ATS là gì? Vì sao hệ thống điện dự phòng không thể thiếu?

ATS là gì? ATS là viết tắt của Automatic Transfer Switch, hay còn gọi là bộ chuyển nguồn tự động. Thiết bị có nhiệm vụ theo dõi nguồn điện và tự động chuyển tải từ nguồn chính sang nguồn dự phòng khi nguồn chính bị mất điện hoặc xảy ra bất thường. Khi nguồn chính ổn định trở lại, ATS có thể chuyển tải về nguồn ban đầu theo chế độ đã cài đặt.

ATS được sử dụng phổ biến trong nhà ở, biệt thự, cửa hàng, nhà xưởng, trung tâm thương mại, hệ thống máy phát điện và nhiều hệ thống điện có từ hai nguồn cấp trở lên. Vậy ATS có chức năng gì, ATS có mấy loại và khi nào nên sử dụng thiết bị này? Bài viết dưới đây sẽ giúp bạn hiểu rõ.

ATS là gì?

ATS – Automatic Transfer Switch là thiết bị chuyển đổi nguồn điện tự động giữa hai nguồn cấp. Trong một hệ thống phổ biến, ATS được đặt giữa nguồn điện và tải để quyết định nguồn nào sẽ được sử dụng tại một thời điểm.

Ví dụ, một công trình có:

• Nguồn chính: điện lưới.
• Nguồn dự phòng: máy phát điện.
• Tải: hệ thống điện của nhà ở, nhà xưởng hoặc thiết bị quan trọng.

Khi điện lưới hoạt động bình thường, tải được cấp điện từ lưới. Nếu điện lưới mất, ATS phát hiện tình trạng bất thường và thực hiện quá trình chuyển tải sang nguồn dự phòng. Khi điện lưới phục hồi và ổn định, ATS có thể chuyển tải trở lại.

Nhờ khả năng tự động hóa này, người vận hành không cần trực tiếp đóng hoặc ngắt cầu dao mỗi khi nguồn điện thay đổi.

Hiện nay ATS là một nhóm thiết bị quan trọng trong hệ thống phân phối điện. CSQ Electric cũng xếp Automatic Transfer Switches – ATS vào nhóm thiết bị phân phối điện của hãng.

ATS có chức năng gì?

Khi tìm hiểu ATS có chức năng gì, nhiều người thường chỉ nghĩ ATS dùng để chuyển nguồn khi mất điện. Trên thực tế, tùy từng model và bộ điều khiển, thiết bị có thể đảm nhiệm nhiều chức năng khác nhau.

1. Tự động chuyển đổi giữa hai nguồn điện

Đây là chức năng quan trọng nhất của ATS.

Khi nguồn điện chính gặp sự cố, ATS có thể chuyển tải sang nguồn dự phòng mà không cần người vận hành thao tác trực tiếp. Nhờ đó, thời gian gián đoạn cấp điện được giảm đáng kể so với việc chuyển nguồn hoàn toàn bằng tay.

Một số cấu hình thường gặp gồm:

• Điện lưới – máy phát điện.
• Nguồn lưới 1 – nguồn lưới 2.
• Nguồn chính – nguồn điện dự phòng.
• Các hệ thống điện có nhiều nguồn cấp được thiết kế riêng.

2. Giám sát trạng thái nguồn điện

Tùy model, ATS hoặc bộ điều khiển ATS có thể theo dõi các thông số của nguồn điện trước khi quyết định chuyển nguồn.

Các điều kiện giám sát có thể bao gồm:

• Mất điện hoàn toàn.
• Mất pha.
• Điện áp quá thấp.
• Điện áp quá cao.
• Tần số nguồn điện bất thường.
• Sai thứ tự pha trên một số hệ thống ba pha.

Khả năng giám sát giúp ATS không chỉ phát hiện tình trạng “có điện hay không” mà còn có thể đánh giá nguồn điện có đủ điều kiện để cấp cho tải hay không, tùy thiết kế của thiết bị.

3. Giảm thao tác chuyển nguồn thủ công

Nếu một hệ thống chỉ sử dụng cầu dao đảo chiều hoặc thiết bị chuyển nguồn bằng tay, mỗi khi nguồn chính gặp sự cố cần có người trực tiếp thực hiện thao tác.

