Một trong những nhược điểm lớn nhất của ATS lưới - lưới là khi xảy ra sự cố của hệ thống, sự cố trạm biến áp trung gian, hoặc mất điện áp nguồn lúc đó nguồn dự phòng cũng vô dụng. Do vậy để bảo đảm việc chủ động cấp điện cho các phụ tải quan trọng cấp quốc gia như hội trường quốc hội, ngân hàng nhà nước, trung tâm điện toán, khu quân sự nếu mất điện có thể nguy hiểm đến an ninh quốc gia. Vì vậy phải sử dụng nguồn dự phòng là máy phát DIESEL. Tương ứng với nó ta có loại ATS lưới - máy phát.
Hình 2.5 Cấu trúc ATS lưới – máy phát
- Đối với ATS lưới - máy phát việc hoạt động phức tạp hơn loại trên. Khi nguồn chính có chất lượng không đạt yêu cầu nghĩa là có sự cố. Sự cố ở đây bao gồm: Mất điện, mất pha, lệch pha quá lớn, quá điện áp, thấp áp, ngược thứ tự pha. Mất lưới, mất pha, sụt áp quá 85%Uđm làm cho máy điện không đồng bộ không khởi động được hoặc sẽ gây quá tải với các thiết bị quay kéo tải lớn, hệ thống chiếu sáng không đủ sáng.
- Lúc này ATS phải phát tín hiệu khởi động máy DIESEL sau 5s để tránh dao động của lưới. Khi điện áp 3 pha mất đối xứng quá mức cho phép, quá điện áp, không đúng thứ tự pha ATS cũng phát tín hiệu khởi động máy, trong trường hợp này lưới vẫn còn nhưng chất lượng điện không tốt ảnh hưởng đến các quá trình làm việc. Khi quá điện áp sẽ gây hư hỏng cách điện các thiết bị dùng điện trong mạng.
- Khi ngược thứ tự pha tạo từ trường nghịch làm các động cơ 3 pha quay ngược gây thiệt hại. Khi đó khối SS1 sẽ thu tín hiệu sự cố so sánh với ngưng và cấp tín hiệu cho khối K, bộ K sẽ tác động tới bộ khởi động máy DIESEL.
- Khi khởi động máy DIESEL thành công điện áp ra của máy phát được thành lập. Nếu chất lượng điện áp đảm bảo và đạt đến khoảng 0.85Uđm, thời gian trong khối K sẽ tính thời gian khoảng 1- 25s rồi cấp tín hiệu cho bộ chuyển mạch để chuyển tải cho nguồn dự phòng là máy phát.
- Khi điện lưới có điện trở lại để đảm bảo chắc chắn rằng lưới đã phục hồi ổn định bộ thời gian trong SS1 sẽ tính thời gian khoảng 5- 30 phút. Sau đó cấp tín hiệu cho khối K tác động chuyển tải trở lại lưới. Sau khi chuyển tải cho lưới máy phát chạy không tải một khoảng thời gian làm mát tuỳ theo công suất, thời gian đã làm việc của máy phát và nhiệt độ của nó mà khoảng này có thể dài hay ngắn sau đó tự động dừng lại.
Quá trình hoạt động được cho trên giản đồ thời gian sau:
Hình 2.6: Sơ đồ thời gian hệ thống ATS lưới – máy phát Giải thích hoạt động của sơ đồ:
- Khi lưới có sự cố lúc đó ATS tạo khoảng trễ t1 khoảng thời gian từ khi có sự cố đến khi khởi động DIESEL, t1 thường khoảng từ 1-5s để đảm bảo rằng nguồn sự cố thực sự không phải là sự cố thoáng qua.
- Khi điện áp máy phát được thành lập và tăng dần đến Uf =0.85Uđm lúc đó bộ SS2 sẽ tính khoảng thời gian t2 (1-25s) sau đó thực hiện việc cấp tín hiệu điều khiển cho bộ chuyển mạch chuyển tải sang nguồn dự phòng.
- Khi lưới điện phục hồi trở lại bộ định thời gian trong SS1 sẽ hoạt động tính thờigian để đảm bảo chắc chắn rằng lưới đã hoạt động ổn định trở lại thời gian t3 vào khoảng 5-30 phút. Sau đó chuyển tải trở lại lưới.Sau khi chuyển tải trở lại lưới ta tính thời gian cho máy phát chạy không tải để làm mát máy khoảng t4 trên hình vẽ t4 từ khoảng 3-10 phút tuỳ vào thời gian máy đó vận hành và khả năng làm mát máy mà chọn t4 sau đó cho máy phát dừng lại.Khi khởi động máy phát DIESEL cần chú ý bộ khởi động của nó cần phải đảm bảo các
Nếu khởi động lần 1 thành công nó lại trở về trạng thái ban đầu. Nếu khởi động không thành công sau 3-4s cần cho máy nghỉ khoảng 10-20s và khởi động lần tiếp theo. Nếu khởi động 3 lần không thành công lúc đó thiết bị sẽ tự động khoá lại không khởi động nữa.
Trong trường hợp máy DIESEL nổ nhưng điện áp máy phát không thành lập hoặc không đạt yêu cầu lúc đó máy phát chạy một thời gian ngắn rồi dừng lại để đảm bảo an toàn cho máy.