Application du capteur de courant Hall dans la surveillance à distance decontinuchargeringde batterie UPS
Résumé : compte tenu du phénomène selon lequel la charge flottante de la batterie UPS d'une plate-forme sans pilote est souvent trop élevée, la structure et le principe de fonctionnement du système UPS sont présentés.Grâce à l'application du capteur de courant Hall et de la configuration DCS, la surveillance à distance de la charge flottante de la batterie UPS et l'alarme de défaut de courant anormal sont réalisées, ce qui favorise le processus de gestion automatique de la plate-forme sans pilote.
Mots clés : Capteur de courant Hall ;UPS； Batterie ;DCS
1. Vue d'ensemble
Une plate-forme de production pétrolière offshore sans surveillance est équipée d'un ensemble de dispositifs UPS de 20 KVA.Depuis la mise en service de la plate-forme, le courant de charge flottant de la batterie de l'UPS a été trop élevé à plusieurs reprises, ce qui a entraîné une température anormalement élevée de la batterie pendant une longue période, ce qui a un impact important sur l'utilisation normale de l'UPS. , affectant gravement la sécurité de l'alimentation électrique de la plate-forme de production pétrolière, et peut provoquer des dommages à l'équipement ou même un incendie, et il existe de très grands risques potentiels pour la sécurité.Afin d'éviter les risques potentiels d'équipement et de sécurité causés par ce problème, d'importants coûts humains et matériels ont été investis, la fréquence d'inspection des plates-formes sans pilote a été augmentée et la valeur du courant flottant de la batterie a été régulièrement détectée pour juger de l'état de fonctionnement. de la batterie.Grâce à des moyens techniques, le signal de courant de charge flottant de la batterie est transmis à distance au DCS de la salle de contrôle centrale, ce qui est pratique pour la surveillance en temps réel de la valeur actuelle et l'alarme de défaut de courant anormal.
2 Structure et principe de fonctionnement de l'UPS
2.1 Structure de l'onduleur
Le dispositif UPS équipé sur la plate-forme est situé dans la salle de commutation d'urgence sur la mezzanine de la plate-forme, avec une capacité de 20kV · A. Il se compose de deux armoires UPS, d'une armoire d'alimentation de dérivation, d'une armoire de distribution de charge et d'un bloc de batteries. composé de 170 piles nickel-cadmium.Le bloc de batteries est installé dans la salle des batteries et ses principaux composants comprennent le redresseur, l'onduleur, le commutateur de transfert statique, la batterie et d'autres pièces.
1) Redresseur.C'est un élément qui convertit le courant alternatif en courant continu.Le redresseur est contrôlé par son microprocesseur interne pour redresser le courant alternatif de l'armoire de distribution en courant continu de haute qualité, qui est filtré puis fourni à l'onduleur et charge la batterie.
2) Onduleur.Contrairement à la fonction du redresseur, l'onduleur convertit le courant continu converti par le redresseur en courant alternatif, et sa source d'alimentation provient du redresseur ou de la batterie.Le courant de l'onduleur fournit à la charge la tension sinusoïdale AC de haute qualité, durable et stable requise.
3) Commutateur de transfert statique.La fonction est d'empêcher l'interruption instantanée de l'alimentation électrique et les arcs de contact de relais, l'allumage et d'autres phénomènes provoqués par la commutation entre le courant normal et le courant de dérivation.Une fois le commutateur statique adopté, le temps de transition du commutateur de transfert est considérablement réduit en 0,2 ms.
4) Batterie.En cas de panne de l'alimentation principale ou du redresseur, la batterie d'accumulateurs fonctionne comme une alimentation de secours et alimente la charge via l'onduleur.
2.2 principe de fonctionnement de la charge et de la décharge de la batterie du système UPS
Le processus de charge et de décharge de la batterie du système UPS est également le processus de conversion d'énergie.Lorsque la tension du réseau fonctionne normalement, l'énergie électrique est convertie en énergie chimique de la batterie.L'alimentation principale alimente la charge et charge la batterie.Le schéma de charge de la batterie du système UPS est illustré à la figure 1 ;En cas de panne de courant soudaine de l'alimentation principale, l'énergie chimique de la batterie est convertie en énergie électrique et la décharge de la batterie alimente des charges importantes afin de réduire l'impact sur la production.Le diagramme de décharge de la batterie du système UPS est illustré à la figure 2. Une fois la batterie complètement chargée, sa capacité est suffisante pour alimenter tous les équipements électriques alimentés par UPS pendant 30 minutes en même temps.