Đối với nhà xưởng, cửa hàng, khách sạn hoặc các công trình vận hành liên tục, cách làm này có thể gây bất tiện và làm tăng thời gian mất điện.

ATS giúp quá trình chuyển đổi được tự động hóa, phù hợp hơn với các công trình cần duy trì nguồn điện thường xuyên.

4. Hỗ trợ duy trì nguồn cho tải quan trọng

ATS thường được ứng dụng cho các tải cần hạn chế thời gian mất điện như:

• Hệ thống chiếu sáng quan trọng.
• Camera và hệ thống an ninh.
• Máy chủ, thiết bị mạng.
• Máy bơm.
• Hệ thống điều khiển.
• Một số thiết bị sản xuất.
• Tải thiết yếu trong nhà ở và biệt thự.

Tuy nhiên, cần lưu ý rằng ATS không phải UPS. ATS vẫn cần một khoảng thời gian để phát hiện nguồn, xác nhận điều kiện và thực hiện thao tác chuyển nguồn. Với các tải yêu cầu nguồn điện hoàn toàn không gián đoạn, hệ thống có thể cần kết hợp thêm UPS hoặc giải pháp lưu trữ phù hợp.

ATS hoạt động như thế nào?

Nguyên lý hoạt động cơ bản của ATS có thể hiểu theo quy trình sau:

1. ATS liên tục theo dõi nguồn điện chính.
2. Khi nguồn chính bình thường, tải tiếp tục sử dụng nguồn này.
3. Khi phát hiện nguồn chính mất hoặc không đạt điều kiện vận hành, bộ điều khiển ATS xác nhận sự cố.
4. ATS kiểm tra nguồn dự phòng.
5. Nếu nguồn dự phòng đạt điều kiện, thiết bị chuyển tải sang nguồn này.
6. Khi nguồn chính được khôi phục và ổn định trở lại, ATS có thể chuyển tải về nguồn chính.

Trong hệ thống điện lưới kết hợp máy phát, bộ điều khiển ATS còn có thể phối hợp với hệ thống khởi động máy phát. Khi điện lưới mất, máy phát được khởi động, sau khi điện áp và tần số ổn định thì tải mới được chuyển sang máy phát.

ATS có mấy loại?

Câu hỏi ATS có mấy loại không có một con số cố định vì ATS có thể được phân loại theo nhiều tiêu chí khác nhau như số pha, số cực, dòng điện, cơ cấu chuyển mạch hoặc phương thức điều khiển.

Phân loại ATS theo số pha

Theo hệ thống điện sử dụng, ATS thường được chia thành:

• ATS dùng cho hệ thống điện 1 pha: thường gặp ở nhà ở, cửa hàng và tải dân dụng.
• ATS dùng cho hệ thống điện 3 pha: thường sử dụng cho nhà xưởng, tòa nhà, hệ thống thương mại và tải công suất lớn.

Phân loại ATS theo số cực

ATS có thể có các cấu hình cực khác nhau tùy hệ thống điện, ví dụ:

• ATS 2P.
• ATS 3P.
• ATS 4P.

Việc lựa chọn số cực không nên chỉ dựa vào số pha mà còn cần xem xét phương án nối dây, dây trung tính và yêu cầu của hệ thống điện tại công trình.

Phân loại ATS theo dòng điện

ATS được sản xuất với nhiều cấp dòng khác nhau để đáp ứng quy mô tải.

Một số mức thường gặp trên thị trường gồm:

• 63A.
• 100A.
• 125A.
• 160A.
• 250A.
• 400A.
• 630A.

Không nên chọn ATS chỉ dựa vào công suất ghi trên thiết bị điện. Cần tính dòng tải thực tế, loại tải, dòng khởi động, hệ số dự phòng và khả năng chịu tải của toàn bộ hệ thống.

Phân loại theo phương thức vận hành

Tùy thiết kế, thiết bị chuyển nguồn có thể hỗ trợ một hoặc nhiều chế độ như:

• Automatic: tự động chuyển nguồn.
• Manual: người vận hành chuyển nguồn bằng tay.
• Motorized: sử dụng cơ cấu motor để thực hiện quá trình chuyển mạch theo tín hiệu điều khiển.

Một số dòng ATS hiện đại tích hợp nhiều chế độ để người dùng chủ động lựa chọn trong quá trình vận hành, bảo trì hoặc xử lý sự cố.

Khi nào nên sử dụng ATS?

