Những sơ đồ nguyên lý tủ điện ATS phổ biến nhất hiện nay

Sơ đồ nguyên lý tủ điện ATS (Automatic Transfer Switch) mô tả cách thức hoạt động của hệ thống chuyển đổi nguồn điện tự động, thường dùng để chuyển đổi giữa nguồn điện lưới và nguồn điện dự phòng khi nguồn điện lưới gặp sự cố. Sơ đồ này bao gồm hai phần chính: mạch động lực và mạch điều khiển. Tham khảo 3 sơ đồ nguyên lý tủ ATS và cách đấu tủ điện ATS trong bài viết sau đây từ ALEN nhé!

1. Nguyên lý hoạt động của tủ điện ATS

Tủ điện ATS (Automatic Transfer Switch) là thiết bị tự động chuyển đổi nguồn điện, giúp duy trì hoạt động liên tục của các thiết bị quan trọng trong hệ thống điện. Nguyên lý hoạt động của tủ điện ATS dựa trên việc giám sát liên tục nguồn điện chính và nguồn dự phòng để đảm bảo nguồn cung cấp điện luôn ổn định, không bị gián đoạn.

Khi nguồn điện chính (thường là lưới điện quốc gia) hoạt động bình thường, tủ ATS sẽ tự động ngắt nguồn dự phòng, duy trì cung cấp điện từ nguồn chính tới thiết bị tiêu thụ. Tuy nhiên, nếu phát hiện nguồn chính bị mất hoặc không đạt yêu cầu về điện áp, tủ ATS sẽ tự động kích hoạt chuyển sang nguồn dự phòng để tiếp tục cung cấp điện mà không cần sự can thiệp của con người.

Trong quá trình chuyển đổi, tủ ATS hoạt động nhanh chóng, chính xác, đảm bảo quá trình chuyển nguồn diễn ra mượt mà, tránh gây ra hiện tượng mất điện đột ngột hoặc hỏng hóc thiết bị. Khi nguồn chính khôi phục và ổn định trở lại, tủ sẽ tự động chuyển đổi trở về nguồn chính, đồng thời tắt nguồn dự phòng để tiết kiệm năng lượng và đảm bảo hoạt động liên tục, ổn định cho hệ thống.

2. Vai trò của sơ đồ nguyên lý tủ điện ATS

Sơ đồ nguyên lý tủ điện ATS là công cụ không thể thiếu trong quá trình thiết kế, vận hành, bảo trì và nâng cấp hệ thống tự động chuyển nguồn, góp phần đảm bảo hệ thống hoạt động liên tục, an toàn và ổn định.

Sơ đồ mạch điện tủ ATS thể hiện rõ các thành phần chính, các mạch điều khiển, các rơ le, relay, contactor, cảm biến và các thiết bị khác. Nhờ đó, kỹ thuật viên dễ dàng hiểu rõ và theo dõi cách thức hoạt động của tủ điện, từ đó đảm bảo quá trình vận hành đúng như thiết kế. Cụ thể có vai trò:

• Hỗ trợ trong quá trình lắp đặt và bảo trì: Sơ đồ nguyên lý tủ điện ATS cung cấp hướng dẫn cụ thể cho kỹ thuật viên cách đấu tủ điện ATS, kiểm tra hoặc sửa chữa tủ điện ATS. Việc này giúp giảm thiểu sai sót trong quá trình thi công, nâng cao độ an toàn và đảm bảo hoạt động ổn định của hệ thống.
• Đánh giá, phân tích và tối ưu hệ thống: Nhờ có sơ đồ nguyên lý  mạch điện tủ ATS rõ ràng, người dùng dễ dàng phân tích các lỗi xảy ra hoặc các vấn đề kỹ thuật, từ đó đề xuất các giải pháp tối ưu để nâng cao hiệu quả và độ bền của hệ thống.
• Tiêu chuẩn hóa quy trình vận hành: Sơ đồ nguyên lý giúp xây dựng quy trình vận hành, kiểm tra, bảo trì hệ thống rõ ràng, nhất quán, phù hợp với các tiêu chuẩn kỹ thuật và an toàn.
• Giao tiếp và đào tạo: Sơ đồ nguyên lý tủ điện ATS là tài liệu chuẩn để đào tạo nhân viên kỹ thuật, giúp họ hiểu rõ về quy t hoạt động của tủ điện ATS, từ đó vận hành và kiểm tra hệ thống một cách chính xác và an toàn.