3. Application du capteur de courant Hall dans la conception de surveillance à distance du courant de charge flottant de la batterie UPS
3.1 principe de fonctionnement du capteur de courant Hall
Le capteur de courant Hall est principalement applicable à l'isolation et à la conversion de signaux AC, DC, impulsionnels et autres signaux complexes.Grâce au principe de l'effet Hall, les signaux transformés peuvent être directement collectés par divers dispositifs d'acquisition tels que DCS, ad, DSP, PLC, instruments secondaires, etc.Il présente les avantages d'un temps de réponse rapide, d'une large plage de mesure de courant, d'une haute précision, d'une forte capacité de surcharge, d'une bonne linéarité, d'une forte capacité anti-interférence, etc.
3.2 paramètres techniques du capteur de courant Hall
| Paramètres | indice | ||
| Hall ouvert / Hall fermé | Salle | ||
| Sortir | Valeur nominale | tension: ± 5 V/± 4 V | courant : 4 ~ 20 mA |
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| Tension de décalage zéro (courant) | tension ： ± 20 mV | courant : ±0,05 mA |
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| Dérive de tension (courant) de décalage | tension : ≤±1,0 mV/℃ | Courant : ± 0,04 mA/℃ |
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| Linéarité | ≤0,2% FS | |
| Pouvoir | C.C ± 15 V | C.C 24 V | |
| Bande passante | 0 ~ 20 kHz |
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| Temps de réponse | ≤5us | ≤1ms | |
| Résistance à la compression | La tension de tenue à la fréquence industrielle Ac2500v est autorisée entre l'entrée, la sortie et l'alimentation. | ||
| Classe | 1.0 | ||
| Environnement | Température | Fonctionnement : -25 ℃ ~ + 70 ℃ ; Stockage : -40 ℃ ~ + 85 ℃ | |
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| Humidité | ≤95%RH，Endroits sans condensation ni gaz corrosif | |
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| Altitude | ≤3500m | |
3.3 Capteur de courant Hall connecté au DCS
Le capteur de courant Hall peut convertir directement le courant du circuit principal mesuré en sortie de signal de courant CC 4 ~ 20 mA en proportion linéaire.Un capteur de courant Hall est installé au port inférieur du disjoncteur de batterie de l'armoire de distribution UPS dans la salle de distribution d'urgence, qui peut convertir le courant de charge flottant de la batterie en un signal de courant continu de 4 ~ 20 mA pouvant être accepté par le Carte analogique DCS.
Définissez le canal d'entrée analogique 4 ~ 20 mA nouvellement accédé dans l'ordinateur supérieur de la salle de contrôle centrale pour configurer la plage de paramètres, la valeur d'alarme et la tendance historique, et attribuez-le au contrôleur correspondant.Utilisez le logiciel de configuration d'image pour configurer les paramètres, les images et les graphiques, et installez le programme pour réaliser la fonction de surveillance à distance de la salle de contrôle centrale du courant de charge flottant de la batterie UPS.Enfin, en comparant la valeur du courant de charge flottant de la batterie mesurée sur site avec la valeur du courant de charge flottant affichée sur l'interface homme-machine DCS, il est confirmé que la valeur collectée par DCS est exacte.
3.4 effet d'application
En ajoutant un capteur de courant Hall, la collecte du courant de charge flottant de la batterie UPS de la plate-forme sans pilote est réalisée, et la surveillance en ligne à distance du courant de charge flottant de la batterie par DC est réalisée en posant des câbles et en configurant la salle de contrôle centrale, ce qui renforce la gestion des éléments importants. équipement de plate-forme sans pilote.
Les données de fonctionnement du courant flottant de la batterie sont transmises à distance au DCS, ce qui permet au personnel de service dans la salle de contrôle centrale de surveiller la valeur du courant flottant de la batterie dès la première fois.Dans le même temps, en réglant la valeur d'alarme du paramètre, lorsque le courant flottant de la batterie est anormal, une alarme sera envoyée, afin d'obtenir des informations dans un premier temps et de laisser suffisamment de temps pour un traitement d'urgence.Le projet réduit efficacement la fréquence d'inspection de la plate-forme sans pilote, réduit les coûts humains et matériels de la gestion de la plate-forme sans pilote, évite les dommages à la batterie causés par le courant flottant anormal et même l'incendie de la plate-forme, et favorise le processus de gestion automatique du plate-forme sans pilote.
4. Conclusion
Le capteur de courant Hall est utilisé pour convertir le courant de charge flottant de la batterie en signal de courant 4 ~ 20 mA qui peut être accepté par la carte de quantité analogique DCS, de manière à transmettre à distance le courant de charge flottant de la batterie UPS au DCS.L'opérateur peut observer la valeur du courant de charge flottante rapidement et intuitivement sur l'écran de fonctionnement du DCS.Le projet repose sur une base théorique solide et sur l’état du matériel.Il a non seulement une valeur d'application très élevée, mais a également une grande importance en matière de promotion, ce qui fournit une expérience de référence pratique pour la surveillance en ligne des équipements de terrain à l'avenir.
Heure de publication : 17 août 2022
