Máy Phát Điện Cho Ngân Hàng, Kho Bạc: Công Suất, ATS, UPS

Máy phát điện cho ngân hàng, Kho bạc được chọn theo ba việc: xác định tải không được mất điện (hệ thống IT, an ninh, giao dịch), tính công suất từ tải thực, và dựng chuỗi UPS – ATS – tổ máy sao cho khoảng hở 10–15 giây khi chuyển nguồn luôn có UPS gánh.

Bài dành cho chủ đầu tư, tư vấn thiết kế M&E và bộ phận hạ tầng của ngân hàng, Kho bạc. Các ví dụ tính toán dùng số liệu giả định; thay bằng số đo thực tế trước khi đưa vào hồ sơ.

1/ Máy phát điện cho ngân hàng, kho bạc cần nguồn điện dự phòng khác nhà máy ở điểm nào?

Một nhà máy chịu được mất điện vài phút: dây chuyền dừng, sản lượng giảm, rồi vận hành lại. Ngân hàng và Kho bạc không có khoảng chịu đựng đó ở ba nhóm tải: hệ thống thông tin xử lý giao dịch, hệ thống an ninh khu vực quỹ, và các điểm tiếp xúc khách hàng như quầy giao dịch và ATM.

Tải của ngành này nhỏ về công suất nhưng nhạy về chất lượng điện. Phần lớn kW nằm ở điều hòa và chiếu sáng, còn phần quyết định nằm ở UPS và phòng máy chủ. Vì vậy cách chọn theo kW của nhà xưởng dễ sai: tổ máy đủ công suất vẫn có thể làm UPS báo lỗi nếu điện áp và tần số lúc đóng tải không đạt.

Công trình nằm trong đô thị, nên tổ máy thường đặt trong tòa nhà hoặc tầng hầm. Thông gió, độ ồn và PCCC khi đó là điều kiện thiết kế, không phải hạng mục phụ.

Với Kho bạc, khu vực kho quỹ còn có báo động, camera, kiểm soát ra vào và khóa điện tử phải giữ nguồn liên tục. Quy định an toàn kho quỹ do đơn vị chủ quản ban hành; hồ sơ yêu cầu kỹ thuật của từng đơn vị là căn cứ cuối cùng, bài này không thay thế văn bản đó.

2/ Cơ sở của bạn thuộc tầng nào: điểm giao dịch, chi nhánh hay trụ sở – trung tâm dữ liệu?

Hậu quả khi mất điện quyết định cấu hình, không phải diện tích sàn. Bảng dưới là khung phân tầng tham chiếu của Makawa để chốt cấu hình sơ bộ. Đây là thông lệ thiết kế, không phải điều luật, và kết quả khảo sát thực tế luôn có quyền thay đổi.

Tầng	Cơ sở điển hình	Tải không được mất điện	Cấu hình tham chiếu	Rủi ro chính
1 — Điểm giao dịch	Phòng giao dịch, quỹ tiết kiệm, ATM độc lập	Máy trạm, mạng, ATM, camera, báo động	Một tổ máy + ATS một lưới – một máy; UPS tại chỗ	Tổ máy lâu không chạy, nhiên liệu cạn, ắc quy khởi động yếu
2 — Chi nhánh, trụ sở cấp tỉnh hoặc khu vực	Chi nhánh nhiều tầng, trụ sở đơn vị cấp tỉnh hoặc khu vực của ngân hàng, Kho bạc	Phòng máy chủ nhỏ, quầy giao dịch, kho quỹ, thang máy, điều hòa	Một tổ máy (hoặc hai tổ chia nhóm tải) + ATS; UPS có ắc quy tính theo phút	Tính thiếu công suất do bỏ qua sóng hài UPS và tải nhận bậc
3 — Trụ sở chính, trung tâm dữ liệu, kho quỹ trọng điểm	Trung tâm dữ liệu chính và dự phòng, kho tiền trung tâm	Toàn bộ IT, an ninh, làm mát chính xác	Hai tổ máy N+1 (hòa đồng bộ hoặc ATS dự phòng), hai nguồn lưới nếu có, UPS song song	Điểm lỗi đơn; bảo trì không được cắt dự phòng

Tầng 1 và 2 chiếm phần lớn số cơ sở. Hai tầng này dễ bị thiết kế như tòa nhà văn phòng thông thường, nên hay thiếu đúng hai thứ: thời gian ắc quy UPS đủ cho khoảng hở chuyển nguồn và chế độ thử mất lưới không cắt tải thật.

