Anwendung des Hall-Stromsensors bei der Fernüberwachung vonkontinuierlichLadungingder USV-Batterie

Zusammenfassung: Angesichts des Phänomens, dass die schwebende Ladung der USV-Batterie einer unbemannten Plattform oft zu hoch ist, werden die Struktur und das Funktionsprinzip des USV-Systems vorgestellt.Durch den Einsatz eines Hall-Stromsensors und einer DCS-Konfiguration werden die Fernüberwachung der Erhaltungsladung der USV-Batterie und ein Alarm bei abnormalem Stromfehler realisiert, was den automatischen Managementprozess einer unbemannten Plattform fördert.

Schlüsselwörter: Hall-Stromsensor;USV； Batterie;DCS

1. Übersicht

Eine unbeaufsichtigte Offshore-Ölförderplattform ist mit einem Satz 20-kVA-USV-Geräte ausgestattet.Seit Inbetriebnahme der Plattform war der Erhaltungsladestrom der USV-Batterie viele Male zu hoch, was dazu führte, dass sich die Batterie über einen längeren Zeitraum in einem ungewöhnlich hohen Temperaturzustand befand, was große Auswirkungen auf die normale Nutzung der USV hatte , was die Stromversorgungssicherheit der Ölförderplattform ernsthaft beeinträchtigt und zu Schäden an der Ausrüstung oder sogar einem Brand führen kann, und es bestehen sehr große potenzielle Sicherheitsrisiken.Um potenzielle Geräte- und Sicherheitsrisiken zu vermeiden, die durch dieses Problem verursacht werden, wurden hohe Personal- und Materialkosten investiert, die Inspektionshäufigkeit unbemannter Plattformen erhöht und der Schwebestromwert der Batterie regelmäßig erfasst, um den Betriebszustand zu beurteilen der Batterie.Mit technischen Mitteln wird das Signal des schwebenden Ladestroms der Batterie aus der Ferne an das DCS des zentralen Kontrollraums übertragen, was für die Echtzeitüberwachung des Stromwerts und den Alarm bei anormalen Stromfehlern praktisch ist.

2 Aufbau und Funktionsprinzip der USV

2.1 Aufbau der USV

Das auf der Plattform ausgestattete USV-Gerät befindet sich im Notschaltraum auf dem Zwischendeck der Plattform und hat eine Kapazität von 20 kV · A. Es besteht aus zwei USV-Schränken, einem Bypass-Stromschrank, einem Lastverteilungsschrank und einem Batteriepaket bestehend aus 170 Nickel-Cadmium-Batterien.Der Batteriesatz wird im Batterieraum installiert und seine Hauptkomponenten umfassen Gleichrichter, Wechselrichter, statischen Transferschalter, Batterie und andere Teile.

1) Gleichrichter.Es ist ein Element, das Wechselstrom in Gleichstrom umwandelt.Der Gleichrichter wird von seinem internen Mikroprozessor gesteuert, um den Wechselstrom aus dem Verteilerschrank in hochwertigen Gleichstrom umzuwandeln, der gefiltert und dann dem Wechselrichter zugeführt wird und den Batteriesatz mit Erhaltungsladung auflädt.

2) Wechselrichter.Im Gegensatz zur Funktion des Gleichrichters wandelt der Wechselrichter den vom Gleichrichter umgewandelten Gleichstrom in Wechselstrom um und seine Stromquelle stammt aus dem Gleichrichter oder der Batterie.Der Wechselrichterstrom versorgt die Last mit der erforderlichen hochwertigen, dauerhaften und stabilen AC-Sinusspannung.

3）Statischer Transferschalter.Die Funktion besteht darin, eine plötzliche Unterbrechung der Stromversorgung sowie Lichtbögen, Zündungen und andere Phänomene des Relaiskontakts zu verhindern, die durch das Umschalten zwischen Normalstrom und Bypass-Strom verursacht werden.Nach der Einführung des statischen Schalters wird die Übergangszeit des Übertragungsschalters innerhalb von 0,2 ms erheblich verkürzt.

4) Akku.Bei einem Ausfall der Hauptstromversorgung oder des Gleichrichters fungiert die Speicherbatterie als Notstromversorgung und versorgt die Last über den Wechselrichter mit Strom.

2.2 Funktionsprinzip des Ladens und Entladens der Batterie des USV-Systems

Der Lade- und Entladevorgang der Batterie des USV-Systems ist auch der Prozess der Energieumwandlung.Bei normaler Netzspannung wird die elektrische Energie in die chemische Energie der Batterie umgewandelt.Das Hauptnetzteil versorgt die Last mit Strom und lädt die Batterie.Das Ladediagramm der Batterie des USV-Systems ist in Abbildung 1 dargestellt.Bei einem plötzlichen Stromausfall der Hauptstromversorgung wird die chemische Energie der Batterie in elektrische Energie umgewandelt und die Batterieentladung liefert Strom für wichtige Verbraucher, um die Auswirkungen auf die Produktion zu reduzieren.Das Batterieentladungsdiagramm des USV-Systems ist in Abbildung 2 dargestellt. Nachdem die Batterie vollständig aufgeladen ist, reicht ihre Kapazität aus, um alle von der USV versorgten elektrischen Geräte 30 Minuten lang gleichzeitig mit Strom zu versorgen.