Aplicação do sensor de corrente Hall no monitoramento remoto decontínuocarregarindode bateria UPS

Resumo: Considerando o fenômeno de que o carregamento flutuante da bateria do UPS de uma plataforma autônoma é frequentemente muito alto, apresentamos a estrutura e o princípio de funcionamento do sistema UPS. Através da aplicação do sensor de corrente Hall e da configuração DCS, realizamos o monitoramento remoto do carregamento flutuante da bateria do UPS e o alarme de falha de corrente anormal, o que promove o processo de gerenciamento automático da plataforma autônoma.

Palavras-chave: Sensor de corrente Hall; UPS; Bateria; DCS

1 Visão geral

Uma plataforma de produção de petróleo offshore autônoma está equipada com um conjunto de dispositivos UPS de 20 KVA. Desde que a plataforma foi colocada em operação, a corrente de carga flutuante da bateria UPS tem sido muito alta por muitas vezes, fazendo com que a bateria esteja em um estado anormal de alta temperatura por um longo tempo, o que tem um grande impacto no uso normal da UPS, afetando seriamente a segurança do fornecimento de energia da plataforma de produção de petróleo e pode causar danos ao equipamento ou até mesmo incêndio, e há riscos potenciais de segurança muito grandes. A fim de evitar potenciais riscos de equipamento e segurança causados ​​por este problema, grandes custos humanos e materiais foram investidos, a frequência de inspeção de plataformas não tripuladas foi aumentada, e o valor da corrente flutuante da bateria tem sido detectado regularmente para avaliar o estado de funcionamento da bateria. Por meio de meios técnicos, o sinal de corrente de carga flutuante da bateria é transmitido remotamente para o DCS da sala de controle central, o que é conveniente para o monitoramento em tempo real do valor da corrente e alarme de falha de corrente anormal.

2 Estrutura e princípio de funcionamento do UPS

2.1 Estrutura do UPS

O dispositivo UPS instalado na plataforma está localizado na sala de interruptores de emergência no mezanino da plataforma, com capacidade de 20 kV · A. É composto por dois gabinetes UPS, um gabinete de energia de bypass, um gabinete de distribuição de carga e um conjunto de baterias composto por 170 baterias de níquel-cádmio. O conjunto de baterias está instalado na sala de baterias e seus principais componentes incluem retificador, inversor, chave de transferência estática, bateria e outras peças.

1) Retificador. É um elemento que converte corrente alternada em corrente contínua. O retificador é controlado por seu microprocessador interno para retificar a corrente alternada do gabinete de distribuição em corrente contínua de alta qualidade, que é filtrada e então fornecida ao inversor e à bateria em carga flutuante.

2) Inversor. Ao contrário da função do retificador, o inversor converte a corrente contínua (CC) convertida pelo retificador em CA, e sua fonte de energia vem do retificador ou da bateria. A corrente do inversor fornece à carga a tensão senoidal CA necessária, de alta qualidade, durável e estável.

3) Chave de transferência estática. A função é evitar a interrupção instantânea do fornecimento de energia, bem como a formação de arco elétrico, ignição e outros fenômenos causados ​​pela comutação entre corrente normal e corrente de bypass. Após a adoção da chave estática, o tempo de transição da chave de transferência é bastante reduzido, chegando a 0,2 ms.

4) Bateria. Em caso de falha da fonte de alimentação principal ou do retificador, a bateria de armazenamento funciona como fonte de alimentação reserva e fornece energia à carga por meio do inversor.

2.2 Princípio de funcionamento do sistema UPS: carregamento e descarregamento da bateria

O processo de carga e descarga da bateria do sistema UPS também é o processo de conversão de energia. Quando a tensão da rede funciona normalmente, a energia elétrica é convertida na energia química da bateria. A fonte de alimentação principal fornece energia para a carga e carrega a bateria. O diagrama de carga da bateria do sistema UPS é mostrado na Figura 1; Em caso de falha repentina de energia da fonte de alimentação principal, a energia química da bateria é convertida em energia elétrica, e a descarga da bateria fornece energia para cargas importantes para reduzir o impacto na produção. O diagrama de descarga da bateria do sistema UPS é mostrado na Figura 2. Após a bateria estar totalmente carregada, sua capacidade é suficiente para fornecer energia a todos os equipamentos elétricos alimentados pelo UPS por 30 minutos ao mesmo tempo.