3. 3 sơ đồ nguyên lý tủ điện ATS

Dựa theo nguyên lý tủ có bảng điều khiển điện tử sẽ có 3 dạng sơ đồ mạch điện tủ ATS kết nối với nguồn điện phụ (máy phát điện):

3.1. Sơ đồ mạch điện động lực tủ điện ATS

 

Sơ đồ mạch điện tủ ATS- mạch động lực hay còn gọi là tủ chuyển động, bao gồm các thành phần chính sau:

• Nguồn điện lưới: Đây là nguồn điện chính thức từ điện lực, thường được đấu vào đầu của MCCB, hoặc ACB của nguồn điện lưới

• Nguồn điện dự phòng: Trong sơ đồ nguyên lý mạch điện tủ ATS, nguồn điện dự phòng chính là nguồn điện từ máy phát điện được đấu vào MCCB/ACB của nguồn điện dự phòng

•  MCCB/ACB: Cầu dao khối hoặc cầu dao không khí đóng vai trò bảo vệ quá tải và ngắn mạch cho cả nguồn điện lưới và nguồn điện dự phòng.

•  Contactor (Khởi động từ): Ở sơ đồ mạch điện tủ ATS sẽ có hai contactor, một cho điện lưới và một cho nguồn điện dự phòng. Chúng có nhiệm vụ đóng/cắt mạch động lực để chuyển đổi nguồn.

• Busbar: Trong sơ đồ nguyên lý mạch tủ điện ATS thì busbar chính là thành dẫn điện chính, nó được dùng để kết nối các thiết bị đóng/cắt và tải

• Tải: Nó là thiết bị tiêu thụ điện, kết nối với busbar thông qua MCCB hoặc MCB trong sơ đồ mạch điện tủ ATS.
• Dây dẫn: Dây dẫn đóng vai trò quan trọng trong sơ đồ nguyên lý tủ điện ATS, nó giúp kết nối các thành phần bên trong tủ lại với nhau một cách chặt chẽ.

Trong điều kiện bình thường, contactor của nguồn điện lưới luôn ở trạng thái đóng, cung cấp điện cho tải. Khi mất điện lưới, hệ thống điều khiển sẽ kích hoạt contactor của nguồn, chuyển mạch sang nguồn dự phòng, Khi điện lưới phục hồi, hệ thống sẽ tự động chuyển lại nguồn điện lưới và ngắt nguồn dự phòng.

3.2. Sơ đồ mạch điều khiển tủ điện ATS

Sơ đồ mạch điều khiển gồm hai bộ phận chính là mạch động lực và mạch điều khiển. Mạch động lực chịu trách nhiệm chuyển đổi nguồn điện, trong khi mạch điều khiển sẽ thực hiện các chức năng tự động và giám sát hệ thống.

Mạch động lực:

• Nguồn điện lưới: Kết nối với nguồn điện chính từ điện lưới

• Nguồn điện máy phát: Kết nối với nguồn điện dự phòng từ máy phát điện

• Công tắc tơ: Dùng để đóng, ngắt mạch điện, chuyển đổi giữa nguồn lưới và nguồn máy phát trong sơ đồ mạch điện tủ ATS.

• Thiết bị bảo vệ: Trong sơ đồ nguyên lý tủ điện ATS, thiết bị bảo vệ bao gồm Rơ le, aptomat, cầu chì, … nó có tác dụng bảo vệ hệ thống khỏi sự cố như quá tải, ngắn mạch.

Mạch điều khiển:

• Bộ điều khiển ATS: Đây chính là bộ não trong sơ đồ nguyên lý tủ ATS, nó thực hiện các chức năng tự động chuyển đổi nguồn, giám sát điện áp, tần số, thời gian chuyển mạch trên toàn hệ thống.

• Rơ le trung gian (Relay): Thiết bị này dùng để điều khiển các thiết bị khác trong mạch, như công tắc tơ. Dựa  vào thiết kế riêng của mỗi dự án, nó sẽ được thể hiện chi tiết trong sơ đồ nguyên lý tủ điện ATS.

• Đèn báo: Hiển thị trạng thái hoạt động của hệ thống.

• Các nút nhấn: Có tác dụng điều khiển thủ công hệ thống khi cần

• Cảm biến: Dùng để đo lường các thông số như điện áp, dòng điện, tần số,  …. để đưa ra các tín hiệu điều khiển.

Sơ đồ mạch điện tủ ATS chi tiết có thể thay đổi dựa vào loại tủ ATS, công suất, và các yêu cầu cụ thể của hệ thống. Người dùng nên tham khảo tài liệu kỹ thuật của nhà sản xuất để có sơ đồ chính xác nhất.

