Bài giảng Khí cụ điện - Chương 8: Thiết bị cấp nguồn dự phòng

KHÍ CỤ ĐIỆN
TS.NGUYỄN VĂN ÁNH
BỘ MÔN THIẾT BỊ ĐIỆN - ĐIỆN TỬ, VIỆN ĐIỆN
C3 - 106, TEL. 3869 2511
EMAIL:ANH.NGUYENVAN1@HUST.EDU.VN
FB: HTTPS://WWW.FACEBOOK.COM/PROFILE.PHP?ID=100006080987559
PHẦN II
KHÍ CỤ ĐIỆN HẠ ÁP
Chương 8: Thiết bị cấp nguồn
dự phòng
• 8.1 Khái niệm chung
• 8.2 Thiết bị cấp nguồn liên tục
• 8.3 Thiết bị tự động chuyển nguồn
8.1 Khái niệm chung
• Nguồn dự phòng được sử dụng để cấp điện cho tải
khi nguồn chính gặp sự cố
 Mất điện
 Điện áp cao quá mức cho phép
 Điện áp thấp quá mức cho phép
 Mất pha
 Thứ tự pha bị đảo
• Có nhiều loại tải quan trọng, yêu cầu cung cấp điện
liên tục là bắt buộc
• Trung tâm
dữ liệu
• Bệnh viện
• Sân bay
• Truyền hình – phát thanh
• Bến cảng
• Trang trại
8.2 Thiết bị cấp nguồn liên tục
• Thường gọi là bộ lưu điện hoặc UPS
(Uninterrupting Power Supply)
100kW đến 3MW
• Theo cấu trúc của UPS, ta có ba loại sau:
 A standby (off-line) UPS
 Line interactive UPS
 Online UPS
• A standby (off-line) UPS: tải được nối trực tiếp với
lưới điện, và nguồn phụ (từ ắc quy) chỉ cung cấp
cho tải khi lưới điện gặp sự cố
Bộ nạp điện
Bộ điều khiển
Bộ phận cảnh báo
Bộ lọc xung
Ắc quy
Bộ nghịch lưu
Đầu vào Đầu ra
Normal
AC: 
DC: 
Điều khiển: 
Khóa 
chuyển mạch
Standby/offline UPS
• Hiệu quả cao
• Cấu tạo đơn giản
• Giá thành rẻ
Bộ nạp điện
Bộ điều khiển
Bộ phận cảnh báo
Bộ lọc xung
Ắc quy
Bộ nghịch lưu
Đầu vào
error!
Đầu ra
AC: 
DC: 
Điều khiển: 
Khóa 
chuyển mạch
Standby/offline UPS
tcm = 10ms – 100ms
• Không cách ly nguồn và tải
• Chuyển mạch chậm chờn khi
có nhiễu đầu vào
• Thời gian chuyển mạch
Ưu điểm Nhược điểm
• Online UPS: cấp điện cho tải liên tục kể cả khi
lưới điện có sự cố
Bộ nạp điện
Bộ điều khiển
Bộ phận cảnh báo
Bộ lọc vào Bộ lọc ra
Ắc quy
Chỉnh lưu
Biến đổi
DC/DC
Bộ nghịch lưu
Đầu vào
Đầu ra
Normal
AC: 
DC: 
Điều khiển: 
Khóa 
chuyển mạch
Online UPS
Bộ nạp điện
Bộ điều khiển
Bộ phận cảnh báo
Bộ lọc vào Bộ lọc ra
Ắc quy
Chỉnh lưu
Biến đổi
DC/DC
Bộ nghịch lưu
Đầu vào
Đầu ra
error!
AC: 
DC: 
Điều khiển: 
Khóa 
chuyển mạch
Online UPS
• Hiệu quả thấp
• Cấu tạo phức tạp
• Giá thành đắt
• Cách ly nguồn và tải
• Không chuyển mạch, tin cậy
• Cấp điện ổn định với chất
lượng tốt
Ưu điểm Nhược điểm
• Line interactive UPS: giống với standby UPS,
nhưng có thêm bộ điều áp
Bộ nạp điện
Bộ điều khiển
Bộ phận cảnh báo
Bộ điều áp tự động Bộ lọc xung
Ắc quy
Bộ nghịch lưu
Đầu vào Đầu ra
AC: 
DC: 
Điều khiển: 
Khóa 
chuyển mạch
Line - interactive UPS
8.3 Thiết bị tự động chuyển nguồn
• Thường gọi là ATS (Automatic Transfer Switch), sử
dụng để tự động chuyển tải từ nguồn chính sang
nguồn dự phòng khi nguồn chính có sự cố, và tự
động chuyển ngược lại khi nguồn chính phục hồi.
• Các loại ATS
 Máy phát – Máy phát
 Lưới – Lưới
• Các loại ATS
 Lưới – Máy phát
 Lưới – Lưới – Máy phát
• Thiết kế lưới điện dự phòng sử dụng ATS và UPS
• Sơ đồ cấu trúc của ATS
Bộ điều khiển
Bộ so sánh
 I
Bộ so sánh
 II
Đầu ra
Lưới I Lưới II
AC: 
CBIICBII
Điều khiển: 
MBA MBA
Khóa 
chuyển mạch
ATS lưới - lưới
• Sơ đồ cấu trúc của ATS
Bộ điều khiển
Bộ so sánh
 I
Bộ so sánh
II
Khởi động
Đầu ra
Lưới I
DZ
AC: 
CBII
Máy phát
Động cơ 
diezel
CBII
Điều khiển: 
MBA
G
Khóa 
chuyển mạch
ATS lưới - máy phát
• Giản đồ thời gian của ATS lưới - máy phát
M
ất
 l
ư
ớ
i 
C
h
uy
ển
 t
ải
C
h
uy
ển
 t
ải
D
ừ
n
g 
D
Z
L
ư
ớ
i 
ph
ục
hồ
i
U
 =
 0
.8
U
đm
K
hở
i 
độ
n
g
D
Z
t1
t =1-5 (s)1 t =1-20 (s)2 t =3-30(phút)3 t =3-10(phút)4
t2
t3 t4
• Thiết kế ATS bằng PLC (programmable logic
controller)
Bộ điều khiển
PLC
Giao diện
Khởi động
Đầu ra
Lưới I
DZ
AC: 
CBII
Máy phát
VtsVts
Động cơ 
diezel
CBI
Điều khiển: 
MBA
G
Đk đóng/mở Đk đóng/mởT
rạ
n
g 
th
ái
T
rạ
ng
 th
ái
ATS lưới - máy phát
• Thiết kế ATS bằng PLC (programmable logic
controller) giao diện