浅谈煤矿井下备用电源管理系统
探讨煤矿井下供电系统的优化作用
保井下供电具有较高安全可靠性，保证井下作业安全。
３ ３完善 继 电保护 设备 系统
完善井 下供 电继 电保 护方 案 ， 改 善继 电保护 装置 系统 ， 提高 供 电系统 故
障或事故工况下动作选择性、可靠性和速动性。井下高压电动机、动力变压
器 等 高压 动力设 备 、控 制设备 等 ， 均需 按 照要求 设置 短路 、过负 荷 、接地 和 欠 压 释放 等保护 功能 。煤 矿应 根据 井下作 业 用电 负荷类 型 、保护 等级 、 分 布 位置、 使 用频 率等 实 际情况 ， 有针 对性 地进 行井下 供 电系统 继 电保护 方案 的 优 化设 计 ，同时 应采取 各 种先进 的 技术措 施 、设备 装景 等 ， 提 高井 下供 电 的
工业技术
●Ｉ
探讨煤矿井下供电系统的优化作用
王建文
（ 山西焦 煤西 山煤 电集 团杜 儿坪 矿机 电科 【 摘 ０ ３ ０ ０ ２ ２）
要】 煤 矿井 下供 电 系统 的优 劣直接 影 响到 电 网的安 全性 、可靠 性 、合理 性和 经济 性 。尤其 随着 煤矿 井 下采 掘机 械化 程度 的提 高 ，生产 工作 面不 断 向
前延 伸 、扩大 ，给 煤矿 井下 安 全供 电带来 了许 多不 利的 影响 。本 文从 煤矿井 下 供电 系统展 开分 析 ，对井 下供 电优 化布 设方案 与保 证供 电安 全 的技术措 施 进行
归纳 总结 ．
［ 关键 词］ 煤 矿井 下
供 电系统
优 化作 用
文章编 号 ：１ ０ ０ ９ －９ １ ４ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ）３ ４ －０ ３ ９ １ －０ １
中图分 类号 ：Ｘ ７ ５ ２
文献 标识码 ：Ｘ
浅谈矿山井下供电系统
当代化工研究IsaModem Chentical丄m 2021・08百家争鸣浅谈矿山井下供电系统*李宁(山西焦煤霍州煤电庞庞塔矿山西033200)摘耍：在地下电源系统中，高压电源采用母线段结构，短路电压电源采用放射状网络结构.地下供电系统的结构复杂，路段的长度变化，供电网络复杂多变，并且存在多点，多条线路，多地点餉问题，给地下工程维护带来了很大的困难°关键词：煤矿供电；继电保护；供电系统中图分类号：TD611文献标识■码：ADiscussion on Underground Power Supply System in MineLi Ning(Pangpangta Mine of Huozhou Coal and Electricity,Shanxi Coking Coal Group,Shanxi,033200) Abstract:In the underground p ower supply system,the high-voltage p ower supply adopts bus section structure,and the short-circuit voltage power supply adopts radial network structure.The structure of u nderground p ower supply system is complex,the length of r oad section changes,the power supply network is complex and changeable,and there are p roblems of m ulti-point,multi-line and multi-location,which brings great difficulties to underground engineering maintenance.Key words:coal mine p ower supply；relay p rotection；power supply system1.引言负载下，该负载比同等级的电气设备高出5%。
