phân tích nguyên lý làm việc mạch lực và mạch điều khiển tủ chuyển đổi nguồn ats

1. Chức năng chính của tủ ATS:

Tủ ATS (Automatic Transfer Switch) là hệ thống tự động chuyển nguồn giữa nguồn lưới và nguồn máy phát dự phòng khi xảy ra sự cố mất điện hoặc điện lưới bị lỗi. Khi nguồn lưới phục hồi, hệ thống sẽ tự động chuyển lại sử dụng nguồn lưới.

2. Phân tích mạch lực:

• MCCB1 và MCCB2:
  Đây là hai bộ ngắt mạch chính dùng để đóng/ngắt nguồn từ lưới (MCCB1) hoặc máy phát dự phòng (MCCB2).
• K1 và K2:
  Hai contactor K1 và K2 điều khiển việc chuyển đổi nguồn cung cấp cho tải:
  • K1 đóng: Tải được cấp từ nguồn lưới.
  • K2 đóng: Tải được cấp từ máy phát.
• EVR1 và EVR2:
  Hai rơ-le điện áp (Voltage Relays) EVR1 và EVR2 được sử dụng để giám sát chất lượng điện áp:
  • EVR1: Giám sát điện áp lưới.
  • EVR2: Giám sát điện áp máy phát.

3. Phân tích mạch điều khiển:

Mạch điều khiển đóng vai trò quyết định logic đóng/ngắt contactor K1 và K2 dựa trên trạng thái nguồn lưới và máy phát.

Các thành phần chính trong mạch điều khiển:

• CB: Công tắc nguồn cấp cho mạch điều khiển.
• T1, T2: Rơ-le thời gian (Timer Relays) để trì hoãn thời gian đóng/ngắt các contactor K1 và K2.
• RL1, RL2: Các rơ-le trung gian kiểm soát việc bật/tắt các contactor.
• Công tắc AUTO/MAN:
  • Chế độ AUTO: Hệ thống hoạt động tự động.
  • Chế độ MAN: Người vận hành chuyển đổi thủ công giữa nguồn lưới và máy phát.

4. Nguyên lý hoạt động:

4.1. Khi tủ ATS ở trạng thái ban đầu (nguồn lưới hoạt động ổn định):

• Nguồn lưới đang ổn định:
  • Rơ-le điện áp EVR1 nhận diện điện áp lưới trong giới hạn cho phép (tần số, điện áp ổn định).
  • Tiếp điểm thường mở (NO) của EVR1 đóng lại, cấp nguồn cho cuộn hút của rơ-le trung gian RL1.
• RL1 hút:
  • Tiếp điểm thường mở (NO) của RL1 trên đường điều khiển K1 đóng, kích hoạt cuộn hút của contactor K1.
  • K1 đóng: Lưới điện cấp điện cho tải qua K1.
• Máy phát dự phòng không hoạt động:
  • Do K2 chưa được cấp điện, tiếp điểm của EVR2 và các rơ-le điều khiển máy phát (như RL2) vẫn ở trạng thái nghỉ.
  • Máy phát ở chế độ chờ.

4.2. Khi nguồn lưới mất hoặc có sự cố:

• EVR1 phát hiện lỗi:
  • Khi nguồn lưới bị mất hoặc điện áp nằm ngoài giới hạn cho phép, EVR1 nhả.
  • Tiếp điểm NO của EVR1 mở, làm RL1 nhả (mất điện cấp đến cuộn hút của K1).
  • K1 mở, ngắt kết nối tải khỏi nguồn lưới.
• Lệnh khởi động máy phát:
  • Tiếp điểm thường đóng (NC) của RL1 trong mạch khởi động máy phát sẽ đóng lại, kích hoạt rơ-le thời gian T1.
  • T1 đếm thời gian trễ (1~10 giây, để tránh khởi động máy phát ngay khi mất điện trong thời gian ngắn).
  • Sau khi T1 hết thời gian trễ, tiếp điểm NO của T1 đóng, cấp nguồn cho cuộn hút của rơ-le RL2.
• RL2 hút:
  • RL2 kích hoạt tiếp điểm thường mở NO trên đường điều khiển cuộn hút của contactor K2, làm K2 đóng.
  • Máy phát được kết nối với tải, cung cấp điện cho hệ thống qua K2.

4.3. Khi nguồn lưới phục hồi:

• EVR1 nhận diện nguồn lưới ổn định:
  • EVR1 hút trở lại khi nguồn lưới phục hồi, đóng tiếp điểm NO của EVR1, kích hoạt RL1.
  • RL1 hút, tiếp điểm NO trên đường điều khiển K1 đóng lại, kích hoạt cuộn hút của K1.
• Chuyển từ máy phát về nguồn lưới:
  • Sau khi K1 đóng (lưới cấp tải), tiếp điểm thường đóng (NC) của RL1 trong đường điều khiển K2 mở ra, làm K2 nhả.
  • Máy phát ngắt tải.
  • Rơ-le thời gian T2 kích hoạt để giữ máy phát chạy không tải thêm một khoảng thời gian (thường 1~3 phút) trước khi máy phát tắt hoàn toàn.

4.4. Hoạt động trong chế độ MANUAL:

• Trong chế độ MANUAL:
  • Công tắc chuyển chế độ được đặt ở vị trí MAN (thay vì AUTO).
  • Người vận hành có thể điều khiển trực tiếp contactor K1 hoặc K2 bằng cách sử dụng các nút ON/OFF trên tủ điện.
  • Hệ thống không tự động chuyển đổi giữa nguồn lưới và máy phát.

4.5. Trạng thái các tiếp điểm trong từng giai đoạn:

4.6. Những lưu ý khi thiết kế và vận hành:

• Cài đặt thời gian trễ chính xác cho T1 (khởi động máy phát) và T2 (dừng máy phát) để đảm bảo hệ thống hoạt động mượt mà và tránh các lỗi không cần thiết.
• Kiểm tra định kỳ các rơ-le điện áp (EVR1, EVR2) để đảm bảo phát hiện đúng trạng thái nguồn.
• Tối ưu việc bảo trì máy phát dự phòng để sẵn sàng hoạt động khi cần thiết.
• Đối với các tải nhạy cảm, có thể tích hợp thêm các bộ lọc điện hoặc ổn áp (AVR) để duy trì chất lượng điện áp đầu ra từ máy phát.

Hiểu sâu về các thuộc tính và nguyên lý làm việc của thiết bị là cách nhanh nhất bạn làm chủ được kỹ thuật đấu nối , vận hành , giám sát mời bạn tham khảo khóa học THIẾT KẾ TỦ ĐIỆN tại link sau :

ĐĂNG KÝ HỌC THỬ MIỄN PHÍ