2/ Quy định nào yêu cầu nguồn dự phòng cho ngân hàng?

Văn bản trực tiếp nhất là Thông tư 09/2020/TT-NHNN của Ngân hàng Nhà nước về an toàn hệ thống thông tin trong hoạt động ngân hàng, hiệu lực từ 01/01/2021. Với trung tâm dữ liệu, Điều 18 yêu cầu tối thiểu một nguồn điện lưới và một nguồn máy phát, có chuyển mạch tự động và tổ máy tự khởi động khi mất lưới. Nguồn điện phải đấu qua hệ thống lưu điện.

Điều 19 áp dụng cho tài sản vật lý của hệ thống thông tin từ cấp độ 3 trở lên: phải có máy phát dự phòng và hệ thống lưu điện để thiết bị hoạt động liên tục. Cơ sở nào chứa hệ thống cấp độ đó đều thuộc phạm vi, dù là trung tâm dữ liệu hay một phòng máy chủ chi nhánh.

Về thiết kế điện nhà, Quy chuẩn QCVN 12:2014/BXD (ban hành kèm Thông tư 20/2014/TT-BXD) có mục riêng về biện pháp an toàn khi chuyển sang nguồn điện dự phòng. Trụ sở và văn phòng làm việc thường được xếp vào nhà công cộng; hãy xác nhận phân loại này với đơn vị thiết kế.

Mức ràng buộc	Nội dung	Căn cứ
Bắt buộc (ngân hàng)	Trung tâm dữ liệu: tối thiểu một lưới + một máy phát, chuyển mạch tự động, đấu qua UPS. Hệ thống từ cấp độ 3: máy phát + UPS	Thông tư 09/2020/TT-NHNN, Điều 18 và 19
Quy chuẩn bắt buộc (thiết kế điện nhà)	Biện pháp an toàn khi chuyển sang nguồn điện dự phòng	QCVN 12:2014/BXD, mục 2.9.3
Thông lệ quốc tế, không bắt buộc tại Việt Nam	Chạy thử định kỳ có tải	NFPA 110 (Mỹ)
Khuyến nghị của Makawa	Cấu hình N+1 cho tầng 3; thử mất lưới thật khi nghiệm thu	Kinh nghiệm thi công

Với Kho bạc, văn bản riêng của đơn vị chủ quản (nếu có) và hồ sơ yêu cầu kỹ thuật của từng đơn vị là căn cứ cuối cùng. Hãy đối chiếu bản hiện hành của mọi văn bản trước khi đưa vào hồ sơ, vì văn bản có thể được sửa đổi.

3/ Khi mất lưới, ai giữ tải trong 15 giây đầu?

ATS không chuyển nguồn tức thì. Từ lúc điện lưới mất đến lúc tổ máy đóng tải thường mất 10–15 giây, và trong khoảng đó chỉ UPS giữ được tải IT. Bảng dưới đặt từng giai đoạn cạnh người giữ tải.

Giai đoạn	Việc xảy ra	Ai giữ tải IT
1. Phát hiện	ATS nhận biết mất hoặc lệch điện lưới, chờ hết thời gian trễ xác nhận	UPS (ắc quy)
2. Khởi động	ATS gửi lệnh Start, động cơ quay và nổ	UPS
3. Ổn định	Điện áp và tần số tổ máy vào dải cho phép	UPS
4. Đóng tải	ATS chuyển tải sang nguồn máy	UPS, rồi tổ máy
5. Khởi động lỗi	Bộ điều khiển thử lại theo cài đặt	UPS, kéo dài thêm
6. Lưới trở lại	ATS chờ lưới ổn định rồi chuyển về lưới; tổ máy chạy làm mát rồi dừng	Tổ máy, rồi lưới

Thời gian ắc quy UPS tối thiểu = thời gian chuyển nguồn + số lần thử khởi động × (thời gian quay + thời gian nghỉ) + biên an toàn.

Ví dụ giả định: ATS chuyển trong 15 giây, bộ điều khiển cho thử 3 lần, mỗi lần quay 10 giây và nghỉ 10 giây. Khi đó 15 + 3 × (10 + 10) = 75 giây, chưa tính biên an toàn. Số lần thử và thời gian nghỉ là tham số của bộ điều khiển, cần datasheet từng model.

Ắc quy UPS vì thế được thiết kế theo phút, không theo giây. Đừng dựa vào tổ máy để cứu UPS: nếu tổ máy không nổ, ắc quy là thứ duy nhất còn lại. Khi ATS đứng yên dù lưới đã mất, cách khoanh vùng lỗi theo từng khâu nằm ở bài xác định lỗi ATS theo 6 khâu.