ATS đặc biệt phù hợp với công trình có từ hai nguồn điện và muốn quá trình chuyển đổi diễn ra tự động.

Nhà ở và biệt thự

Nếu gia đình có máy phát điện hoặc nguồn dự phòng riêng, ATS giúp giảm nhu cầu phải tự ra tủ điện để chuyển nguồn mỗi khi mất điện.

Thiết bị đặc biệt hữu ích với nhà có camera, máy bơm, thiết bị mạng, cửa điện hoặc các tải cần được duy trì thường xuyên.

Cửa hàng, nhà hàng và khách sạn

Mất điện có thể ảnh hưởng trực tiếp tới hoạt động kinh doanh, hệ thống POS, camera, chiếu sáng, máy tính và nhiều thiết bị khác.

ATS giúp hệ thống dự phòng được đưa vào sử dụng nhanh hơn khi nguồn chính gặp sự cố.

Nhà xưởng và doanh nghiệp

Trong môi trường sản xuất, việc mất điện đột ngột có thể làm gián đoạn dây chuyền hoặc ảnh hưởng đến hoạt động vận hành.

Hệ thống ATS kết hợp nguồn dự phòng thường được sử dụng để ưu tiên duy trì điện cho những nhóm tải quan trọng.

Công trình có máy phát điện

Đây là một trong những ứng dụng phổ biến nhất của ATS.

Hệ thống có thể được thiết kế theo mô hình:

Điện lưới → ATS → Tải
Máy phát → ATS → Tải

Khi điện lưới mất, ATS phối hợp với máy phát và chuyển tải sang nguồn dự phòng sau khi nguồn máy phát ổn định.

Cách chọn ATS phù hợp

Sau khi hiểu ATS là gì, bước quan trọng tiếp theo là lựa chọn đúng thiết bị cho hệ thống.

Chọn theo hệ thống điện

Trước tiên cần xác định công trình đang sử dụng điện 1 pha hay 3 pha, sơ đồ cấp điện và phương án chuyển nguồn.

Chọn theo dòng tải

ATS phải có dòng điện định mức phù hợp với tải.

Ví dụ với tải 1 pha khoảng 10kW ở điện áp 220V, dòng điện lý thuyết có thể được ước tính:

I = P / U

Tương đương:

I ≈ 10.000 / 220 ≈ 45A

Tuy nhiên không nên lập tức chọn ATS 50A hoặc 63A chỉ dựa trên phép tính này. Cần xem xét thêm loại tải, dòng khởi động, khả năng mở rộng tải và yêu cầu dự phòng.

Chọn theo nguồn cần chuyển đổi

Cần xác định hai nguồn của hệ thống là gì, chẳng hạn:

• Lưới và máy phát.
• Hai nguồn lưới.
• Nguồn chính và nguồn dự phòng khác.

Từ đó kỹ thuật viên mới có thể lựa chọn sơ đồ ATS và phương án điều khiển phù hợp.

ATS có cần thiết trong hệ thống điện mặt trời không?

Không phải mọi hệ thống điện mặt trời đều bắt buộc phải sử dụng ATS.

Trong hệ thống hòa lưới thông thường, inverter hoạt động đồng bộ với điện lưới và phải tuân theo cơ chế chống phát điện độc lập khi lưới mất. Vì vậy, việc chỉ lắp ATS không biến một inverter hòa lưới thông thường thành nguồn điện dự phòng.

Đối với hệ thống hybrid hoặc hệ lưu trữ, nhiều inverter đã có ngõ Backup/EPS và khả năng quản lý nguồn riêng. Khi đó, việc có cần ATS bên ngoài hay không phụ thuộc vào kiến trúc hệ thống, số lượng nguồn điện, công suất tải và phương án đấu nối.

ATS thường trở nên hữu ích khi công trình cần quản lý thêm nhiều nguồn như:

• Điện lưới.
• Máy phát điện.
• Hệ thống inverter và pin lưu trữ.
• Nguồn dự phòng riêng.

Do đó, ATS trong hệ thống điện mặt trời cần được lựa chọn theo thiết kế tổng thể thay vì mặc định rằng mọi hệ thống hybrid đều cần lắp ATS.

