ATS là gì?
ATS (Automatic Transfer Switch — Bộ chuyển đổi nguồn tự động) là thiết bị điện tự động chuyển nguồn cấp điện cho tải từ nguồn chính (lưới điện EVN) sang nguồn dự phòng (máy phát điện) khi nguồn chính mất điện hoặc điện áp/tần số ra ngoài ngưỡng cho phép, và chuyển ngược lại khi nguồn chính phục hồi.
ATS kết hợp với bảng điều khiển AMF (Auto Main Failure) trên máy phát điện tạo thành hệ thống dự phòng điện hoàn toàn tự động — không cần người vận hành khi mất điện lưới.
Nguyên lý hoạt động của ATS
- Giám sát liên tục: ATS theo dõi điện áp và tần số nguồn lưới 24/7.
- Phát hiện sự cố: khi điện áp lưới giảm dưới ngưỡng (thường 85% điện áp định mức, ±10%) hoặc mất pha, ATS gửi tín hiệu khởi động đến bảng AMF của máy phát.
- Khởi động máy phát: máy phát nhận lệnh, tự đề động cơ, chạy ổn định nhiệt độ và điện áp (10–30 giây).
- Chuyển mạch: sau khi máy phát đạt điện áp ổn định (220/380V ± 5%) và tần số (50Hz ± 2%), ATS chuyển mạch tải sang máy phát. Contactor lưới mở, contactor máy phát đóng — hai contactor KHÔNG bao giờ đóng đồng thời (interlocking cơ học và điện).
- Phục hồi lưới: khi điện lưới phục hồi và ổn định trong 30–60 giây (thời gian trễ chống chuyển đổi do điện lưới chập chờn), ATS chuyển tải về lưới, gửi lệnh tắt máy phát sau thời gian làm mát (cool-down 5–10 phút).
Thời gian chuyển nguồn ATS
Thời gian mất điện từ lúc lưới điện mất đến lúc máy phát cấp điện trở lại:
- Thời gian phát hiện sự cố: 1–3 giây
- Thời gian khởi động và ổn định máy phát: 7–25 giây (tùy loại máy, nhiệt độ môi trường)
- Thời gian chuyển mạch contactor ATS: 0,1–0,5 giây
- Tổng thời gian mất điện: 10–30 giây (thông thường)
Với tải yêu cầu dưới 1 giây (ICU bệnh viện, trung tâm dữ liệu): cần UPS kết hợp máy phát. UPS cấp điện tức thời (<20ms), máy phát cấp điện cho UPS sau 10–30 giây.
Phân loại ATS — 2 cực và 4 cực
| Loại ATS | Số cực | Đặc điểm | Khi nào dùng |
|---|---|---|---|
| ATS 2P (2 cực) | 2 (L + N hoặc L1 + L2) | Chuyển cả pha và trung tính hoặc 2 pha | Hệ thống TN-C (trung tính và bảo vệ dùng chung dây PEN) hoặc 1 pha 220V đơn giản |
| ATS 3P (3 cực) | 3 (L1, L2, L3) | Chuyển 3 pha, trung tính nối cố định | Hệ thống 3 pha TN-C, không chuyển dây trung tính |
| ATS 4P (4 cực) | 4 (L1, L2, L3, N) | Chuyển cả 3 pha và dây trung tính | Hệ thống TN-S, IT — bắt buộc khi nguồn lưới và máy phát có trung tính độc lập. Khuyến nghị cho đa số lắp đặt hiện đại |
Khuyến nghị: luôn dùng ATS 4P cho hệ thống có dây trung tính riêng (TN-S) — tiêu chuẩn phổ biến hiện nay trong các tòa nhà mới tại Việt Nam. ATS 4P chuyển cả dây N, tránh nguy cơ điện áp trung tính lệch gây hư hại thiết bị.
Cách chọn ATS theo dòng điện
Dòng định mức ATS phải lớn hơn hoặc bằng dòng điện tải tối đa:
I_ATS (A) ≥ P_tải (kW) / (√3 × U × PF) × 1,25 (dự phòng)
Với hệ thống 3 pha 380V, PF=0,8:
- Máy phát 50 kVA (40 kW) → I = 40.000 / (1,732 × 380 × 0,8) ≈ 76A → chọn ATS 100A
- Máy phát 100 kVA (80 kW) → I ≈ 152A → chọn ATS 160A hoặc 200A
- Máy phát 200 kVA (160 kW) → I ≈ 304A → chọn ATS 400A
Dải ATS phổ biến: 63A, 100A, 125A, 160A, 200A, 250A, 315A, 400A, 630A, 800A, 1.000A, 1.600A, 2.000A, 3.200A.
Thương hiệu ATS phổ biến
- Schneider Electric: dòng ATS22, Changeover switch Socomec
- ABB: OTM series, OTEC automatic transfer equipment
- Socomec (Pháp): ATS chuyên dụng, chất lượng cao, phổ biến bệnh viện và data center
- LS Electric (Hàn Quốc): ATS giá hợp lý, phổ biến công trình vừa
- ComAp / Deep Sea: bảng AMF+ATS tích hợp thông minh, giám sát từ xa