4/ Tính công suất cho chi nhánh ra sao?

Công suất tổ máy chốt từ tổng tải cần dự phòng, không từ diện tích sàn hay số quầy giao dịch. Ví dụ dưới là bài toán minh họa cho chi nhánh ba tầng, số liệu giả định; thay bằng số đo thực tế trước khi dùng.

Quy ước trong bài: kVA là định mức dự phòng (Standby). Định mức liên tục (Prime) thấp hơn khoảng 10% theo thông lệ ISO 8528; con số chính xác theo datasheet từng model.

Nhóm tải	Công suất tính (kW)	Ghi chú giả định
UPS 20kVA (phòng máy chủ, quầy giao dịch)	17,1	Tải UPS 80%, hiệu suất 94%, nạp ắc quy 10% định mức
Điều hòa trung tâm	40	Loại biến tần
Chiếu sáng, ổ cắm văn phòng	15
Thang máy 1 chiếc	11	Biến tần
ATM ×3, cửa tự động, kiểm soát ra vào	6
Bơm sinh hoạt	4
Tổng cộng	93,1

Tổng tải: 93,1 kW.
Nhân hệ số đồng thời 0,85 (giả định các nhóm tải không cùng đỉnh): 79,1 kW.
Quy đổi kVA với cosφ 0,8: 79,1 ÷ 0,8 = 98,9 kVA.
Cộng 20% dự phòng mở rộng (giả định): 98,9 × 1,2 = 118,7 kVA.

Tải yêu cầu khoảng 119kVA. Tổ 125kVA chịu 95% định mức: đủ trên giấy nhưng không còn dư cho tải nhận bậc, sóng hài UPS và công suất giảm khi phòng máy nóng. Tổ 150kVA đưa mức tải xuống khoảng 79%, gần vùng vận hành 70–80% mà tài liệu kỹ thuật khuyến nghị. Với kết quả này, danh mục máy phát điện 150kVA là điểm bắt đầu để so cấu hình.

Hai điểm dễ bỏ sót:

Sóng hài từ UPS. UPS, biến tần thang máy và điều hòa chiếm khoảng 18% tải trong ví dụ này. Tải phi tuyến làm nóng cuộn dây đầu phát; khi tỷ lệ cao, phải tăng cỡ đầu phát chứ không phải động cơ. Hệ số giảm công suất theo THDi do nhà sản xuất đầu phát cung cấp (cần datasheet).
Thứ tự đóng tải. Đóng cả 79 kW trong một bước làm điện áp tụt và UPS có thể từ chối nhận nguồn máy. Trình tự tham chiếu: UPS (nếu bộ chỉnh lưu có chế độ tăng tải dần), chiếu sáng và ổ cắm, điều hòa theo bậc, thang máy sau cùng. Khả năng nhận tải bậc (step load acceptance) phải hỏi nhà sản xuất, không suy đoán.

Nếu cơ sở hay mất lưới nhiều giờ hoặc dùng tổ máy như nguồn chính, phải tính lại theo định mức liên tục: tải trung bình 24 giờ không nên vượt 70% định mức Prime, nên dải công suất sẽ cao hơn.

5/ Chọn cấu hình nào: một tổ, hai tổ chia tải hay N+1?

Cấu hình chọn theo hậu quả khi tổ máy hỏng đúng lúc mất lưới, không theo ngân sách ban đầu. Bảng dưới so ba cấu hình phổ biến.

Cấu hình	Dùng khi	Ưu điểm	Nhược điểm
Một tổ máy 100% tải	Tầng 1, tầng 2 quy mô nhỏ	Vốn thấp, vận hành đơn giản	Một điểm lỗi; khi bảo trì phải chấp nhận thời gian không có dự phòng
Hai tổ, mỗi tổ giữ một nhóm tải, không chạy song song	Chi nhánh lớn, tòa nhà nhiều khu	Hỏng một tổ vẫn giữ nhóm tải còn lại	Phải phân nhóm tải rõ; nhóm IT không nên phụ thuộc một tổ duy nhất
N+1 hòa đồng bộ	Tầng 3, kho quỹ trọng điểm	Bảo trì hoặc hỏng một tổ vẫn đủ 100% tải tới hạn	Vốn tổ máy khoảng gấp đôi; cần tủ hòa đồng bộ và điều khiển phức tạp hơn

N+1 chỉ có nghĩa khi tổ thứ hai thay được tổ thứ nhất: cùng cấu hình đầu phát, cùng bộ điều khiển, nhiên liệu và ắc quy khởi động độc lập. Hai tổ dùng chung một bồn dầu và một bộ ắc quy khởi động vẫn còn điểm lỗi đơn. Khi hồ sơ yêu cầu động cơ thương hiệu cụ thể, các trang Cummins chính hãng và Baudouin liệt kê dải công suất để đối chiếu.

