Aplicación del sensor de corriente Hall en el monitoreo remoto de la carga continua de la batería del UPS
Resumen: en vista del fenómeno de que la carga flotante de la batería UPS de una plataforma no tripulada es demasiado alta muchas veces, se presentan la estructura y el principio de funcionamiento del sistema UPS.Mediante la aplicación del sensor de corriente Hall y la configuración DCS, se realiza el monitoreo remoto de la carga flotante de la batería del UPS y la alarma de falla de corriente anormal, lo que promueve el proceso de gestión automática de la plataforma no tripulada.
Palabras clave: Sensor de corriente Hall;UPS; Batería;DCS
1. Información general
Una plataforma de producción de petróleo desatendida en alta mar está equipada con un conjunto de dispositivos UPS de 20 KVA.Desde que se puso en funcionamiento la plataforma, la corriente de carga flotante de la batería del UPS ha sido demasiado alta muchas veces, lo que provocó que la batería estuviera en un estado anormal de alta temperatura durante mucho tiempo, lo que tiene un gran impacto en el uso normal del UPS. , lo que afecta gravemente la seguridad del suministro de energía de la plataforma de producción de petróleo y puede causar daños al equipo o incluso un incendio, y existen riesgos potenciales de seguridad muy grandes.Para evitar posibles riesgos de seguridad y equipos causados por este problema, se han invertido grandes costos humanos y materiales, se ha aumentado la frecuencia de inspección de las plataformas no tripuladas y se ha detectado periódicamente el valor de la corriente flotante de la batería para juzgar el estado de funcionamiento. de la batería.A través de medios técnicos, la señal de corriente de carga flotante de la batería se transmite de forma remota al DCS de la sala de control central, lo cual es conveniente para el monitoreo en tiempo real del valor actual y la alarma de falla de corriente anormal.
2 Estructura y principio de funcionamiento del UPS
2.1 estructura de UPS
El dispositivo UPS equipado en la plataforma se encuentra ubicado en la sala de interruptores de emergencia en el entresuelo de la plataforma, con una capacidad de 20kV · A. Consta de dos gabinetes UPS, un gabinete de alimentación de bypass, un gabinete de distribución de carga y un paquete de baterías. Compuesto por 170 pilas de níquel cadmio.El paquete de baterías se instala en la sala de baterías y sus componentes principales incluyen rectificador, inversor, interruptor de transferencia estática, batería y otras piezas.
1) Rectificador.Es un elemento que convierte la corriente alterna en corriente continua.El rectificador está controlado por su microprocesador interno para rectificar la corriente alterna del gabinete de distribución en corriente continua de alta calidad, que se filtra y luego se suministra al inversor y carga flotante el paquete de baterías.
2) Inversor.A diferencia de la función del rectificador, el inversor convierte la CC convertida por el rectificador en CA, y su fuente de energía proviene del rectificador o de la batería.La corriente del inversor proporciona a la carga el voltaje de onda sinusoidal de CA estable, duradero y de alta calidad requerido.
3)Interruptor de transferencia estática.La función es evitar la interrupción instantánea del suministro de energía y la formación de arcos en los contactos del relé, la ignición y otros fenómenos causados por la conmutación entre la corriente normal y la corriente de derivación.Una vez adoptado el interruptor estático, el tiempo de transición del interruptor de transferencia se reduce considerablemente en 0,2 ms.
4) Paquete de baterías.En caso de falla de la fuente de alimentación principal o del rectificador, la batería de almacenamiento funciona como fuente de alimentación de respaldo y suministra energía a la carga a través del inversor.
2.2 principio de funcionamiento de la carga y descarga de la batería del sistema UPS
El proceso de carga y descarga de la batería del sistema UPS es también el proceso de conversión de energía.Cuando el voltaje de la red funciona normalmente, la energía eléctrica se convierte en energía química de la batería.La fuente de alimentación principal suministra energía a la carga y carga la batería.El diagrama de carga de la batería del sistema UPS se muestra en la Figura 1;En caso de un fallo repentino de la fuente de alimentación principal, la energía química de la batería se convierte en energía eléctrica y la descarga de la batería proporciona energía para cargas importantes para reducir el impacto en la producción.El diagrama de descarga de la batería del sistema UPS se muestra en la Figura 2. Una vez que la batería está completamente cargada, su capacidad es suficiente para suministrar energía a todos los equipos eléctricos alimentados por UPS durante 30 minutos al mismo tiempo.
