BÁO CÁO NGUYÊN CỨU KHOA HỌC TỦ ATS

MỤC LỤC MỞ ĐẦU 2 CƠ SỞ LÍ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 36 KẾT LUẬN 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO 38   I. MỞ ĐẦU Trong chương trình đào tạo kỹ thuật đại học, các buổi thực hành không chỉ là cách kiểm tra lý thuyết mà còn là cơ hội để sinh viên áp dụng kiến thức vào thực tế. Đặc biệt, việc xây dựng mô hình trong phòng thí nghiệm chính là bước quan trọng, giúp sinh viên hiểu rõ và áp dụng công nghệ vào những ý tưởng sáng tạo, từ đó tạo nên những đột phá mới. Trong ngữ cảnh hiện nay, khi năng lượng mặt trời đang phát triển vượt bậc, nghiên cứu về Tủ ATS đóng vai trò quan trọng hơn bao giờ hết, nhằm đảm bảo sự ổn định và liên tục của nguồn cung điện. Đồng thời, việc tự phát triển phần mềm không chỉ là nguồn hỗ trợ quan trọng cho cộng đồng kỹ sư và sinh viên, giúp họ khám phá sâu sắc về truyền thông công nghiệp, mà còn mang lại tiềm năng tối ưu hóa hiệu suất của các thiết bị điện tử công nghiệp hiện đại. Trên cơ sở các lí do trên, nhóm tác giả đề xuất xây dựng một Tủ ATS trong ngữ cảnh này không chỉ là một sáng tạo có ý nghĩa, mà còn là một bước tiến quan trọng để phục vụ khóa học về Hệ thống Thiết bị lưu trữ điện năng, đặt chúng ta ở trung tâm của sự tiến bộ khoa học và công nghệ.   II. CƠ SỞ LÍ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1. TỔNG QUAN VỀ TẤM PIN MẶT TRỜI 1.1 KHÁI NIỆM Pin năng lượng mặt trời là một thiết bị chuyển đổi năng lượng ánh sáng mặt trời thành điện năng sử dụng được. Còn được biết đến với các tên gọi như solar cell hoặc photovoltaic cell, pin năng lượng mặt trời sử dụng hiệu ứng quang điện để tạo ra điện năng từ ánh sáng mặt trời. Hình 1. Pin năng lượng mặt trời 1.2. CẤU TẠO TẤM PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI Hình 2. Cấu tạo pin năng lượng mặt trời 1. Lớp tế bào quang điện Solar Cells bên trong Tế bào quang điện là thành phần chính hấp thu ánh sáng mặt trời và chuyển đổi thành điện năng. Có Pin Mono và Pin Poly, tùy quy trình sản xuất. Đặc tính kỹ thuật bao gồm kích thước, màu sắc, số lượng tế bào và hiệu suất chuyển đổi. Tế bào Poly phổ biến nhất với hiệu suất 17,6%, tạo ra pin mặt trời 250W với 60 cells, được kết nối bằng dây đồng mỏng phủ hợp kim thìếc. 2. Lớp kính trước của pin mặt trời Phần kính mặt trước của pin mặt trời được xác định là phần nặng nhất và có vai trò quan trọng trong việc bảo vệ và duy trì độ bền cho toàn bộ tấm pin. Độ dày của lớp này thường là 3,3mm, nhưng có thể dao động từ 2mm đến 4mm tùy thuộc vào loại kính được chọn bởi nhà sản xuất. Các yếu tố như chất lượng độ cứng, độ truyền quang phổ và truyền ánh sáng cũng đóng vai trò quan trọng, với ưu tiên làm cho pin có khả năng hấp thu ánh sáng đi qua tốt hơn và phản xạ ít ánh sáng hơn. 3. Tấm nền của pin Tấm nền mặt sau của pin mặt trời được chế tạo từ một loại vật liệu nhựa có chức năng cách ly điện, nhằm bảo vệ và che chắn các tế bào PV khỏi tác động của thời tiết và độ ẩm. Thường có màu trắng, tấm đặc biệt này được cung cấp dưới dạng cuộn hoặc tấm. Các loại pin từ các hãng khác nhau có thể có độ dày, màu sắc, và sự sử dụng các vật liệu khác nhau để tăng cường khả năng che chắn hoặc cung cấp độ bền cơ học cao hơn. 4. Vật liệu đóng gói hoàn thiện pin mặt trời Chất liệu đóng gói đóng một vai trò quan trọng trong cấu trúc của pin mặt trời, là chất kết dính giữa các lớp khác nhau. Chất đóng gói phổ biến nhất là EVA (Ethylene vinyl acetate), một loại polymer đục mờ được cắt thành tấm và đặt trước và sau các tế bào quang điện. Khi trải qua quá trình nhiệt ẩm của nấu chân không, EVA trở thành keo trong suốt và liên kết các tế bào quang điện. Chất lượng của quá trình này, được gọi là cán màng, không chỉ đảm bảo độ bền cao cho tấm pin mà còn ảnh hưởng đến truyền ánh sáng, tốc độ xử lý, và khả năng chống lại màu vàng do tác động của tia UV. 5. Khung tấm pin mặt trời Phần cuối cùng trong quá trình lắp ráp pin mặt trời là khung, thường làm bằng nhôm để đảm bảo độ bền cho tấm pin. Tuy nhiên, trong các trường hợp đặc biệt, cũng