3.3. Sơ đồ mạch ATS dùng contactor đơn giản cho gia đình

• Trong sơ đồ này, điện lưới được kết nối trực tiếp vào bảng điều khiển của máy phát điện.
• Bảng điều khiển của máy phát điện sẽ có chức năng tự động chuyển đổi nguồn điện.
• Tủ ATS trong trường hợp này có thể chỉ đảm nhận vai trò chuyển mạch các tải, hoặc có thể được tích hợp thêm các chức năng bảo vệ và giám sát khác. 

Sơ đồ mạch điện của tủ ATS  gồm hai phần chính là mạch điều khiển và mạch động lực. Hai mạch này kết nối với nhau và kết nối từng bộ phận trong mạch nguyên lý tổng, bao gồm bộ điều khiển ATS, đèn báo, ATS, công tắc điều khiển, thiết bị đóng ngắt, rơ le bảo vệ, nguồn điện lưới, máy phát điện,… tạo thành hệ thống hoàn chỉnh. 

4. Cách đọc sơ đồ nguyên lý tủ điện ATS

Để đọc sơ đồ này một cách hiệu quả, bạn có thể theo các bước sau:

• Xác định các thành phần chính trên sơ đồ:
  • Nguồn cấp chính (Nguồn lưới điện): Thường được biểu thị bằng các kí hiệu hoặc ký hiệu nguồn.
  • Nguồn dự phòng (Máy phát, UPS): Hiện diện như các biểu tượng riêng biệt.
  • Contactor và relay tự động: Các thiết bị đóng/ngắt mạch điện tự động.
  • Cảm biến điện áp, dòng điện: Thể hiện nhiệm vụ giám sát nguồn.
  • Bộ điều khiển (Controller): Trung tâm xử lý, điều hành quá trình chuyển nguồn.
• Theo dõi dòng mạch điện:
  • Các đường dây nối thể hiện dòng chảy điện từ nguồn này sang nguồn khác qua các thiết bị điều khiển.
  • Các mạch điều khiển là đường mỏng, các mạch tải là đường dày.
• Chú ý đến các ký hiệu, ký tự trong sơ đồ:
  • Rơ le (Relay): Thường ký hiệu bằng chữ R hoặc các ký hiệu tiêu chuẩn.
  • Contactor: Ký hiệu bằng chữ C hoặc các biểu tượng tiêu chuẩn.
  • Cảm biến, công tắc: Đều biểu thị bằng ký hiệu phù hợp để dễ phân biệt.
• Hiểu nguyên lý hoạt động qua các mạch điều khiển:
  • Khi nguồn chính ổn định, các rơ le giữ trạng thái đóng, cung cấp điện cho hệ thống.
  • Khi nguồn gặp sự cố, cảm biến điện áp phát hiện, kích hoạt relay, điều khiển contactor chuyển sang nguồn dự phòng.
  • Quá trình tự động này thể hiện rõ qua các mạch kết nối trong sơ đồ.
• Xác định các trạng thái hoạt động:
  • Thường sơ đồ thể hiện các trạng thái của hệ thống khi nguồn chính hoạt động hoặc khi chuyển sang nguồn dự phòng, giúp dễ dàng hình dung quá trình chuyển đổi.
• Thông tin chú thích:
  • Đọc kỹ các chú thích đi kèm sơ đồ để hiểu rõ các ký hiệu, đặc biệt với các thành phần khó phân biệt.

5. Hướng dẫn cách đấu tủ điện theo 3 sơ đồ nguyên lý tủ điện ATS

Đấu tủ điện ATS (Automatic Transfer Switch – Ổ Cắm Chuyển Nguồn Tự Động) là công việc yêu cầu kỹ thuật chính xác để đảm bảo an toàn và hoạt động hiệu quả của hệ thống. Dưới đây là các bước cơ bản và nguyên tắc khi đấu tủ điện ATS. Tuy nhiên, vì đây là công việc kỹ thuật cao, bạn cần có kiến thức về điện, hoặc nhờ thợ điện có chuyên môn thực hiện để đảm bảo an toàn và đúng quy trình.

