Ứng dụng cảm biến dòng Hall trong giám sát từ xa việc sạc ắc quy UPS liên tục

Tóm tắt: Trước hiện tượng sạc nổi của ắc quy UPS trên bệ không người lái quá cao nhiều lần, xin giới thiệu cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống UPS.Thông qua ứng dụng cảm biến dòng điện Hall và cấu hình DCS, việc giám sát từ xa quá trình sạc nổi của ắc quy UPS và cảnh báo lỗi dòng điện bất thường được thực hiện, giúp thúc đẩy quá trình quản lý tự động của nền tảng không người lái.

Từ khóa: Cảm biến dòng điện Hall;UPS; Pin;DCS

1. Khái quát chung

Một giàn sản xuất dầu tự động ngoài khơi được trang bị một bộ thiết bị UPS 20KVA.Kể từ khi nền tảng được đưa vào hoạt động, dòng sạc nổi của ắc quy UPS nhiều lúc quá cao khiến ắc quy ở trạng thái nhiệt độ cao bất thường trong thời gian dài, ảnh hưởng lớn đến việc sử dụng UPS thông thường , ảnh hưởng nghiêm trọng đến an toàn cung cấp điện của giàn sản xuất dầu, có thể gây hư hỏng thiết bị hoặc thậm chí cháy nổ, đồng thời tiềm ẩn những nguy cơ mất an toàn rất lớn.Để tránh các nguy cơ tiềm ẩn về thiết bị và an toàn do sự cố này gây ra, chi phí nhân lực và vật chất lớn đã được đầu tư, tần suất kiểm tra các bệ không người lái đã được tăng lên và giá trị dòng điện nổi của pin được phát hiện thường xuyên để đánh giá trạng thái làm việc của pin.Thông qua các phương tiện kỹ thuật, tín hiệu dòng sạc nổi của pin được truyền từ xa đến DCS của phòng điều khiển trung tâm, thuận tiện cho việc theo dõi giá trị dòng điện theo thời gian thực và cảnh báo lỗi dòng điện bất thường.

2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của UPS

2.1 cấu tạo của UPS

Thiết bị UPS được trang bị trên giàn được đặt tại phòng chuyển mạch khẩn cấp trên tầng lửng của giàn, có công suất 20kV · A. Gồm 2 tủ UPS, 1 tủ nguồn bypass, 1 tủ phân phối tải và 1 bộ ắc quy bao gồm 170 pin niken cadmium.Bộ pin được lắp đặt trong phòng pin và các bộ phận chính của nó bao gồm bộ chỉnh lưu, biến tần, công tắc chuyển tĩnh, pin và các bộ phận khác. 

1) Bộ chỉnh lưu.Nó là bộ phận chuyển đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều.Bộ chỉnh lưu được điều khiển bởi bộ vi xử lý bên trong để chỉnh lưu dòng điện xoay chiều từ tủ phân phối thành dòng điện một chiều chất lượng cao, được lọc và sau đó cung cấp cho bộ biến tần và sạc pin cho bộ pin.

2) Biến tần.Ngược lại với chức năng của bộ chỉnh lưu, biến tần chuyển đổi DC được bộ chỉnh lưu chuyển đổi thành AC và nguồn điện của nó đến từ bộ chỉnh lưu hoặc pin.Dòng điện biến tần cung cấp cho tải điện áp sóng hình sin AC chất lượng cao, bền và ổn định theo yêu cầu.

3) Công tắc chuyển tĩnh.Chức năng này là để ngăn chặn sự gián đoạn nguồn điện tức thời và tiếp điểm rơle, đánh lửa và các hiện tượng khác gây ra bởi sự chuyển đổi giữa dòng điện bình thường và dòng điện rẽ nhánh.Sau khi sử dụng công tắc tĩnh, thời gian chuyển đổi của công tắc chuyển sẽ giảm đáng kể trong vòng 0,2ms.

4) Bộ pin.Trong trường hợp nguồn điện chính hoặc bộ chỉnh lưu bị hỏng, pin lưu trữ hoạt động như một nguồn điện dự phòng và cung cấp điện cho tải thông qua biến tần.

2.2 Nguyên lý hoạt động sạc xả ắc quy của hệ thống UPS

Quá trình sạc và xả pin của hệ thống UPS cũng là quá trình chuyển đổi năng lượng.Khi điện áp lưới hoạt động bình thường, năng lượng điện được chuyển hóa thành năng lượng hóa học của ắc quy.Nguồn điện chính cung cấp năng lượng cho tải và sạc pin.Sơ đồ sạc ắc quy của hệ thống UPS được thể hiện trên Hình 1;Trong trường hợp nguồn điện chính bị mất điện đột ngột, năng lượng hóa học của pin sẽ được chuyển hóa thành năng lượng điện và việc phóng điện của pin sẽ cung cấp năng lượng cho các phụ tải quan trọng nhằm giảm ảnh hưởng đến sản xuất.Sơ đồ xả ắc quy của hệ thống UPS được thể hiện trên Hình 2. Sau khi ắc quy được sạc đầy, dung lượng của ắc quy đủ để cung cấp điện cho tất cả các thiết bị điện do UPS cấp nguồn cùng lúc trong 30 phút.