6/ ATS cho ngân hàng cần những chức năng nào?

Tủ ATS cho ngân hàng khác tủ ATS cho xưởng ở các chức năng phục vụ bảo trì và thử nghiệm, không phải ở số ampe. Checklist dưới dùng được cho hồ sơ yêu cầu kỹ thuật:

Chế độ Auto – Manual – Test, thử có tải và không tải, để mô phỏng mất lưới mà không phải cắt điện thật.
Khóa liên động cơ khí và điện giữa hai nguồn, chống đóng đồng thời.
Thời gian trễ chuyển và trễ trả lưới chỉnh được; giám sát điện áp, tần số và thứ tự pha.
Đường bypass bảo trì, để sửa tủ mà không cắt tải.
Tiếp điểm khô hoặc truyền thông Modbus báo trạng thái về hệ thống giám sát tòa nhà (BMS).
Thiết bị đóng cắt phù hợp dòng tải: contactor, MCCB hoặc ACB. Cách chọn nằm ở bài tủ ATS dùng contactor hay MCCB.

Makawa sản xuất tủ ATS tại Việt Nam; hãy đưa danh sách chức năng trên vào hồ sơ yêu cầu để đối chiếu. Tủ ATS chỉ chuyển nguồn trong 10–15 giây, nhu cầu không gián đoạn vẫn thuộc về UPS.

7/ Đặt tổ máy ở đâu trong tòa nhà ngân hàng?

Vị trí đặt máy quyết định tổ máy chạy được bao lâu, không chỉ quyết định độ ồn. Bốn điều kiện cần chốt trước khi chọn vị trí:

Thông gió riêng. Động cơ cần khí đốt cháy liên tục và thải nhiệt lớn. Phòng kín không thoát khí nóng khiến tổ máy tự ngắt sau khoảng 15–30 phút vì quá nhiệt. Điều kiện thông gió tách biệt được phân tích ở bài máy phát điện đặt trong nhà có bắt buộc thông gió riêng.
Cách âm và chống rung. Trụ sở nằm giữa khu dân cư và văn phòng, nên cần hệ thống cách âm và đệm chống rung ngay từ thiết kế phòng máy.
PCCC. Thủ tục phụ thuộc công trình chứa máy, không phụ thuộc công suất tổ máy; xem thủ tục PCCC khi lắp đặt tổ máy dự phòng.
Nhiên liệu. Vị trí bồn dầu, đường nạp và dung tích phải chốt cùng lúc với phòng máy, vì bồn dầu quyết định thời gian chạy khi mất lưới kéo dài.

8/ Hồ sơ nghiệm thu và lịch chạy thử gồm những gì?

Nghiệm thu nguồn dự phòng ngân hàng phải chứng minh chuỗi UPS – ATS – tổ máy chạy đúng khi mất lưới thật, không chỉ chứng minh tổ máy nổ được. Bảng dưới là bộ hạng mục tham chiếu.

Hạng mục	Việc làm	Bằng chứng giữ lại
Thử tải	Chạy tổ máy với tải giả (load bank) theo bậc, ghi điện áp, tần số, nhiệt độ	Biên bản thử tải có chữ ký các bên
Thử mất lưới thật	Cắt nguồn lưới có kế hoạch, theo dõi UPS, thời gian ATS chuyển, thời gian ổn định	Nhật ký thời gian từng giai đoạn
Thử nhận tải bậc	Đóng tải theo trình tự đã thiết kế, đo sụt áp	Bảng đo điện áp từng bậc
Tín hiệu giám sát	Kiểm tra tín hiệu ATS – bộ điều khiển – BMS	Danh sách điểm tín hiệu đã thử
Nhiên liệu	Kiểm tra dung tích và thời gian chạy theo yêu cầu	Phiếu tính dung tích bồn
Hồ sơ thiết bị	CO, CQ, hồ sơ xuất xưởng, hồ sơ tủ ATS đối chiếu tiêu chuẩn	Bộ hồ sơ bàn giao

Dung tích bồn tối thiểu (lít) = tiêu hao ở mức tải thiết kế (lít/giờ, theo datasheet) × số giờ chạy liên tục yêu cầu × hệ số an toàn.

