Aplicação do sensor de corrente Hall no monitoramento remoto de carregamento contínuo da bateria do UPS
Resumo: tendo em vista o fenômeno de que a carga flutuante da bateria UPS de plataforma não tripulada é muitas vezes muito alta, são introduzidas a estrutura e o princípio de funcionamento do sistema UPS.Através da aplicação do sensor de corrente Hall e da configuração DCS, são realizados o monitoramento remoto da carga flutuante da bateria do UPS e do alarme de falha de corrente anormal, o que promove o processo de gerenciamento automático da plataforma não tripulada.
Palavras-chave: Sensor de corrente Hall;UPS； Bateria;DCS
1. Visão Geral
Uma plataforma de produção autônoma de petróleo offshore está equipada com um conjunto de dispositivos UPS de 20KVA.Desde que a plataforma foi colocada em operação, a corrente de carga flutuante da bateria do UPS tem sido muito alta muitas vezes, fazendo com que a bateria fique em um estado anormal de alta temperatura por um longo período, o que tem um grande impacto no uso normal do UPS. , afetando seriamente a segurança do fornecimento de energia da plataforma de produção de petróleo e pode causar danos ao equipamento ou até incêndio, e há riscos potenciais de segurança muito grandes.A fim de evitar potenciais riscos de equipamento e segurança causados por este problema, foram investidos grandes custos humanos e materiais, a frequência de inspecção de plataformas não tripuladas foi aumentada e o valor da corrente flutuante da bateria foi regularmente detectado para avaliar o estado de funcionamento. da bateria.Através de meios técnicos, o sinal de corrente de carga flutuante da bateria é transmitido remotamente para o DCS da sala de controle central, o que é conveniente para monitoramento em tempo real do valor da corrente e alarme de falha de corrente anormal.
2 Estrutura e princípio de funcionamento do UPS
2.1 estrutura do UPS
O dispositivo UPS equipado na plataforma está localizado na sala de comutação de emergência no mezanino da plataforma, com capacidade de 20kV · A. É composto por dois gabinetes UPS, um gabinete de alimentação de bypass, um gabinete de distribuição de carga e um conjunto de baterias composto por 170 baterias de níquel cádmio.A bateria é instalada na sala de baterias e seus principais componentes incluem retificador, inversor, chave de transferência estática, bateria e outras peças.
1) Retificador.É um elemento que converte corrente alternada em corrente contínua.O retificador é controlado por seu microprocessador interno para retificar a corrente alternada do gabinete de distribuição em corrente contínua de alta qualidade, que é filtrada e então fornecida ao inversor e carrega a bateria por flutuação.
2) Inversor.Ao contrário da função do retificador, o inversor converte a CC convertida pelo retificador em CA, e sua fonte de alimentação vem do retificador ou da bateria.A corrente do inversor fornece à carga a tensão de onda senoidal CA de alta qualidade, durável e estável necessária.
3) Chave de transferência estática.A função é evitar a interrupção instantânea da fonte de alimentação e formação de arco nos contatos do relé, ignição e outros fenômenos causados pela comutação entre corrente normal e corrente de bypass.Depois que a chave estática é adotada, o tempo de transição da chave de transferência é bastante reduzido em 0,2 ms.
4) Bateria.Em caso de falha da fonte de alimentação principal ou retificador, a bateria acumuladora funciona como fonte de alimentação reserva e fornece energia à carga através do inversor.
2.2 Princípio de funcionamento do carregamento e descarregamento da bateria do sistema UPS
O processo de carga e descarga da bateria do sistema UPS também é o processo de conversão de energia.Quando a tensão da rede funciona normalmente, a energia elétrica é convertida na energia química da bateria.A fonte de alimentação principal fornece energia para a carga e carrega a bateria.O diagrama de carregamento da bateria do sistema UPS é mostrado na Figura 1;Em caso de falha repentina de energia da fonte de alimentação principal, a energia química da bateria é convertida em energia elétrica, e a descarga da bateria fornece energia para cargas importantes para reduzir o impacto na produção.O diagrama de descarga da bateria do sistema UPS é mostrado na Figura 2. Após a bateria estar totalmente carregada, sua capacidade é suficiente para fornecer energia a todos os equipamentos elétricos alimentados pelo UPS por 30 minutos ao mesmo tempo.
