Применение датчика тока Холла для удаленного мониторинга непрерывной зарядки батареи ИБП
Аннотация: ввиду того, что плавающая зарядка батареи ИБП беспилотной платформы во много раз слишком высока, представлены структура и принцип работы системы ИБП.Благодаря применению датчика тока Холла и конфигурации РСУ реализован удаленный мониторинг плавающей зарядки батареи ИБП и сигнализация об аномальном токе, что способствует автоматическому процессу управления беспилотной платформой.
Ключевые слова: датчик тока Холла;ИБП； Аккумулятор;DCS
1 Обзор
Морская автономная нефтедобывающая платформа оснащена комплектом ИБП мощностью 20 кВА.С момента ввода платформы в эксплуатацию ток плавающего заряда батареи ИБП много раз был слишком высоким, в результате чего батарея долгое время находилась в состоянии аномальной высокой температуры, что сильно повлияло на нормальное использование ИБП. , что серьезно влияет на безопасность электроснабжения нефтедобывающей платформы и может привести к повреждению оборудования или даже пожару, а также существует очень большая потенциальная угроза безопасности.Чтобы избежать потенциальной угрозы безопасности оборудования и безопасности, вызванной этой проблемой, были вложены большие человеческие и материальные затраты, частота проверок беспилотных платформ была увеличена, а значение плавающего тока батареи регулярно определялось для оценки рабочего состояния. батареи.С помощью технических средств сигнал плавающего тока заряда батареи дистанционно передается в РСУ центральной диспетчерской, что удобно для мониторинга значения тока в реальном времени и сигнализации аномального тока.
2 Устройство и принцип работы ИБП
2.1 структура ИБП
Устройство ИБП, оборудованное на платформе, расположено в помещении аварийно-распределительного управления на мезонине платформы, мощностью 20кВ·А. Оно состоит из двух шкафов ИБП, одного шкафа байпасного питания, одного шкафа распределения нагрузки и аккумуляторного блока. состоит из 170 никель-кадмиевых батарей.Аккумуляторный блок устанавливается в аккумуляторном помещении, и его основные компоненты включают выпрямитель, инвертор, статический переключатель, аккумулятор и другие детали.
1) Выпрямитель.Это элемент, преобразующий переменный ток в постоянный.Выпрямитель управляется внутренним микропроцессором для преобразования переменного тока из распределительного шкафа в высококачественный постоянный ток, который фильтруется и затем подается на инвертор и осуществляет плавающую зарядку аккумуляторной батареи.
2) Инвертор.В отличие от функции выпрямителя, инвертор преобразует постоянный ток, преобразованный выпрямителем, в переменный ток, а источником его питания является выпрямитель или батарея.Ток инвертора обеспечивает нагрузку необходимым качественным, долговечным и стабильным переменным синусоидальным напряжением.
3) Статический переключатель передачи.Функция заключается в предотвращении мгновенного прерывания электропитания и искрения контактов реле, воспламенения и других явлений, вызванных переключением между нормальным током и байпасным током.После применения статического переключателя время перехода безобрывного переключателя значительно сокращается в пределах 0,2 мс.
4) Аккумулятор.В случае выхода из строя основного источника питания или выпрямителя аккумуляторная батарея работает как резервный источник питания и подает питание на нагрузку через инвертор.
2.2 принцип работы зарядки и разрядки аккумуляторов системы ИБП
Процесс зарядки и разрядки аккумулятора системы ИБП также является процессом преобразования энергии.Когда напряжение сети работает нормально, электрическая энергия преобразуется в химическую энергию батареи.Основной источник питания подает питание на нагрузку и заряжает аккумулятор.Схема зарядки аккумулятора системы ИБП показана на рисунке 1;В случае внезапного отключения основного источника питания химическая энергия батареи преобразуется в электрическую энергию, а разряд батареи обеспечивает питание важных нагрузок, чтобы снизить влияние на производство.Диаграмма разряда аккумулятора системы ИБП показана на рисунке 2. После полной зарядки аккумулятора его емкости достаточно для одновременного питания всего электрооборудования, питаемого от ИБП, в течение 30 минут.