Tổ máy chạy không tải hoặc tải rất thấp trong thời gian dài dễ đọng dầu chưa cháy hết trong ống xả (wet stacking), hại động cơ. Thông lệ quốc tế theo NFPA 110 là chạy tối thiểu mỗi tháng một lần, ít nhất 30 phút, có tải. Đây không phải quy định bắt buộc tại Việt Nam; hãy đối chiếu hướng dẫn của nhà sản xuất. Lịch theo giờ chạy xem tại dịch vụ bảo trì, bảo dưỡng.

9/ Sáu sai lầm hay gặp khi chọn nguồn dự phòng cho ngân hàng

Chốt công suất theo diện tích sàn. Công suất phải chốt từ danh sách tải và hệ số đã tính.
Bỏ qua khoảng hở 10–15 giây. Ắc quy UPS thiết kế quá ngắn, nên hệ thống IT mất điện ngay khi lần khởi động đầu tiên của tổ máy thất bại.
Chỉ thử tổ máy không tải. Tải thấp kéo dài gây wet stacking và không chứng minh được khả năng nhận tải.
Tủ ATS không có chế độ thử và đường bypass. Muốn bảo trì là phải cắt điện thật.
Đặt tổ máy trong phòng kín không có thông gió riêng. Tổ máy tự ngắt vì quá nhiệt đúng lúc cần chạy lâu nhất.
Đóng toàn bộ tải một lần. Điện áp tụt và UPS từ chối nhận nguồn máy.

10/ Câu hỏi thường gặp (FAQ)

Ngân hàng có bắt buộc phải có nguồn máy phát dự phòng không?

Với trung tâm dữ liệu và hệ thống thông tin từ cấp độ 3 trở lên, Thông tư 09/2020/TT-NHNN yêu cầu có máy phát dự phòng và hệ thống lưu điện. Với điểm giao dịch nhỏ không chứa hệ thống cấp độ đó, trong phạm vi các điều đã đối chiếu không có điều khoản chung; ngân hàng quyết định theo quy chế nội bộ.

UPS có thay được tổ máy dự phòng không?

Không. UPS giữ tải bằng ắc quy trong thời gian tính bằng phút; tổ máy giữ tải bằng nhiên liệu trong thời gian tính bằng giờ. Hai thiết bị bổ sung cho nhau: UPS gánh khoảng hở 10–15 giây khi ATS chuyển nguồn, tổ máy gánh phần còn lại của sự cố mất lưới.

ATS chuyển nguồn mất bao lâu?

Thường 10–15 giây từ lúc mất lưới đến lúc tổ máy đóng tải, gồm thời gian xác nhận mất lưới, khởi động và ổn định. Khoảng thời gian này không tức thì, nên tải không được gián đoạn phải nằm sau UPS.

Tổ máy cho chi nhánh ngân hàng nên tính theo định mức dự phòng hay liên tục?

Nếu tổ máy chỉ chạy khi mất lưới và tổng giờ chạy mỗi năm thấp, tính theo định mức dự phòng (Standby). Nếu địa phương hay mất lưới nhiều giờ hoặc tổ máy gánh tải thường xuyên, tính theo định mức liên tục (Prime); tải trung bình 24 giờ không nên vượt 70% định mức đó.

Có cần hai tổ máy chạy song song cho ngân hàng không?

Không bắt buộc cho mọi cơ sở. Điểm giao dịch và chi nhánh nhỏ thường dùng một tổ. Cấu hình N+1 hòa đồng bộ chỉ hợp lý khi hậu quả mất điện lớn hơn chi phí thêm tổ máy và tủ hòa đồng bộ, ví dụ trung tâm dữ liệu hoặc kho quỹ trọng điểm.

Bao lâu nên chạy thử tổ máy dự phòng một lần?

Thông lệ quốc tế theo NFPA 110 là mỗi tháng một lần, ít nhất 30 phút, có tải. Đây không phải quy định bắt buộc tại Việt Nam. Lịch cụ thể theo hướng dẫn của nhà sản xuất và chính sách bảo trì của từng ngân hàng.

Tổ máy đặt tầng hầm tòa nhà ngân hàng cần lưu ý gì?

Thông gió riêng cho khí đốt cháy và thải nhiệt, đường thoát khí xả ra ngoài, cách âm, chống rung, và thủ tục PCCC của công trình chứa máy. Thiếu thoát khí nóng khiến tổ máy tự ngắt vì quá nhiệt.

CÔNG TY TNHH TBCN MAKAWA