Các bước đấu tủ điện ATS:

Chuẩn bị

• Nghiên cứu tài liệu:
  Đọc kỹ hướng dẫn sử dụng, sơ đồ nguyên lý và sơ đồ đấu dây của tủ ATS và các thiết bị liên quan. 
• Kiểm tra thiết bị:
  Đảm bảo tất cả các thiết bị như Aptomat, Contactor, Rơ le, bộ điều khiển ATS, dây cáp,… đều hoạt động tốt và phù hợp với yêu cầu kỹ thuật. 
• Chuẩn bị dụng cụ:
  Chuẩn bị đầy đủ kìm, tua vít, bút thử điện, đồng hồ vạn năng, băng keo điện, ống co nhiệt, v.v. 
• An toàn lao động:
  Đảm bảo ngắt nguồn điện trước khi tiến hành đấu dây, sử dụng các thiết bị bảo hộ cá nhân như găng tay, kính bảo hộ, v.v.

Xác định các đầu ra, đầu vào

• Nguồn chính (main source): Đường dây cấp điện chính vào tủ.
• Nguồn dự phòng (backup source): Thường là nguồn inverter, máy phát điện hoặc nguồn dự phòng khác.
• Nguồn tải (load): Các thiết bị/địa điểm sử dụng điện.

Đấu dây theo sơ đồ

• Đấu dây nguồn chính:

• Đấu dây pha, dây trung tính và dây tiếp địa từ nguồn điện lưới vào các terminal tương ứng trên Contactor hoặc Aptomat của nguồn chính. 
• Đảm bảo các kết nối chắc chắn, sử dụng đầu cosse phù hợp và siết chặt các ốc vít. 

• Đấu dây nguồn dự phòng:
  • Tương tự như đấu dây nguồn chính, đấu dây pha, dây trung tính và dây tiếp địa từ nguồn điện dự phòng (máy phát điện) vào các terminal tương ứng trên Contactor hoặc Aptomat của nguồn dự phòng. 
• Đấu dây tải:
  • Đấu dây pha, dây trung tính và dây tiếp địa từ các terminal đầu ra của Contactor hoặc Aptomat của nguồn chính và nguồn dự phòng đến tủ phân phối hoặc trực tiếp đến tải. 

Kết nối các thiết bị sensor, relay, cảm biến

• Đấu dây tín hiệu từ bộ điều khiển ATS đến các Contactor, rơ le, đèn báo và các thiết bị khác theo sơ đồ nguyên lý. 
• Các dây tín hiệu này bao gồm các dây điều khiển chuyển mạch, dây báo trạng thái nguồn, dây báo sự cố, v.v. 

Kiểm tra

• Kiểm tra kết nối: Đảm bảo không có dây chập chờn, đấu đúng cực.
• Tiến hành đóng nguồn: Các bước cẩn thận, xem xét kỹ các phần đấu dây.

Thử nghiệm

• Chạy thử: Bật nguồn chính, kiểm tra hoạt động của tủ.
• Chuyển nguồn tự động: Thử bật nguồn dự phòng để kiểm tra việc chuyển mạch tự động của ATS.
• Kiểm tra các chế độ hoạt động: Sử dụng các chế độ tự động, thủ công theo yêu cầu.

Lưu ý quan trọng:

• Tuân thủ đúng tiêu chuẩn điện, quy định về an toàn điện.
• Đấu dây phải đúng cực, đúng màu dây theo quy chuẩn (đỏ, đen, vàng, xanh lá…).
• Sử dụng thiết bị, phụ kiện phù hợp và chất lượng.
• Đảm bảo test kỹ lưỡng trước khi đưa vào sử dụng chính thức.
• Việc đấu tủ điện ATS là công việc phức tạp, đòi hỏi kiến thức chuyên môn và kinh nghiệm. Nếu không tự tin, nên tham khảo ý kiến của các chuyên gia hoặc nhà cung cấp. 

6. Lời kết

Hy vọng với nội dung bài viết sơ đồ nguyên lý tủ điện ATS trên sẽ cung cấp được những thông tin hữu ích cho bạn! Nếu có thắc mắc, hãy để lại bình luận bên dưới. Cảm ơn bạn đã theo dõi!

Nếu có thắc mắc cần giải đáp, đừng ngần ngại, hãy liên hệ ngay hotline 0916.001.200 để nhận hỗ trợ từ các chuyên gia giàu kinh nghiệm của ALEN ngay hôm nay.

Có thể bạn quan tâm:

• Khám phá top 5 đơn vị sản xuất tủ điện uy tín hàng đầu Việt Nam theo đánh giá của khách hàng
• Đâu là loại tủ điện công nghiệp phổ biến nhất hiện nay? xem thông tin chi tiết tại đây
• Tham khảo thông tin các thiết bị lắp đặt bên trong tủ điện công nghiệp phổ biến nhất hiện nay