煤矿井下供电系统的设计与管理
煤矿井下供电系统的设计与管理在煤矿生产中，井下供电系统是保障生产正常进行的重要环节。
良好的供电系统设计与管理能够确保矿工的安全以及设备的稳定运行。
本文将从供电系统的设计和管理两个方面来探讨煤矿井下供电系统的重要性和要点。
一、供电系统的设计井下供电系统设计的目标是提供稳定、安全、高效的电力，确保矿井正常运行。
以下是煤矿井下供电系统设计的要点：1. 电力设备选择：在选择电力设备时，应考虑其性能、质量和稳定性。
例如，变压器应具备过载能力强、容量合适、耐腐蚀等特点。
需要注意的是，井下环境复杂而恶劣，设备应具备防爆、防尘、防湿等特性。
2. 电缆敷设：井下电缆的敷设应符合安全、可靠、经济的原则。
根据不同区域、作业条件和电气负荷的要求选择合适的电缆型号，并确保良好的绝缘性能。
此外，电缆应保持良好的揭露长度，方便维修和更换。
3. 电气设备间距与布置：为了防止电气设备间的相互干扰和可能发生的事故，合理的设备距离和布局非常重要。
各电气设备应具备足够的间距，同时应与通风系统、水灾防治系统等设备相协调。
4. 保护与监控装置：供电系统需要装备足够的保护与监控装置来确保设备的安全运行。
例如，差动保护装置、短路保护装置和过流保护装置等，用于防止电气设备受损或发生火灾事故。
二、供电系统的管理供电系统的管理涉及供电设备的检修、维护以及人员的培训等方面。
以下是煤矿井下供电系统管理的要点：1. 设备维护：供电设备定期进行检修和维护，保持设备的正常运行状态。
定期检查电气设备的绝缘性能、接地装置以及防护措施等，并及时发现并处理异常情况。
2. 安全操作规程：制定并执行供电系统的安全操作规程，包括供电设备的使用、维修、更换等操作。
确保操作人员严格按照规程进行操作，避免不必要的事故发生。
3. 人员培训：提供供电系统操作和维护的培训，使操作人员熟悉并掌握相关知识和技能。
培训内容应包括设备操作、常见故障处理和应急处置等方面，提高操作人员的应变能力。
浅谈煤矿井下备用电源管理系统
浅谈煤矿井下备用电源管理系统【摘要】煤矿井下备用电源是矿井发生断电或安全事故后保障安全监控系统和生命保障系统正常工作的保障。
其中备用电源管理系统运行的可靠性对整个备用供电系统尤为重要。
【关键词】备用电源；能量均衡；监测1 前言近年来，国家对煤矿井下避难硐室和救生仓建设的重视度逐渐加强，做为其配套设备，备用电源的可靠性直接影响着救生效果。
本文将介召一种基于BMS 的矿井备用电源管理系统的功能及组成，分析其电池组能量均衡的原理和方法。
2 备用电源管理系统现状早期的备用电源管理系统较为简单。
由于技术条件所限，为保证使用安全可靠，专用设备供电系统与蓄电池相互隔离，备用电源管理系统仅起充电和电源分配的作用，即主要负责正常供电情况下的充电和故障情况下的蓄电池向各用电设备的供配电。
随着锂电池在煤矿备用电源中越来越多的使用，锂电池管理系统的功能也越来越完善。
《矿用隔爆兼本安锂离子蓄电池电源安全技术要求》中规定：锂离子电池管理系统应具有以下功能--电池组外部参数检测、与外部设备通讯功能、电池组充放电控制功能、电池状况判断和剩余电量的估计及电量均衡功能。
这些功能主要是基于以下方面的考虑：2.1 安全需要电池（尤其是锂离子电池）工作时有一定条件限制，如充电电流限制、放电电流限制、工作温度限制、单体电压限制等。
电池工作条件分“合理区域”和“临界区域”，如下图所示。
当电池工作条件越过“临界区域”时，事故概率就会大增。
这时，电源管理系统就必须果断采取措施，以避免事故的发生。
2.2 延长电池使用寿命当电池工作状态位于“合理区域”时，电池寿命最大。
进入“临界区域”寿命会显著降低，越过了“临界区域”有安全隐患。
为了提高电池的使用寿命尽量让电池工作在“合理区域”，当电池越过“合理区域”后要给使用者报警提示，让电池回归“合理区域”。
