Zastosowanie czujnika prądu Halla do zdalnego monitorowania ciągłego ładowania baterii UPS

Streszczenie: W związku ze zjawiskiem wielokrotnego ładowania pływającego baterii UPS platformy bezzałogowej, przedstawiono budowę i zasadę działania systemu UPS.Dzięki zastosowaniu czujnika prądu Halla i konfiguracji DCS, realizowane jest zdalne monitorowanie ładowania pływającego baterii UPS i alarmu o nieprawidłowym prądzie, co sprzyja automatycznemu procesowi zarządzania platformą bezzałogową.

Słowa kluczowe: czujnik prądu Halla;UPS; Bateria;DCS

1. Przegląd

Morska platforma do bezobsługowej produkcji ropy naftowej jest wyposażona w zestaw zasilaczy UPS o mocy 20KVA.Od momentu uruchomienia platformy, prąd ładowania akumulatora UPS był wielokrotnie zbyt wysoki, co powodowało, że akumulator przez długi czas znajdował się w stanie nienormalnie wysokiej temperatury, co miało ogromny wpływ na normalne użytkowanie UPS , poważnie wpływające na bezpieczeństwo zasilania platformy wydobywczej ropy naftowej i mogą spowodować uszkodzenie sprzętu, a nawet pożar, a także istnieją bardzo duże potencjalne zagrożenia bezpieczeństwa.Aby uniknąć potencjalnych zagrożeń dla sprzętu i bezpieczeństwa spowodowanych tym problemem, poniesiono duże koszty ludzkie i materiałowe, zwiększono częstotliwość inspekcji platform bezzałogowych oraz regularnie wykrywano wartość prądu pływającego akumulatora w celu oceny stanu roboczego baterii.Za pomocą środków technicznych sygnał pływającego prądu ładowania akumulatora jest zdalnie przesyłany do systemu DCS w centralnej sterowni, co jest wygodne do monitorowania wartości prądu w czasie rzeczywistym i alarmu o nieprawidłowym prądzie.

2 Budowa i zasada działania UPS

2.1 budowa UPS

Zasilacz UPS wyposażony na platformie znajduje się w rozdzielni awaryjnej na antresoli platformy o mocy 20kV · A. Składa się z dwóch szaf UPS, jednej szafy zasilania bypassu, jednej szafy rozdzielczej obciążenia oraz pakietu akumulatorów składa się ze 170 baterii niklowo-kadmowych.Zestaw akumulatorów jest instalowany w pomieszczeniu akumulatorowym, a jego głównymi elementami są prostownik, falownik, statyczny przełącznik zasilania, akumulator i inne części. 

1) Prostownik.Jest to element zamieniający prąd przemienny na prąd stały.Prostownik jest sterowany przez wewnętrzny mikroprocesor w celu prostowania prądu przemiennego z szafy rozdzielczej na wysokiej jakości prąd stały, który jest filtrowany, a następnie dostarczany do falownika i ładuje akumulator.

2) Falownik.W przeciwieństwie do prostownika, falownik przetwarza prąd stały przetworzony przez prostownik na prąd przemienny, a jego źródło zasilania pochodzi z prostownika lub akumulatora.Prąd falownika zapewnia obciążeniu wymagane, wysokiej jakości, trwałe i stabilne napięcie sinusoidalne prądu przemiennego.

3)Statyczny przełącznik zasilania.Funkcja ta polega na zapobieganiu chwilowym przerwom w zasilaniu, wyładowaniom łukowym styków przekaźnika, zapłonowi i innym zjawiskom spowodowanym przełączaniem pomiędzy prądem normalnym a prądem obejściowym.Po zastosowaniu przełącznika statycznego czas przejścia przełącznika zasilania ulega znacznemu skróceniu do 0,2 ms.

4) Pakiet baterii.W przypadku awarii głównego źródła zasilania lub prostownika, akumulator działa jako źródło zasilania rezerwowego i dostarcza energię do obciążenia poprzez falownik.

2.2 zasada działania ładowania i rozładowywania akumulatorów systemu UPS

Proces ładowania i rozładowywania baterii systemu UPS jest jednocześnie procesem konwersji energii.Kiedy napięcie sieciowe działa normalnie, energia elektryczna jest przekształcana w energię chemiczną akumulatora.Zasilacz główny dostarcza energię do obciążenia i ładuje akumulator.Schemat ładowania baterii systemu UPS przedstawiono na rysunku 1;W przypadku nagłej awarii głównego źródła zasilania energia chemiczna akumulatora jest przekształcana w energię elektryczną, a rozładowanie akumulatora zapewnia zasilanie ważnych obciążeń, aby zmniejszyć wpływ na produkcję.Schemat rozładowywania akumulatora systemu UPS przedstawiono na rysunku 2. Po całkowitym naładowaniu akumulatora jego pojemność jest wystarczająca do jednoczesnego zasilania wszystkich urządzeń elektrycznych zasilanych z UPS przez 30min.