MỤC LỤC

I MỞ ĐẦU

Trong chương trình đào tạo kỹ thuật đại học, các buổi thựchành không chỉ là cách kiểm tra lý thuyết mà còn là cơ hội để sinhviên áp dụng kiến thức vào thực tế Đặc biệt, việc xây dựng mô hìnhtrong phòng thí nghiệm chính là bước quan trọng, giúp sinh viênhiểu rõ và áp dụng công nghệ vào những ý tưởng sáng tạo, từ đó tạonên những đột phá mới.

Trong ngữ cảnh hiện nay, khi năng lượng mặt trời đang pháttriển vượt bậc, nghiên cứu về Tủ ATS đóng vai trò quan trọng hơnbao giờ hết, nhằm đảm bảo sự ổn định và liên tục của nguồn cungđiện Đồng thời, việc tự phát triển phần mềm không chỉ là nguồn hỗtrợ quan trọng cho cộng đồng kỹ sư và sinh viên, giúp họ khám phásâu sắc về truyền thông công nghiệp, mà còn mang lại tiềm năng tốiưu hóa hiệu suất của các thiết bị điện tử công nghiệp hiện đại

Trên cơ sở các lí do trên, nhóm tác giả đề xuất xây dựng mộtTủ ATS trong ngữ cảnh này không chỉ là một sáng tạo có ý nghĩa, màcòn là một bước tiến quan trọng để phục vụ khóa học về Hệ thốngThiết bị lưu trữ điện năng, đặt chúng ta ở trung tâm của sự tiến bộkhoa học và công nghệ.

II CƠ SỞ LÍ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU1 TỔNG QUAN VỀ TẤM PIN MẶT TRỜI

1.1 KHÁI NIỆM

Pin năng lượng mặt trời là một thiết bị chuyển đổi năng lượngánh sáng mặt trời thành điện năng sử dụng được Còn được biết đếnvới các tên gọi như solar cell hoặc photovoltaic cell, pin năng lượngmặt trời sử dụng hiệu ứng quang điện để tạo ra điện năng từ ánhsáng mặt trời.

Hình 1 Pin năng lượng mặt trời

1.2 CẤU TẠO TẤM PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

Hình 2 Cấu tạo pin năng lượng mặt trời

1 Lớp tế bào quang điện Solar Cells bên trong

Tế bào quang điện là thành phần chính hấp thu ánh sáng mặttrời và chuyển đổi thành điện năng Có Pin Mono và Pin Poly, tùy quytrình sản xuất Đặc tính kỹ thuật bao gồm kích thước, màu sắc, sốlượng tế bào và hiệu suất chuyển đổi Tế bào Poly phổ biến nhất vớihiệu suất 17,6%, tạo ra pin mặt trời 250W với 60 cells, được kết nốibằng dây đồng mỏng phủ hợp kim thìếc.