2.3 提高电池组有效储能在电池组中，由于单个电池间总是存在差异，储存的能量有差异。
而电池的过放和过充是电池的两种极度危险状态。
浅谈不间断电源系统在煤矿工作中的设计与管理
浅谈不间断电源系统在煤矿工作中的设计与管理[摘要]煤矿开采中的安全生产是煤矿企业发展的基本保证，而安全技术保障是避免矿难发生的重要措施。
煤矿风机的不间断电源的应用对提高电量的稳定性、可靠性，保障煤矿开采中的人身财产安全具有重要意义。
本文介绍了不间断电源系统的内容以及类型，着重介绍了线式不间断电源系统，并对煤矿开采作业中不间断电源系统的核心—蓄电池的管理提出了相关建议。
【关键词】煤矿；不间断电源系统；在线式；蓄电池；可编程序控制器1、不间断电源系统概介不间断电源系统Uinterruptible Power System（简称UPS），是一种含有储能装置，并以整流器、逆变器为主要组成部分，稳压、稳频地输出的一种保护设备，可以解决当电力系统断电、电压不稳定等现象出现而造成的故障。
它是随着计算机的诞生而出现，并在微型计算机发展的基础得到迅速地发展，主要应用在对供电质量要求高、可靠性强、连续性高的行业，如供电行业的电力系统、信息处理系统、通讯系统等。
煤矿是一个用电大户，而其开采中的电力保障主要是用双路或多路供电来保证供电安全，但随着电量负荷增大，会影响供电质量。
而煤矿开采中，产生大量的瓦斯等易燃易爆气体，而保证井下风量通畅则可以在短时间内减少爆炸的危险，为人员的撤离争取到时间。
UPS的发展经历了旋转式和静态变换式两个阶段。
现阶段，常见的不间断电源静态变换式电源有三类：离线式（也称后备式）、在线式、在线互动式。
在线式的核心部件是逆变器，也包含有蓄电池、充电器、整流器、稳压装置等。
而逆变器一直处于工作状态，输出电压总是由逆变器提供。
在线互动式电源控制约在15-～260v范围内，它向用户提供经过稳压器或经过变压器抽头调压处理的一般市电电源。
而离线式电源平时处于冷备状态，它向用户提供经变压器抽头调压处理的一般市电电源。
2、不间断电源系统在煤矿工作中的设计与管理2.1可编程序控制器的设计2.1.2可编程序控制器可编程序控制器的英文缩写是PC，为了不与个人计算机混淆，通常简称为PLC。
矿井供电系统及供电安全技术管理
推进科技创新：加大科研投入，鼓励科技创新，研发更加高效、安全、可靠的矿井供 电技术和设备，提升矿井供电系统的安全性和可靠性。
汇报人：
供电距离长：矿井中电气设备分散，供电线路较长，需要采取相应的措施来减少线路损耗。
维护保养难度大：由于矿井环境恶劣，电气设备容易受到损坏，需要加强维护保养，确保供电系统的正常运行。
保证供电的可靠性，确保矿井安全
提高供电效率，降低能源消耗
添加标题
添加标题
保证供电的质量，满足设备需求
添加标题
添加标题
优化供电系统结构，减少维护成本
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汇报人：
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输电线路：将电能传输到矿 井各区域
电源：提供电能，保障矿井 正常供电
配电设备：将电能分配给各 用电设备
保护装置：确保供电系统的 安全运行
供电可靠性高：矿井供电系统必须保证不间断的供电，以确保矿井的正常生产和作业安全。
供电电压等级多：由于矿井中需要多种电气设备，供电电压等级较多，以满足不同设备的用电需求。
推进科技创新和人才培养：鼓励企业加大科技创新投入，培养高素质的专业人才，为矿井供电安全技术管理的发 展提供强有力的人才保障和技术支持。
加强国际合作与交流：借鉴国外先进技术和管理经验，推动国际间的合作与交流，共 同提升矿井供电安全技术管理水平。
引入智能化技术：利用人工智能、大数据等先进技术手段，提高矿井供电系统的智能 化水平，实现供电安全预警、预防和应急处置的智能化管理。
制定应急预案， 确保在突发情 况下能够迅速
浅析煤矿供电及井下电气技术
