. Từ thời điểm chuyển tải, máy phát chạy không tải một thời gian để làm mát máy rồi tự tắt. Quá trình hoạt động được cho trên giản đồ sau:

Hình: Giản đồ thời gian chuyển đổi ATS L – MF.Giải thích giản đồ:+ Khi lưới có sự cố lúc đó ATS tạo trễ t1 (khoảng 5(s) ) khoảng thời gian từ khi có sự cố đến khi khởi động động cơ diezen để đảm bảo rằng nguồn lưới có sự cố thực sự hay chỉ là sự thoáng qua.+ Khi điện áp máy phát đạt đến Uf=Uđm lúc đó bộ (SS2) sẽ tính khoảng thời gian t2 ( 20÷25(s) ), sau đó thực hiện việc cấp tín hiệu điều khiển cho bộ chuyển mạch chuyển tải sang nguồn dự phòng. Khoảng thời gian này cần thiết cho việc sấy máy điện và đảm bảo máy được bôi trơn.+ Khi lưới điện phục hồi trở lại, bộ định thời gian trong SS1 sẽ hoạt động, tính thời gian t3 ( 5(s) ) để đảm bảo chắc chắn rằng lưới đã phục hồi và ổn định trở lại. Sau đó chuyển tải trở lại lưới.+ Sau khi chuyển tải trở lại lưới, ATS tính thời gian t4 ( khoảng 300(s) ) cho máy phát chạy không tải để làm mát máy, sau thời gian t4 ATS cho lệnh máy phát dừng.Khi khởi chạy máy phát diezen, cần chú ý bộ khởi động của nó thường có các đặc điểm sau:+ Nếu khởi động một lần không thành công nó lại trở về trạng thái ban đầu, khi đó cần cho máy nghỉ 10÷20(s) ( cho ắc quy phục hồi) mới có tín hiệu khởi động lại.+ Nếu khởi động 3 lần không thành công lúc đó thiết bị sẽ tự động khóa lại không khởi động nữa.Với ATS lưới – máy phát, cần có thêm mạch bảo vệ máy phát. Khi xảy ra sự cố máy phát như mất áp lực dầu bôi trơn, nhiệt độ nước làm mát quá trị số cho phép, lồng tốc, hỏng kích từ,…thì phát lệnh dừng máy chờ khắc phục sự cố.