3. Aplicação do sensor de corrente Hall no projeto de monitoramento remoto da corrente de carga flutuante da bateria UPS
3.1 princípio de funcionamento do sensor de corrente Hall
O sensor de corrente Hall é aplicável principalmente ao isolamento e conversão de CA, CC, pulso e outros sinais complexos.Através do princípio do efeito Hall, os sinais transformados podem ser coletados diretamente por vários dispositivos de aquisição, como DCS, anúncio, DSP, PLC, instrumentos secundários e assim por diante.Tem as vantagens de tempo de resposta rápido, ampla faixa de medição de corrente, alta precisão, forte capacidade de sobrecarga, boa linearidade, forte capacidade anti-interferência e assim por diante.
3.2 parâmetros técnicos do sensor de corrente Hall
3.3 Sensor de corrente Hall conectado ao DCS
O sensor de corrente Hall pode converter diretamente a corrente medida do circuito principal em saída de sinal de corrente CC de 4 ~ 20mA em proporção linear.Um sensor de corrente Hall é instalado na porta inferior do disjuntor da bateria do gabinete de distribuição do UPS na sala de distribuição de emergência, que pode converter a corrente de carga flutuante da bateria em um sinal de corrente CC de 4 ~ 20mA que pode ser aceito pelo Placa analógica DCS.
Defina o canal de entrada analógica de 4 ~ 20mA recém-acessado no computador superior da sala de controle central para configurar a faixa de parâmetros, valor de alarme e tendência histórica e atribua-o ao controlador correspondente.Use o software de configuração de imagem para configurar os parâmetros, imagens e gráficos, e instale o programa para realizar a função de monitoramento remoto da sala de controle central da corrente de carga flutuante da bateria do UPS.Finalmente, comparando o valor da corrente de carga flutuante da bateria medido no local com o valor da corrente de carga flutuante exibido na interface homem-máquina do DCS, confirma-se que o valor coletado pelo DCS é preciso.
3.4 efeito de aplicação
Ao adicionar o sensor de corrente Hall, a coleta da corrente de carga flutuante da bateria UPS da plataforma não tripulada é realizada, e o monitoramento on-line remoto da corrente de carga flutuante da bateria por DCs é realizado colocando cabos e configurando a sala de controle central, o que fortalece o gerenciamento de importantes equipamento de plataforma não tripulada.
Os dados de operação da corrente flutuante da bateria são transmitidos remotamente ao DCS, o que torna conveniente para o pessoal de plantão na sala de controle central monitorar o valor da corrente flutuante da bateria na primeira vez.Ao mesmo tempo, ao definir o valor do alarme do parâmetro, quando a corrente flutuante da bateria estiver anormal, será enviado um alarme, de forma a obter informações na primeira vez e deixar tempo suficiente para tratamento de emergência.O projeto reduz efetivamente a frequência de inspeção da plataforma não tripulada, reduz os custos humanos e materiais do gerenciamento da plataforma não tripulada, evita danos à bateria causados pela corrente flutuante anormal e até mesmo pelo incêndio da plataforma, e promove o processo de gerenciamento automático do plataforma não tripulada.
4. Conclusão
O sensor de corrente Hall é usado para converter a corrente de carga flutuante da bateria em um sinal de corrente de 4 ~ 20mA que pode ser aceito pelo cartão de quantidade analógico DCS, de modo a transmitir remotamente a corrente de carga flutuante da bateria do UPS para o DCS.O operador pode observar o valor da corrente de carga flutuante de forma rápida e intuitiva na tela de operação do DCS.O projeto tem uma forte base teórica e uma base de condições de hardware.Ele não só tem um valor de aplicação muito alto, mas também tem um amplo significado de promoção, o que fornece experiência prática de referência para o monitoramento on-line de equipamentos de campo no futuro.
Horário da postagem: 01 de novembro de 2022
