Applicazione del sensore di corrente Hall nel monitoraggio remoto dicontinuocaricaingdella batteria UPS

Riassunto: in considerazione del fenomeno per cui la carica di mantenimento della batteria UPS di una piattaforma senza operatore è troppo elevata per molte volte, vengono introdotti la struttura e il principio di funzionamento del sistema UPS. Attraverso l'applicazione del sensore di corrente Hall e la configurazione DCS, vengono realizzati il ​​monitoraggio remoto della carica di mantenimento della batteria UPS e l'allarme di guasto per corrente anomala, che promuove il processo di gestione automatica della piattaforma senza operatore.

Parole chiave: sensore di corrente Hall; UPS; batteria; DCS

1 Panoramica

Una piattaforma petrolifera offshore non presidiata è dotata di un gruppo di continuità (UPS) da 20 kVA. Da quando la piattaforma è stata messa in funzione, la corrente di carica di mantenimento della batteria UPS è stata ripetutamente troppo elevata, causando un'anomala temperatura elevata della batteria per un lungo periodo, con un impatto significativo sul normale funzionamento dell'UPS, compromettendo seriamente la sicurezza dell'alimentazione elettrica della piattaforma petrolifera e causando danni alle apparecchiature o persino incendi, con conseguenti potenziali rischi per la sicurezza molto elevati. Per evitare potenziali rischi per le apparecchiature e la sicurezza causati da questo problema, sono stati investiti ingenti costi umani e materiali, è stata aumentata la frequenza di ispezione delle piattaforme non presidiate e il valore della corrente di mantenimento della batteria è stato rilevato regolarmente per valutarne lo stato di funzionamento. Attraverso mezzi tecnici, il segnale della corrente di carica di mantenimento della batteria viene trasmesso da remoto al DCS della sala di controllo centrale, il che è utile per il monitoraggio in tempo reale del valore di corrente e per l'allarme di guasto per corrente anomala.

2 Struttura e principio di funzionamento dell'UPS

2.1 struttura dell'UPS

Il dispositivo UPS installato sulla piattaforma si trova nella sala interruttori di emergenza sul mezzanino della piattaforma, con una capacità di 20 kV · A. È composto da due armadi UPS, un armadio di alimentazione di bypass, un armadio di distribuzione del carico e un pacco batterie composto da 170 batterie al nichel-cadmio. Il pacco batterie è installato nella sala batterie e i suoi componenti principali includono raddrizzatore, inverter, commutatore di trasferimento statico, batteria e altri componenti.

1) Raddrizzatore. È un elemento che converte la corrente alternata in corrente continua. Il raddrizzatore è controllato dal suo microprocessore interno per raddrizzare la corrente alternata proveniente dal quadro di distribuzione in corrente continua di alta qualità, che viene filtrata e quindi fornita all'inverter per la carica di mantenimento del pacco batteria.

2) Inverter. Contrariamente alla funzione del raddrizzatore, l'inverter converte la corrente continua convertita dal raddrizzatore in corrente alternata, e la sua fonte di alimentazione proviene dal raddrizzatore o dalla batteria. La corrente dell'inverter fornisce al carico la tensione sinusoidale alternata richiesta, di alta qualità, durevole e stabile.

3) Commutatore di trasferimento statico. La funzione è quella di prevenire l'interruzione istantanea dell'alimentazione, la formazione di archi elettrici nei contatti dei relè, l'accensione e altri fenomeni causati dalla commutazione tra corrente normale e corrente di bypass. Dopo l'adozione del commutatore statico, il tempo di transizione del commutatore di trasferimento si riduce notevolmente, entro 0,2 ms.

4) Pacco batteria. In caso di guasto dell'alimentatore principale o del raddrizzatore, la batteria di accumulo funziona come alimentatore di riserva e fornisce energia al carico tramite l'inverter.

2.2 Principio di funzionamento della carica e scarica della batteria del sistema UPS

Il processo di carica e scarica della batteria del sistema UPS è anche un processo di conversione dell'energia. Quando la tensione di rete funziona normalmente, l'energia elettrica viene convertita nell'energia chimica della batteria. L'alimentatore principale fornisce energia al carico e carica la batteria. Lo schema di carica della batteria del sistema UPS è mostrato in Figura 1; in caso di improvvisa interruzione di corrente dell'alimentatore principale, l'energia chimica della batteria viene convertita in energia elettrica e la scarica della batteria fornisce energia ai carichi importanti, riducendo l'impatto sulla produzione. Lo schema di scarica della batteria del sistema UPS è mostrato in Figura 2. Una volta che la batteria è completamente carica, la sua capacità è sufficiente per alimentare contemporaneamente tutte le apparecchiature elettriche alimentate dall'UPS per 30 minuti.