摘要：針對(duì)無人平臺(tái)UPS蓄電池多次出現(xiàn)浮充電流過高的現(xiàn)象，介紹了UPS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理，通過應(yīng)用霍爾電流傳感器，DCS組態(tài)，實(shí)現(xiàn)UPS蓄電池浮充電流遠(yuǎn)程監(jiān)控，異常電流故障報(bào)警，推動(dòng)了無人平臺(tái)的自動(dòng)化管理進(jìn)程。

關(guān)鍵詞：霍爾電流傳感器；UPS；蓄電池；DCS

1 概述

某海洋石油無人駐守采油平臺(tái)配備了1套 20kV·A的UPS裝置，自平臺(tái)投產(chǎn)以來UPS蓄電池多次出現(xiàn)浮充電流過高現(xiàn)象，造成蓄電池長(zhǎng)期處于異常高溫狀態(tài)，對(duì)UPS的正常使用造成較大影響，嚴(yán)重影響了采油平臺(tái)供電安全，同時(shí)可能引發(fā)設(shè)備損壞甚至火災(zāi)等情況的發(fā)生，存在非常大的安全隱患。為避免該問題引發(fā)的設(shè)備和安全隱患，為此投入了較大的人力和物力成本，增加了對(duì)無人平臺(tái)的巡檢頻次，定期檢測(cè)蓄電池浮充電流值，判斷蓄電池工作狀態(tài)。通過技術(shù)手段將蓄電池浮充電流信號(hào)遠(yuǎn)程傳輸至中心控制室DCS，便于電流值實(shí)時(shí)監(jiān)控、異常電流故障報(bào)警。

2 UPS的結(jié)構(gòu)和工作原理

UPS的結(jié)構(gòu)

該平臺(tái)配備的UPS裝置位于平臺(tái)夾層甲板的 應(yīng)急開關(guān)間內(nèi)，其容量為20kV·A，由2臺(tái)UPS柜、1臺(tái)旁路電源柜、1臺(tái)負(fù)載分配柜及1組由170塊鎳鎘蓄電池組成的電池組，蓄電池組安裝在電池間，其主要器件包括整流器、逆變器、靜態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)、蓄電池等幾個(gè)部分。

（1）整流器。是將交流電轉(zhuǎn)換成為直流電的元件，整流器由其內(nèi)部的微處理器控制，將從配電柜來的交流電整流成高質(zhì)量的直流電，經(jīng)過濾后再供給逆變器并給電池組浮充充電。

（2）逆變器。與整流器的作用相反，逆變器是將整流器變換的直流電再轉(zhuǎn)換成交流電，其電源來自整流器或電池，逆變的電流為負(fù)載提供所需要的高質(zhì)量、穩(wěn)定的交流正弦波電壓。

（3）靜態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)。作用是防止正常電流與旁路電流切換時(shí)造成瞬間供電中斷并產(chǎn)生繼電器觸點(diǎn)拉弧、打火等現(xiàn)象，轉(zhuǎn)換開關(guān)采用靜態(tài)開關(guān)后，其過渡時(shí)間大幅減小，在0.2mS以內(nèi)。

（4）蓄電池組。主電源或整流器故障的情況下，蓄電池組作為后備電源工作并通過逆變器向負(fù)載供電。

UPS系統(tǒng)蓄電池充放電工作原理

UPS系統(tǒng)蓄電池充放電的過程也是能量轉(zhuǎn)化的過程，在電網(wǎng)電壓工作正常時(shí)，由電能轉(zhuǎn)化為蓄電池的化學(xué)能，主電源給負(fù)載供電以及給蓄電池充電，UPS系統(tǒng)蓄電池充電示意如圖1所示；當(dāng)主電源突發(fā)停電時(shí)，

由蓄電池的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，蓄電池放電為重要負(fù)載提供電源，以降低對(duì)生產(chǎn)的影響，UPS系統(tǒng)蓄電池放電示意如圖2所示。蓄電池充電后，其容量足夠向所有由UPS供電的用電設(shè)備同時(shí)供電30min。