3. Aplicación del sensor de corriente Hall en el diseño de monitoreo remoto de la corriente de carga flotante de la batería UPS
3.1 principio de funcionamiento del sensor de corriente Hall
El sensor de corriente Hall se aplica principalmente al aislamiento y conversión de CA, CC, pulsos y otras señales complejas.A través del principio del efecto Hall, las señales transformadas pueden recolectarse directamente mediante varios dispositivos de adquisición como DCS, anuncios, DSP, PLC, instrumentos secundarios, etc.Tiene las ventajas de un tiempo de respuesta rápido, un amplio rango de medición de corriente, alta precisión, gran capacidad de sobrecarga, buena linealidad, gran capacidad antiinterferente, etc.
3.2 parámetros técnicos del sensor de corriente Hall
3.3 Sensor de corriente Hall conectado al DCS
El sensor de corriente Hall puede convertir directamente la corriente medida del circuito principal en una salida de señal de corriente CC de 4 ~ 20 mA en proporción lineal.Se instala un sensor de corriente Hall en el puerto inferior del disyuntor de batería del gabinete de distribución del UPS en la sala de distribución de emergencia, que puede convertir la corriente de carga flotante de la batería en una señal de corriente CC de 4 ~ 20 mA que puede ser aceptada por el Tarjeta analógica DCS.
Defina el canal de entrada analógica de 4 ~ 20 mA recién accedido en la computadora superior de la sala de control central para configurar el rango de parámetros, el valor de la alarma y la tendencia histórica, y asígnelo al controlador correspondiente.Utilice el software de configuración de imágenes para configurar los parámetros, imágenes y gráficos, e instale el programa para realizar la función de monitoreo remoto de la sala de control central de la corriente de carga flotante de la batería UPS.Finalmente, al comparar el valor de la corriente de carga flotante de la batería medido en el sitio con el valor de la corriente de carga flotante mostrado en la interfaz hombre-máquina del DCS, se confirma que el valor recopilado por el DCS es exacto.
3.4 efecto de aplicación
Al agregar el sensor de corriente Hall, se realiza la recolección de la corriente de carga flotante de la batería UPS de la plataforma no tripulada, y el monitoreo remoto en línea de la corriente de carga flotante de la batería mediante CC se realiza tendiendo cables y configurando la sala de control central, lo que fortalece la gestión de importantes Equipo de plataforma no tripulada.
Los datos de funcionamiento de la corriente flotante de la batería se transmiten de forma remota al DCS, lo que hace que sea conveniente para el personal de servicio en la sala de control central monitorear el valor de la corriente flotante de la batería la primera vez.Al mismo tiempo, al configurar el valor de alarma del parámetro, cuando la corriente flotante de la batería sea anormal, se enviará una alarma para obtener información la primera vez y dejar suficiente tiempo para el tratamiento de emergencia.El proyecto reduce efectivamente la frecuencia de inspección de la plataforma no tripulada, reduce los costos humanos y materiales de la gestión de la plataforma no tripulada, evita el daño a la batería causado por la corriente flotante anormal e incluso el incendio de la plataforma, y promueve el proceso de gestión automática de la plataforma no tripulada. plataforma no tripulada.
4. Conclusión
El sensor de corriente Hall se utiliza para convertir la corriente de carga flotante de la batería en una señal de corriente de 4 ~ 20 mA que puede ser aceptada por la tarjeta de cantidad analógica DCS, para transmitir la corriente de carga flotante de la batería del UPS al DCS de forma remota.El operador puede observar el valor de la corriente de carga flotante de forma rápida e intuitiva en la pantalla de funcionamiento del DCS.El proyecto tiene una sólida base teórica y una base de condición de hardware.No sólo tiene un valor de aplicación muy alto, sino que también tiene una amplia importancia de promoción, lo que proporciona una experiencia de referencia práctica para el monitoreo en línea de equipos de campo en el futuro.
Hora de publicación: 01-nov-2022
