摘要：针对无人平台UPS蓄电池多次出现浮充电流过高的现象，介绍了UPS系统的结构和工作原理，通过应用霍尔电流传感器，DCS组态，实现UPS蓄电池浮充电流远程监控，异常电流故障报警，推动了无人平台的自动化管理进程。
关键词：霍尔电流传感器；UPS；蓄电池；DCS
概述
某海洋石油无人驻守采油平台配备了1套 20kV·A的UPS装置，自平台投产以来UPS蓄电池多次出现浮充电流过高现象，造成蓄电池长期处于异常高温状态，对UPS的正常使用造成较大影响，严重影响了采油平台供电安全，同时可能引发设备损坏甚至火灾等情况的发生，存在非常大的安全隐患。为避免该问题引发的设备和安全隐患，为此投入了较大的人力和物力成本，增加了对无人平台的巡检频次，定期检测蓄电池浮充电流值，判断蓄电池工作状态。通过技术手段将蓄电池浮充电流信号远程传输至中心控制室DCS，便于电流值实时监控、异常电流故障报警。
UPS的结构和工作原理
UPS的结构
该平台配备的UPS装置位于平台夹层甲板的 应急开关间内，其容量为20kV·A，由2台UPS柜、1台旁路电源柜、1台负载分配柜及1组由170块镍镉蓄电池组成的电池组，蓄电池组安装在电池间，其主要器件包括
1、整流/充电装置
整流/充电装置的功能是将交流市电转换为直流电，为逆变器提供一个平滑的直流工作电压，同时给电池充电。
2、逆变器
逆变器将整流器或电池送来的直流电，在调制信号的控制下，变换为稳频、稳压、无扰动的交流电，经变压器和输出滤波器向负载供电。
3、蓄电池
蓄电池作为UPS的储能元件，其容量的大小决定了lips后备时间的长短。在交流市电正常时，整流/充电装置提供一个直流浮充电电压，在交流市电不正常或中断时，由它向逆变器提供工作电压，以保证 UPS 电源交流输出的连续性。
4、控制电路
要保证UPS 的正常工作就必须有一个功能完善的控制电路，由它负责控制UPS各部分的工作，
UPS系统蓄电池充放电工作原理
UPS是一种含有储能装置，以逆变器为主要单元，稳压稳频输出的的电源保护设备。
从原理上来说，UPS是一种集数字和模拟电路，自动控制逆变器与免维护贮能装置于一体的电力电子设备； 从功能上来说，UPS可以在市电出现异常时，有效地净化市电；还可以在市电突然中断时持续一定时间给电脑等备供电，使你能有充裕的时间应付；
正常工作时外电电源输入的交流电压经过输入隔离开关进入UPS系统，通过充电电路不断对电池进行充电，同时AC/DC电路将交流电压转换为直流电压，然后由逆变器再将直流电压逆变成交流电输出，通过输出隔离开关供给负载；而当外电电源输入中断时，后备电池开始工作，此时电池的电压通过逆变器变换成交流电输出，通过输出隔离开关供给后级负载；当UPS逆变器故障或过载时，UPS会通过旁路开关将输入电源直接输出供给负载，保证供电的不间断。
霍尔电流传感器在UPS蓄电池浮充电流远程监测设计中的应用
霍尔电流传感器的工作原理
霍尔电流传感器主要适用于交流、直流、脉冲等复杂信号的隔离转换，通过霍尔效应原理使变换后的信号能够直接被DCS、AD、DSP、PLC、二次仪表等各种采集装置直接采集，具有响应时间快，电流测量范围宽精度高，过载能力强，线性好，抗干扰能力强等优点。
霍尔电流传感器技术参数
霍尔电流传感器接入DCS
霍尔电流传感器可以直接将被测主回路电流转换成按线性比例输出的4～20mA直流电流信号。在应急配电间UPS配电柜蓄电池断路器下口安装一个霍尔电流传感器，它的作用可以将蓄电池浮充电流转化为可以被DCS模拟量卡件接受的4～20mA直流电流信号。在中心控制室上位机中定义新接入的4～20mA模拟量输入通道进行参数量程、报警值以及历史趋势组态，并将其分配到相应控制器中。使用画面组态软件进行参数画面图形组态，下装程序，实现UPS蓄电池浮充电流的中心控制室远程监测功能。随后通过现场测量蓄电池浮充电流值与DCS人机界面显示浮充电流值相对比，确认DCS采集数值准确。
应用效果
通过增设霍尔电流传感器实现了对无人平台UPS蓄电池浮充电流的采集，通过铺设电缆、中心控制室组态等实现了DCS对蓄电池浮充电流的远程在线监控，加强了对无人平台重要设备的管理。
蓄电池浮充电流运行数据远程传输至DCS，方便了中心控制室值班人员第一时间监控蓄电池浮充电流值，同时通过设置参数报警值，当蓄电池浮充电流出现异常时，发出报警，便于第一时间得到信息，为应急处理问题留下足够的时间。该项目合理降低了无人平台的巡检频次，减少了对无人驻守平台管理的人力及物力成本，避免了浮充电流异常导致的蓄电池损伤甚至引发平台火灾等情况的发生，推进了无人平台的自动化管理进程。
结论
利用霍尔电流传感器将蓄电池浮充电流转化为可以被DCS模拟量卡件所接受的4～20mA电流信号，从而将UPS蓄电池浮充电流远传至DCS，操作员可以在DCS的操作画面上快速、直观地观察浮充电流值。该项目有较强的理论依据以及硬件条件基础，不仅具有非常高的应用价值，而且推广意义广阔，为今后现场设备的在线监测提供了实践参考经验。