2 Lớp kính trước của pin mặt trời

Phần kính mặt trước của pin mặt trời được xác định là phầnnặng nhất và có vai trò quan trọng trong việc bảo vệ và duy trì độbền cho toàn bộ tấm pin Độ dày của lớp này thường là 3,3mm,nhưng có thể dao động từ 2mm đến 4mm tùy thuộc vào loại kínhđược chọn bởi nhà sản xuất Các yếu tố như chất lượng độ cứng, độtruyền quang phổ và truyền ánh sáng cũng đóng vai trò quan trọng,với ưu tiên làm cho pin có khả năng hấp thu ánh sáng đi qua tốt hơnvà phản xạ ít ánh sáng hơn.

3 Tấm nền của pin

Tấm nền mặt sau của pin mặt trời được chế tạo từ một loại vậtliệu nhựa có chức năng cách ly điện, nhằm bảo vệ và che chắn cáctế bào PV khỏi tác động của thời tiết và độ ẩm Thường có màutrắng, tấm đặc biệt này được cung cấp dưới dạng cuộn hoặc tấm.Các loại pin từ các hãng khác nhau có thể có độ dày, màu sắc, và sựsử dụng các vật liệu khác nhau để tăng cường khả năng che chắnhoặc cung cấp độ bền cơ học cao hơn.

4 Vật liệu đóng gói hoàn thiện pin mặt trời

Chất liệu đóng gói đóng một vai trò quan trọng trong cấu trúccủa pin mặt trời, là chất kết dính giữa các lớp khác nhau Chất đónggói phổ biến nhất là EVA (Ethylene vinyl acetate), một loại polymerđục mờ được cắt thành tấm và đặt trước và sau các tế bào quangđiện Khi trải qua quá trình nhiệt ẩm của nấu chân không, EVA trởthành keo trong suốt và liên kết các tế bào quang điện Chất lượng

của quá trình này, được gọi là cán màng, không chỉ đảm bảo độ bềncao cho tấm pin mà còn ảnh hưởng đến truyền ánh sáng, tốc độ xửlý, và khả năng chống lại màu vàng do tác động của tia UV.

5 Khung tấm pin mặt trời

Phần cuối cùng trong quá trình lắp ráp pin mặt trời là khung,thường làm bằng nhôm để đảm bảo độ bền cho tấm pin Tuy nhiên,trong các trường hợp đặc biệt, cũng có sẵn các tấm pin không khunghoặc sử dụng giải pháp nhựa đặc biệt, thường kết hợp với dung dịchhỗ trợ dán ở phía sau và công nghệ kính thủy tinh.

6 Hộp đựng mối nối mạch điện

Hộp nối trong hệ thống pin mặt trời có nhiệm vụ đưa các mốinối điện của mô đun pin ra bên ngoài và chứa các dây cáp để kết nốicác tấm trong hệ thống Khi lựa chọn hộp nối, quan trọng để chú ýđến chất lượng nhựa và độ tốt của khớp nối.

1.3 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA TẤM PIN NĂNG LƯỢNG MẶTTRỜI

Khi ánh sáng chiếu vào điểm tiếp giáp pn, các hạt photon dễdàng đi vào qua lớp loại p mỏng Năng lượng của ánh sáng ở dạnghạt photon đủ để tạo ra các cặp electron-lỗ trống trong điểm tiếpgiáp Ánh sáng làm phá vỡ điều kiện cân bằng nhiệt của mấu nối vàlàm cho các điện tử tự do trong vùng suy giảm có thể nhanh chóngtiếp cận phía loại n của điểm tiếp giáp.

Hình 3 Nguyên lý hoạt động của pin mặt trời

Các lỗ trống mới tạo ra có thể nhanh chóng di chuyển đến phíaloại p của đường giao nhau Tuy nhiên, khi các điện tử tự do mới tiếnđến phía loại n, chúng sẽ bị chặn lại tại tiếp giáp do có thế chắnngăn cản Tương tự, các lỗ trống mới tạo ra khi đến mặt loại p cũngkhông thể vượt qua đường giao nhau vì có cùng điện thế chắn củanó Khi nồng độ electron cao hơn ở một mặt (mặt loại n) và nồng độlỗ trống nhiều hơn ở mặt khác (mặt loại p), đường giao nhau pn sẽhoạt động như một tế bào pin nhỏ.