浅析煤矿供电及井下电气技术煤矿作为国家重要的能源资源之一，对于国家经济发展起着至关重要的作用。
煤矿供电及井下电气技术是煤矿生产中的重要环节，其稳定和安全对煤矿生产具有重要的保障作用。
本文将对煤矿供电及井下电气技术进行浅析，以便于更好地了解煤矿电气技术在生产中起到的重要作用。
一、煤矿供电系统1.1 煤矿供电系统概述煤矿供电系统是指煤矿为矿井内设备和工人提供必要电能的系统。
煤矿供电系统一般包括变电站、进口线路、配电线路和用电设备等部分。
供电系统的稳定性和安全性对煤矿生产具有重要的意义，一旦供电系统出现故障，将对煤矿生产造成严重影响。
1.2 供电系统的特点煤矿供电系统的特点主要有以下几点：第一，煤矿供电系统具有大容量、大负荷、长输距和多支线等特点；第二，煤矿供电系统需要保证供电电能的稳定性和安全性；煤矿供电系统还需考虑对煤矿井下环境的适应性。
二、井下电气技术2.1 井下配电系统井下配电系统是指在煤矿井下进行电能传输和分配的系统。
井下配电系统一般由进口馈线、配电箱、配电线路和用电设备等组成。
井下配电系统的安全和可靠性对煤矿井下作业人员的生命安全起着至关重要的作用。
2.2 井下用电设备井下用电设备是指在煤矿井下使用的电动机、照明设备、通信设备等。
这些设备的稳定性和安全性对煤矿井下作业人员的作业环境起着重要的影响。
在煤矿井下使用的电气设备一般需要经过特殊设计和加强防护等措施，以确保其在井下恶劣环境下的正常运行。
三、煤矿供电及井下电气技术的发展趋势3.1 自动化和智能化随着科技的不断发展，煤矿供电及井下电气技术也在不断进行更新和改进。
自动化和智能化技术的应用将会成为未来煤矿供电及井下电气技术发展的主要趋势。
自动化和智能化技术的应用将能够提高供电系统和井下电气设备的运行效率和安全性。
3.2 绿色环保在当前全球环保意识不断增强的背景下，煤矿供电及井下电气技术也将向着绿色环保的方向发展。
采用清洁能源替代传统煤矿供电方式，以减少对环境的污染，成为未来煤矿供电及井下电气技术发展的一个重要方向。
浅析煤矿井下低压供电系统及短路保护措施
浅析煤矿井下低压供电系统及短路保护措施煤矿井下低压供电系统是煤矿井下电气设备的重要组成部分，其稳定运行对煤矿的生产安全起着至关重要的作用。
本文将对煤矿井下低压供电系统及其短路保护措施进行浅析。
煤矿井下低压供电系统通常由主变压器、配电变压器、配电线路和配电开关设备等组成。
主变压器将高压电能通过变压器变成低压电能，然后通过配电变压器输送到各个用电点。
配电线路负责将电能从变压器输送到各个用电设备，而配电开关设备则用于控制电能的开关、保护和检修等。
煤矿井下低压供电系统的运行稳定性是煤矿生产安全的保障。
井下环境特殊，通风不良，潮湿多尘，因此设备的绝缘强度要求较高。
同时，为了避免电器设备长时间运行过热引起事故，供电系统中通常设置过载保护装置。
这些装置可以自动切断电路，以保护设备和人员的安全。
在煤矿井下低压供电系统中，短路是一种常见的故障。
短路是指电路中两个或多个导体之间发生了非正常的电气连接，使电能在这些导体之间形成了低阻抗路径，导致电流过大，可能对设备和人员造成危害。
因此，保护煤矿井下低压供电系统免受短路的侵害至关重要。
短路保护措施主要包括短路保护装置和地线保护装置。
短路保护装置通过检测电路中的电流和电压变化，当发生短路故障时迅速切断电路，防止过大的电流对电器设备和人员造成伤害。
常用的短路保护装置有保险丝和熔断器等。
这些装置通常安装在电路的起始位置或者重要的断路器上，当电流超过设定值时，保险丝或熔断器会自动断开，保护供电系统免受短路的影响。
地线保护装置则是通过监测电路中的接地电流来保护供电系统免受短路的危害。
当电路发生短路时，电流会通过设备的金属外壳或者其他导体进入地面，这时地线保护装置会检测到接地电流的变化，从而迅速切断电路，以减小事故的发生概率。
地线保护装置通常安装在电源的配电柜和设备的控制柜等位置。
