霍爾電流傳感器在遠程監控UPS電池連續充電中的應用

摘要：考慮到多次UPS平台UPS電池的浮動充電的現象，引入了UPS系統的結構和工作原理。通過應用Hall電流傳感器和DCS配置，實現了對UPS電池和異常故障警報的浮動充電的遠程監視，從而促進了無人平台的自動管理過程。

關鍵詞：霍爾電流傳感器； UPS；電池； DCS

1個概述

一個離岸油無人看管的生產平台配備了一套20KVA UPS設備。由於平台投入運行，因此UPS電池的浮動電流電流在很多次中一直太高，導致電池長期處於異常的高溫狀態，這對UPS的正常使用產生了很大的影響，嚴重影響了石油生產平台的電源安全性，並可能造成設備損壞甚至很大的潛在安全危險，並且可能會造成大量損壞。為了避免由於此問題造成的潛在設備和安全危害，已經投資了大型人力和材料成本，無人平台的檢查頻率已增加，並且已經定期檢測到電池的浮動電流值以判斷電池的工作狀態。通過技術手段，電池的浮動電流信號遠程傳輸到中央控制室的DC，這對於實時監視當前值和異常當前故障警報非常方便。

2 UPS的結構和工作原理

2.1 UPS的結構

該平台上配備的UPS設備位於平台夾層甲板上的緊急開關室中，容量為20kV·A。它由兩個UPS櫃，一個旁路電源櫃，一個負載配電櫃和一個由170個鎳鎳塊電池組成。電池組安裝在電池室中，其主要組件包括整流器，逆變器，靜態傳輸開關，電池和其他零件。 

1）整流器。它是將交替電流轉換為直流電流的元素。整流器由其內部微處理器控制，以糾正從分配櫃中的交替電流到高質量的直流電流，該電流被過濾，然後提供給逆變器並浮動電池組充電。

2）逆變器。與整流器的功能相反，逆變器將整流器轉換為AC的DC轉換為AC，其電源來自整流器或電池。逆變器電流為所需的高質量，耐用和穩定的AC正弦波電壓提供負載。

3）靜態轉移開關。該功能是防止瞬時電源中斷和繼電器接觸，點火和其他由正常電流和旁路電流之間的切換引起的現象。採用靜態開關後，傳輸開關的過渡時間大大減少了0.2ms。

4）電池組。如果主電源或整流器故障，則儲物電池可作為備用電源，並通過逆變器為負載提供電源。

2.2 UPS系統電池充電和放電的工作原理

UPS系統電池的充電和放電過程也是能量轉換的過程。當網格電壓正常工作時，電能將轉換為電池的化學能。主電源為負載提供電源並為電池充電。 UPS系統電池的充電圖如圖1所示；如果主電源突然電源故障，電池的化學能將轉換為電能，並且電池放電為重要負載提供了減少對生產影響的重要載荷。 UPS系統的電池放電圖如圖2所示。電池充滿電後，其容量足以為所有電動設備提供電源，同時由UPS供電30分鐘。