1.4 ĐẶC TÍNH LÀM VIỆC CỦA PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

Đặc tính làm việc của pin mặt trời thể hiện qua hai thông số làđiện áp hở mạch lớn nhất Voclúc dòng ra bằng 0 và Dòng điện ngắnmạch Isc khi điện áp ra bằng 0 Công suất của pin được tính theocông thức:

P = I.U

Tại điểm làm việc U = Uoc/ I = 0 và U = 0 / 1 = Isc, Công suấtlàm việc của pin cũng có giá trị bằng 0.

Hình 4 Đường đặc tính làm việc U - I của pin mặt trời

Hình 5 Sơ đồ tương đương của pin năng lượng mặt trời

Từ sơ đồ tương đương, ta có phương trình đặc trưng sáng von ampecủa pin như sau:

Trong đó:

Isc là dòng quang điện (dòng ngắn mạch khi không có Rs và Rsh)(A/m²)

I01 là dòng bão hòa (A/m²)

q là điện tích của điện tử (C) = 1,6.10−19k là hệ số Boltzman = 1,38.10−23 (J/k)T là nhiệt độ (K)

I, V, Rs, Rshlần lượt là dòng điện ra, điện áp ra, điện trở Rs và Rsh củapin trong mạch tương đương ở hình 1.2.

* Nhận xét:

Dòng ngắn mạch Isc tỉ lệ thuận với cường độ bức xạ chiếu sáng Nênđường đặc tính V – I của pin mặt trời cũng phụ thuộc vào cường độbức xạ chiếu sáng Ở mỗi tầng bức xạ chỉ thu được duy nhất mộtđiểm làm việc V = VMPPcó công suất lớn nhất thể hiện trên hình vẽsau Điểm là m việc có công suất lớn nhất được thể hiện là điểmchấm đen to trên hình vẽ (đỉnh của đường cong đặc tính)

Hình 6 Sự phụ thục đặc trưng VA của pin năng lượng mặt trời

- Điện áp hở mạch Voc phụ thuộc trực tiếp vào nhiệt độ nênđường đặc tính VA của pin mặt trời cũng phụ thuộc vào nhiệtđộ của pin.

Hình 7 Sự phụ thuộc của đường đặc tính của pin mặt trời vào nhiệtđộng của pin

Để toàn bộ hệ PV có thể hoạt động được một cách hiệu quả thì

đường đặc tính của tải cũng phải phù hợp với điểm MPP.

Hình 8 Đường đặc tính tải và đặc tính của pin năng lượng mặt trời

Trên hình 5 đường OA và OB là những đường đặc tính tải Nếutải được mắc trực tiếp với dãy pin mặt trời thì tải có đường đặc tínhlà OA Khi đó, pin làm việc ở điểm A1 và phát công suất P1 Côngsuất lớn nhất do phơi nắng thu được là P2 Để có thể thu được côngsuất P2, cần có một bộ điều chỉnh công suất để liên kết giữa dãy pinmặt trời và tải.

2 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ATS 2.1 KHÁI NIỆM TỦ ATS

Tủ điện ATS hay còn gọi là tủ chuyển nguồn điện tự độngATS (Automatic Transfer Switches), là một hệ thống thìết bịđiện đảm bảo cho toàn bộ hệ thống điện được hoạt động liên tục, ổnđịnh ngay cả khi có sự cố mất điện xảy ra Mỗi doanh nghiệp, nhàmáy sản xuất, chung cư, bệnh viện đều được trang bị loại tủ điện

này nhằm đảm bảo luôn có đủ nguồn điện phục vụ cho sản xuất vàsinh hoạt.

Hình 9 Tủ ATS

Thông số kỹ thuật Tủ ATS-3P-1000A OSUNG:

+ Điện áp làm việc: 230/380VAC, 3 Pha, 4 dây+ Dòng điện định mức: 1000A

+ Chức năng cài đặt thời gian chuyển nguồn: 0-30S+ Tín hiệu khởi động và tắt máy phát điện: Có

+ Khóa liên động cơ khí và liên động điện: Có+ Các chế độ làm việc: Tự động và bằng tay.

