원격 모니터링에 홀 전류 센서 적용마디 없는충전ingUPS 배터리

초록: 무인 플랫폼에서 UPS 배터리의 부동 충전이 여러 번 발생하는 현상을 고려하여 UPS 시스템의 구조와 작동 원리를 소개합니다. 홀 전류 센서와 DCS 구성을 적용하여 UPS 배터리 부동 충전을 원격으로 모니터링하고, 이상 전류 고장 경보를 발생시켜 무인 플랫폼의 자동 관리 프로세스를 촉진합니다.

주요 단어: 홀 전류 센서; UPS； 배터리; DCS

1 개요

해상 석유 무인 생산 플랫폼에 20KVA UPS 장치가 설치되어 있습니다. 플랫폼 가동 이후 UPS 배터리의 부동 충전 전류가 여러 차례 과도하여 배터리가 장시간 비정상적으로 고온 상태에 머무르는 현상이 발생했습니다. 이는 UPS의 정상적인 사용에 큰 영향을 미치고 석유 생산 플랫폼의 전력 공급 안전에 심각한 영향을 미쳐 장비 손상이나 화재를 유발할 수 있으며, 잠재적 안전 위험이 매우 큽니다. 이 문제로 인한 잠재적 장비 및 안전 위험을 방지하기 위해 막대한 인적, 물적 비용이 투자되었으며, 무인 플랫폼의 검사 빈도가 증가하고 배터리의 부동 전류 값을 정기적으로 감지하여 배터리 작동 상태를 판단하고 있습니다. 기술적 수단을 통해 배터리의 부동 충전 전류 신호가 중앙 제어실의 DCS로 원격 전송되어 전류 값의 실시간 모니터링 및 비정상 전류 고장 경보에 편리합니다.

2 UPS의 구조 및 작동 원리

2.1 UPS의 구조

플랫폼에 설치된 UPS 장치는 플랫폼 중이층 비상 스위치실에 위치하며, 용량은 20kV·A입니다. UPS 캐비닛 2개, 바이패스 전원 캐비닛 1개, 부하 분배 캐비닛 1개, 그리고 니켈 카드뮴 배터리 170개로 구성된 배터리 팩으로 구성됩니다. 배터리 팩은 배터리실에 설치되며, 주요 구성품으로는 정류기, 인버터, 정전 전환 스위치, 배터리 등이 있습니다.

1) 정류기. 교류를 직류로 변환하는 장치입니다. 정류기는 내부 마이크로프로세서에 의해 제어되어 배전반에서 공급되는 교류를 고품질 직류로 정류합니다. 정류된 직류는 필터링된 후 인버터로 공급되고 배터리 팩을 부동 충전합니다.

2) 인버터. 정류기와는 달리, 인버터는 정류기에서 변환된 직류를 교류로 변환하며, 그 전원은 정류기 또는 배터리에서 공급됩니다. 인버터 전류는 부하에 필요한 고품질, 내구성 및 안정성을 갖춘 교류 정현파 전압을 공급합니다.

3) 정전 전환 스위치. 이 기능은 정상 전류와 바이패스 전류 간 전환으로 인해 발생하는 순간적인 전원 공급 중단 및 릴레이 접점 아크, 점화 등의 현상을 방지합니다. 정전 전환 스위치 도입 후, 전환 스위치의 전환 시간은 0.2ms 이내로 크게 단축됩니다.

4) 배터리 팩. 주전원이나 정류기가 고장 나면 축전지는 백업 전원 공급 장치 역할을 하며, 인버터를 통해 부하에 전력을 공급합니다.

2.2 UPS 시스템 배터리 충전 및 방전의 작동 원리

UPS 시스템 배터리의 충전 및 방전 과정은 에너지 변환 과정이기도 합니다. 계통 전압이 정상적으로 작동하면 전기 에너지는 배터리의 화학 에너지로 변환됩니다. 주 전원 공급 장치는 부하에 전력을 공급하고 배터리를 충전합니다. UPS 시스템 배터리의 충전 다이어그램은 그림 1에 나와 있습니다. 주 전원 공급 장치에 갑작스러운 정전이 발생하면 배터리의 화학 에너지가 전기 에너지로 변환되고, 배터리 방전을 통해 중요 부하에 전력을 공급하여 생산에 미치는 영향을 줄입니다. UPS 시스템의 배터리 방전 다이어그램은 그림 2에 나와 있습니다. 배터리가 완전히 충전되면 UPS로 전원을 공급받는 모든 전기 장비에 30분 동안 동시에 전력을 공급할 수 있는 용량이 됩니다.