Một số sai lầm thường gặp khi chọn ATS

Chọn dòng ATS quá sát với dòng tải

Đây là lỗi tương đối phổ biến. Nếu hệ thống có motor, máy bơm hoặc tải có dòng khởi động lớn, dòng tức thời có thể cao hơn nhiều so với dòng vận hành thông thường.

Không xác định rõ phương án chuyển nguồn

ATS không thể được lựa chọn chính xác nếu chưa xác định nguồn chính, nguồn dự phòng và tải nào cần được cấp điện.

Cho rằng ATS thay thế hoàn toàn UPS

ATS giúp chuyển đổi nguồn nhưng không có chức năng lưu trữ điện giống UPS hoặc pin lưu trữ.

Chỉ quan tâm đến dòng điện mà bỏ qua số cực

Ngoài dòng định mức, cần kiểm tra số cực, cấu hình dây trung tính, điện áp và hệ thống điện của công trình.

ATS CSQ – giải pháp chuyển nguồn cho nhiều quy mô công trình

CSQ Electric cung cấp các dòng Automatic Transfer Switches trong danh mục thiết bị phân phối điện của hãng. Người dùng có thể tham khảo thông tin từ website chính thức CSQ Electric và danh mục ATS CSQ chính hãng.

Tại Việt Nam, Hà Thiên cung cấp nhiều dòng ATS CSQ phục vụ từ hệ thống dân dụng đến nhà xưởng và công trình công suất lớn.

Việc lựa chọn model nên căn cứ vào:

• Điện 1 pha hay 3 pha.
• Dòng tải thực tế.
• Số cực cần chuyển mạch.
• Nguồn chính và nguồn dự phòng.
• Loại tải.
• Khả năng mở rộng trong tương lai.
• Yêu cầu tự động hóa của hệ thống.

Câu hỏi thường gặp về ATS

ATS là gì?

Bộ chuyển nguồn là bộ ATS tự động, có chức năng chuyển tải giữa nguồn điện chính và nguồn điện dự phòng khi một nguồn gặp sự cố hoặc không đáp ứng điều kiện vận hành.

ATS có chức năng gì?

Chức năng chính của ATS là giám sát nguồn điện và tự động chuyển tải từ nguồn chính sang nguồn dự phòng. Tùy model, ATS còn có thể hỗ trợ giám sát điện áp, pha, tần số và nhiều chế độ điều khiển khác.

ATS có mấy loại?

Không có một số lượng cố định. ATS có thể được phân loại theo số pha, số cực, dòng điện, cơ cấu chuyển mạch, phương thức điều khiển và ứng dụng thực tế.

ATS có phải là aptomat không?

Không. Aptomat chủ yếu thực hiện chức năng đóng cắt và bảo vệ mạch điện theo thiết kế của từng loại thiết bị. ATS có nhiệm vụ chính là chuyển đổi giữa các nguồn điện. Trong hệ thống thực tế, ATS thường được phối hợp với các thiết bị bảo vệ khác.

ATS có dùng được với máy phát điện không?

Có. Lưới điện kết hợp máy phát là một trong những ứng dụng phổ biến nhất của ATS.

Lắp điện mặt trời có bắt buộc phải có ATS không?

Không. Việc cần ATS hay không phụ thuộc vào loại inverter, kiến trúc hệ thống, nguồn dự phòng, tải backup và phương án đấu nối.

ATS là gì? Đây là bộ chuyển nguồn tự động giúp hệ thống chuyển tải giữa nguồn chính và nguồn dự phòng khi điều kiện cấp điện thay đổi. Nếu bạn đang thắc mắc ATS có chức năng gì, chức năng cốt lõi của thiết bị là theo dõi nguồn và tự động thực hiện quá trình chuyển đổi nhằm giảm thời gian gián đoạn điện và hạn chế thao tác thủ công.

Với câu hỏi ATS có mấy loại, ATS có thể được phân chia theo số pha, số cực, dòng định mức, phương thức vận hành và nhiều tiêu chí khác. Vì vậy, lựa chọn ATS cần dựa trên hệ thống điện thực tế thay vì chỉ dựa vào một thông số duy nhất.

Nếu cần lựa chọn ATS cho nhà ở, nhà xưởng, máy phát điện hoặc hệ thống năng lượng mặt trời, bạn có thể tham khảo danh mục ATS tại Hà Thiên hoặc truy cập Hà Thiên Energy để được tư vấn cấu hình phù hợp với tải và hệ thống điện của công trình.