Xuất xứ

5 Đèn báo pha (Đỏ, vàng,

9 Thanh cái Trung Tính,

Vỏ tủ 1600x800x900 1

2.2 HỆ THỐNG ATS KẾT HỢP NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI NỐI LƯỚI

Hình 10 Hệ thống ATS

Một trong các biện pháp để nâng cao độ tin cây cung cấp điệnlà đặt các phân tử dự trữ trong hệ thống điện Để đưa các phân tử dựtrữ vào làm việc nhanh chóng và an toàn người ta thường sử dụngcác thìết bị tự đông đóng dự trữ, hay còn gọi là bộ đổi nguồn tự đông(ATS: Automatic transfer switch) Bộ đổi nguồn tự động sử dụng phụtải điện phòng khi xảy ra sự mất điện Bộ đổi nguồn tự đông đượcnối giữa 2 nguồn mạch lưới chính và mạch điện dự phòng Khi xảy ramất điện nguồn lưới chính, khác chuyển đổi sẽ chuyển phụ tải từnguồn dự phòng hay là nguồn thứ hai Chuyển đổi là tự đông nếukhoá kiểu tự đông hoặc phải thao tác bằng tay nếu khoá là kiểubằng tay hoặc kiểu không tự đông Tải có thể được chuyển về nguồncấp chính 1 cách tự đông hoặc bằng tay khi điện áp lưới chính đượcphục hồi.

Thìết bị tự động đóng dự trữ đem lại những hiệu quả sau: Tăngđộ tin cậy cung cấp điện, làm giảm sơ đồ cung cấp điện, giảm đượccác máy biến áp hoặc đường dây phải làm việc song song Và cũngnhờ việc giảm các phần tử làm việc song song nên hạn chế đượcdòng điện ngắn mạch, làm cho mạch rơ le bảo vê đỡ phức tạp vàgiảm bớt số nhân viên phải trực nhật, vận hành ở các trạm.

2.3 CHỨC NĂNG CỦA ATS

Chức năng của ATS có chức năng chuyển đổi nguồn tự động hoặcbằng tay từ nguồn điện chính sang nguồn điện dự phòng khi nguồnđiện chính gặp sự cố như:

- Tủ ATS có nguyên lý hoạt động cơ bản là theo dõi các nguồnđiện và chuyển tín hiệu khởi động đến máy phát điện nếunguồn điện xảy ra sự cố Thời gian chuyển nguồn dự phòng cóthể đặt được trong khoảng 5 ÷ 10s, khi điện lưới phục hồi, tủATS chờ một khoảng thời gian 10 ÷ 30s để xác định sự ổn địnhcủa nguồn lưới.

- Tủ điện ATS sẽ theo dõi tình trạng hoạt động của nguồn điệnchính và cung cấp điện dự phòng khi nguồn điện chính bị mộtsố lỗi như : mất pha, sụt áp, mất trung tính, mất điện hoàntoàn, tần số trên dưới mức cho phép

- Bảo vệ thấp áp và quá áp (được thực hiện ở phía nguồn lướiđiện chính) để xác định sự cố này thì dùng các khí cụ điện sau:OV Relay, UV relay, On delay timer, off delay timer.

- Bảo vệ quá dòng : ngừng cung cấp điện vào phụ tải từ bất cứnguồn điện nào đang liên kết với hệ thống ATS (khí cụ bảo vệrơle nhiệt)

- Bảo vệ mất pha (phía nguồn điện chính) khí cụ điện bảo vệ làcác module relay bảo vệ mất pha

- Tủ điện ATS được ứng dụng rộng rãi trong những địa điểm cầncung cấp nguồn điện liên tục như: khu công nghiệp, nhà máy,xưởng sản xuất, trung tâm thương mại, chung cư, sân bay, bếnxe, cảng…

2.4 CẤU TẠO HỆ THỐNG ATS

Cấu tạo của tủ ATS bao gồm các thành phần như sau:

- Vỏ tủ điện: Được làm từ thép mã kẽm, bên ngoài được trangbị một lớp sơn tĩnh điện Vỏ tủ điện có kích thước to – nhỏ sẽtùy thuộc vào nhu cầu sử dụng, công suất.