3. Применение датчика тока Холла в конструкции дистанционного мониторинга плавающего зарядного тока батареи ИБП.
3.1 принцип работы датчика тока Холла
Датчик тока Холла в основном применяется для изоляции и преобразования переменного, постоянного, импульсного и других сложных сигналов.Благодаря принципу эффекта Холла преобразованные сигналы могут напрямую собираться различными устройствами сбора данных, такими как DCS, реклама, DSP, ПЛК, вторичные инструменты и так далее.Он обладает такими преимуществами, как быстрое время отклика, широкий диапазон измерения тока, высокая точность, высокая перегрузочная способность, хорошая линейность, сильная защита от помех и так далее.
3.2 технические параметры датчика тока Холла
3.3 Датчик тока Холла, подключенный к РСУ
Датчик тока Холла может напрямую преобразовывать измеренный ток основной цепи в выходной сигнал постоянного тока 4 ~ 20 мА в линейной пропорции.Датчик тока Холла установлен в нижнем порту батарейного выключателя распределительного шкафа ИБП в аварийном распределительном помещении, который может преобразовывать ток плавающего заряда батареи в сигнал постоянного тока 4 ~ 20 мА, который может быть принят Аналоговая плата DCS.
Определите новый доступный аналоговый входной канал 4 ~ 20 мА на верхнем компьютере центральной диспетчерской, чтобы настроить диапазон параметров, значение сигнализации и исторический тренд, и назначьте его соответствующему контроллеру.Используйте программное обеспечение для настройки изображений, чтобы настроить параметры, изображения и графику, а также установите программу для реализации функции удаленного мониторинга из центральной диспетчерской плавающего зарядного тока батареи ИБП.Наконец, путем сравнения значения тока плавающего заряда батареи, измеренного на месте, со значением тока плавающего заряда, отображаемого на человеко-машинном интерфейсе DCS, подтверждается, что собранное значение DCS является точным.
3.4 эффект применения
Благодаря добавлению датчика тока Холла осуществляется сбор тока плавающего заряда батареи ИБП с беспилотной платформы, а удаленный онлайн-мониторинг тока плавающего заряда батареи с помощью DC осуществляется путем прокладки кабелей и настройки центральной диспетчерской, что усиливает управление важными оборудование беспилотной платформы.
Данные о работе плавающего тока батареи дистанционно передаются в РСУ, что позволяет дежурному персоналу в центральной диспетчерской удобно контролировать значение плавающего тока батареи в первый раз.В то же время, установив значение сигнала тревоги параметра, когда плавающий ток батареи является ненормальным, будет отправлен сигнал тревоги, чтобы получить информацию в первый раз и оставить достаточно времени для экстренной помощи.Проект эффективно снижает частоту проверок беспилотной платформы, снижает человеческие и материальные затраты на управление беспилотной платформой, позволяет избежать повреждения батареи, вызванного аномальным плавающим током и даже возгоранием платформы, а также способствует автоматическому процессу управления беспилотная платформа.
4. Вывод
Датчик тока Холла используется для преобразования тока плавающего заряда батареи в токовый сигнал 4 ~ 20 мА, который может приниматься аналоговой количественной картой DCS, чтобы удаленно передавать ток плавающего заряда батареи ИБП в DCS.Оператор может быстро и интуитивно наблюдать за плавающим значением тока заряда на рабочем экране РСУ.Проект имеет прочную теоретическую основу и фундамент состояния оборудования.Он не только имеет очень высокую прикладную ценность, но и имеет широкое рекламное значение, что обеспечивает практический справочный опыт для онлайн-мониторинга полевого оборудования в будущем.
Время публикации: 01 ноября 2022 г.