- Bộ điều khiển tủ điện ATS: Có chức năng điều khiển thìết bịchuyển mạch theo thời gian

 Chuyển mạch MAIN – AUTO – GEN (chế độ của ATS) MAIN: đóng điện lưới cho tải không điều kiện

 GEN: đóng điện máy phát cho tải không điều kiện

 AUTO: chạy tự động hoàn toàn – Chuyển mạch AUTO –OFF – TEST (chế độ của máy phát)

 TEST: chạy máy phát bất kể điện lưới thế nào AUTO: chạy tự động hoàn toàn

 OFF: tắt máy phát hoàn toàn

Hình 11.Bộ điều khiển tủ điện ATS

Hình 12 Công tắc chuyển đổi mạch ATS

- Các phần khác: như khoá liên động cơ khí MI, liên động điện EI,nguồn UPS, Bộ bảo vệ O/UV, OC/EF…giám sát bảo vệ, hệ thốngthanh cái đồng, đèn báo nút nhấn, truyền thông xa…

Hình 13 Cầu chì

Hình 14 Rơ le bảo vệ

Hình 15 Đèn báo trạng thái

Thông số cơ bản của hệ thống

Bảng 2.1: Bảng thông số hệ thống tủ ATS cơ bản

Điện áp định mức đầu vào 220/380/400, 1 pha, 3 phaĐiện áp định mức đầu ra 1 pha 220VAC, 3 pha 380 VACDòng định mức 25-6300A (Theo nhu cầu thìết

Cấp bảo vệ Ip54 (Tủ điện ngoài trời)/ (Tủđiện trong nhà)

Tiêu chuẩn lắp ráp IEC 60439-1

không khí trong tủ điện Có/ KhôngTự động đóng cắt đèn khi

2.5.1 Nguyên lý làm việc của tủ ATS

Nguyên lý hoạt động cơ bản của tủ ATS là theo dõi các nguồn điệnvà chuyển tín hiệu khởi động đến máy phát điện nếu nguồn điện xảyra sự cố…

- ATS theo dõi tình trạng hoạt động của nguồn điện chính và cungcấp điện dự phòng khi nguồn điện chính bị một số lỗi như: mấtpha, thấp áp, tần số trễn dưới mức cho phép, mất trung tính, mấtđiện hoàn toàn.

Hình 16 Nguyên lý hoạt động tủ ATS

Hệ thống điều khiển sẽ đưa ra lệnh hoạt động tự động:

lượng mặt trời vào phụ tải.

thống pin năng lương mặt trời

2.5.2 Nguồn cấp điện không gián đoạn UPS

Nguyên lý cơ bản của nguồn UPS (Uninterruplible PowerSupply) là môt thìết bị có nguồn đầu vào nối với lưới điện, đầu ra nốivới các thìết bị, bên trong UPS có môt bô Accquy khô Khi mất điện

bất thường UPS lấy điện từ Accquy cung cấp cho thìết bị, đảm bảocho thìết bị tiêu thụ điện được cung cấp môt cách liên tục.

Về tính năng và công dụng, Hiện nay các nhà kỹ thuật phânchia UPS thành hai loại:

+ Standby UPS + Online UPS

Standby UPS: là nguồn làm việc ở chế đô chờ, có nghĩa là: Khicó điện áp lưới cung cấp cho tải thì UPS làm nhiệm vụ tích trữ nănglượng Khi mất điện lưới thì năng lượng tích luỹ trước đó được thôngqua mạch chuyển cung cấp cho tải.

Online UPS: là nguồn làm việc thường xuyên, nghĩa điện ápcủa lưới được đưa qua môt bô xử lý trung gian rồi mới được đưa ratải Trong trường hợp bước xử lý trung gian này luôn hoạt đông đểcung cấp năng lượng cho tải.

Đối với nguồn Online UPS thì tốc đô chuyển mạch nhanh, đô tincây cao, chất lương điện áp ra ổn định Đối với nguồn Standby UPSthì đô chuyển mạch châm ảnh hưởng đến điện áp ra.

Có thể biểu diên môt sơ đồ cấu trúc môt UPS như sau:

Hình 17 Sơ đồ cấu trúc môt UPS

- Chức năng của các khối:

Biến áp vào: Hạ áp từ điện áp lưới 220V xuống điện áp 24 - 48Vdùng để nạp cho ắc quy Cách ly giaa hệ thống lưới và chống ngắnmạch nguồn.

Chỉnh lưu: Tạo điện áp môt chiều dùng cho việc nạp ắc quy vàđưa tới bô nghịch lưu.

Lọc chỉnh lưu: San phẳng điện áp ra từ bô chỉnh lưu để đưa đếnbô nghịch lưu nhằm nâng cao chất lượng điện áp ra ở đầu ra nghịchlưu.

Nghịch lưu: Biến áp điện áp môt chiều lấy từ đầu ra của nghịchlưu thành điện áp xoay chiều tần số f =50 Hz cấp cho tải.

Biến áp ra: Tăng điện áp từ 24 - 48V lên 220V phù hợp theo yêu cầu của tải.

Mạch nạp ắc quy: Dùng để điều khiển việc nạp ắc quy Khi cóđiện ắc quy là nơi tích trữ năng lượng Khi đó dưới sự điều khiển củamạch điều khiển nạp thì ắc quy được nạp Khi điện áp trễn ắc quytăng đến môt mức nào đó thì mạch điều khiển sẽ cắt việc nạp ắcquy.

Accquy: là nơi tích trữ năng lượng khi có điện áp nguồn 220Vvà là nơi cung cấp năng lượng cho các phụ tải khi lưới điện bị mất.Thời gian duy trì điện của UPS phụ thuộc rất nhiều vào dung lượngcủa ắc quy.

Điều khiển chỉnh lưu: Điều khiển góc mở của các thyristor trongmạch chỉnh lưu sao cho điện áp ra sau chỉnh lưu ổn định theo yêucầu.

Điều khiển nghịch lưu: Điều khiển thời gian dẫn của các vanhợp lý sao cho điện áp cung cấp cho tải là không đổi hoặc thay đổirất nhỏ Mạch điều khiển này đóng vai trò quan trọng như một bộổn áp hoạt động song song với bộ nghịch lưu.

Nguồn: Dùng để cung cấp các mức điện áp khác nhau cho haibộ điều khiển chỉnh lưu và nghịch lưu.

2.5.3 ATS lưới - lưới

Hình 18 Sơ đồ cấu trúc của ATS lưới – lưới

Hoạt đông của ATS so với 2 nguồn cấp được duy trì ở 2 chế độđó là nếu ATS đưa nguồn lưới chính vào làm việc thì nó sẽ cắt nguồndự phòng ra và ngược lại, tức là nó làm việc theo nguyên tắc “cầnbập bênh” không bao giờ có hiện tượng đóng cả 2 nguồn cấp tới tảicùng môt lúc hoặc là cắt cả 2 nguồn cấp tới tải.

Hình 19 Sơ đồ nguyên lí của ATS lưới - lưới

Giải thích hoạt đông của sơ đồ: Giả sử ban đầu tải được cấpđiện bởi nguồn lưới một qua máy biến áp như hình 1.6

+Đến thời điểm A, do xảy ra sự cố trễn lưới cấp ở nguồn 1 (nhưmất điện áp, mất pha) thì ngay lập tức ATS sẽ nhận được tín hiệu“sự cố “gửi sang từ bên nguồn cấp Đồng thời ở thời điểm này ATScũng đang nhận và xử lý tín hiệu “Có điện” ở bên nguồn cấp 2,nguồn dự phòng.

+ Nếu điện áp bến ngoài cấp dự phòng hoàn toàn đảm bảochất lượng điện năng theo yêu cầu (đủ U,f) thì ATS sẽ tạo tín hiệutrễ tAB = (0 -5)s để khẳng định chắc chắn mất nguồn chính, rồi mớiđược tạo ra tín hiệu đến cơ cấu chấp hành, tác đông chuyến tải làmviệc ở nguồn cấp dự phòng.

+Khi tải đang làm việc trên nguồn dự phòng mà nguồn lướichính được phục hồi lại thì bộ phân xử lý tín hiệu “có điện” của ATSsẽ nhân tín hiệu và đưa ra tín hiệu trễ thời gian tCD = (3 - 30) phútđể khẳng định chắc chắn nguồn cấp chính đã ổn định có thể đưavào vận hành.

+Khi đã khẳng định chắc chắn rằng nguồn cấp chính đã ổnđịnh, bộ phận điều khiển của ATS, sẽ gửi ngay tín hiệu tới cơ cấuchấp hành, cắt nguồn dự phòng ra, đóng tải vào nguồn lưới chính.