总之，煤矿井下低压供电系统及其短路保护措施是保障煤矿生产安全的重要组成部分。
合理选择和安装短路保护装置和地线保护装置，对井下供电系统的稳定运行和人员的安全起着关键的作用。
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浅谈煤矿井下备用电源管理系统
【摘要】煤矿井下备用电源是矿井发生断电或安全事故后保障安全监控系统和生命保障系统正常工作的保障。
其中备用电源管理系统运行的可靠性对整个备用供电系统尤为重要。
【关键词】备用电源；能量均衡；监测
1 前言
近年来，国家对煤矿井下避难硐室和救生仓建设的重视度逐渐加强，做为其配套设备，备用电源的可靠性直接影响着救生效果。
本文将介召一种基于BMS 的矿井备用电源管理系统的功能及组成，分析其电池组能量均衡的原理和方法。
2 备用电源管理系统现状
早期的备用电源管理系统较为简单。
由于技术条件所限，为保证使用安全可靠，专用设备供电系统与蓄电池相互隔离，备用电源管理系统仅起充电和电源分配的作用，即主要负责正常供电情况下的充电和故障情况下的蓄电池向各用电设备的供配电。
随着锂电池在煤矿备用电源中越来越多的使用，锂电池管理系统的功能也越来越完善。
《矿用隔爆兼本安锂离子蓄电池电源安全技术要求》中规定：锂离子电池管理系统应具有以下功能--电池组外部参数检测、与外部设备通讯功能、电池组充放电控制功能、电池状况判断和剩余电量的估计及电量均衡功能。
这些功能主要是基于以下方面的考虑：
2.1 安全需要
电池（尤其是锂离子电池）工作时有一定条件限制，如充电电流限制、放电电流限制、工作温度限制、单体电压限制等。
电池工作条件分“合理区域”和“临界区域”，如下图所示。
当电池工作条件越过“临界区域”时，事故概率就会大增。
这时，电源管理系统就必须果断采取措施，以避免事故的发生。
2.2 延长电池使用寿命
当电池工作状态位于“合理区域”时，电池寿命最大。
进入“临界区域”寿命会显著降低，越过了“临界区域”有安全隐患。
为了提高电池的使用寿命尽量让电池工作在“合理区域”，当电池越过“合理区域”后要给使用者报警提示，让电池回归“合理区域”。
2.3 提高电池组有效储能
在电池组中，由于单个电池间总是存在差异，储存的能量有差异。
而电池的过放和过充是电池的两种极度危险状态。
放电时，当某个电池达到放电下限时，即使其他电池仍有能量，放电也不得不结束。
反之，充电时，当某个电池电压已经达到上限，即使其他电池尚未充足，充电不得不中止。
因而，放电受限于电池组中电压最低的单个电池，充电受限于电压最高的单个电池。
可见，“有效储能”小于“理论储能”。
在没有电源管理系统的情况下，电池间储能差异化会越来越大，因而“有效储能”会越来越少，所能提供的供电时间也相应的缩短。
2.4 估算电池剩余能量
没有电源管理系统就无法知道电池还有多少剩余能量，也就无法预测电池组还能够提供多长时间的供电。
3 电源管理系统功能及组成
3.1 单体电压测量
电压是表征电池状况最重要的参数之一。
一方面，电池充电状态SOC与电压存在一定关系，通过观测电压，可以大致了解电池的充电状态：
SOC=f（V，I，T）
这里V为电池的电压，I为充放电电流，T为电池温度，图3-1为40AH锂电的充电曲线，图3-2为40AH锂电放电曲线。
另一方面，电池电压也存在“临界工作状态”，当电池越过“临界工作状态”时，危险性大增。
所以单体电池电压必须监视。
3.2 温度监测
温度过高电池就会有燃烧、爆炸的危险。
温度检测一般有两种做法，一种是设固定数量的温度探头，将其分散在电池组中。
一种是将探头置于电压采集线的接线鼻上，每个电池的温度都测，但其测得的温度受环境温度的影响较大，不能准确反应电池内部的温度，所以可靠性不是很高。
3.3 保护控制
从目前使用情况看，电源管理系统的保护控制应当有过充、过放、过流、过热几方面保护。
控制信号分过、过放两路，或过充、过放合并成一路总控信号。
3.4 能量均衡
由于电池存在一致性差异，这种差异来自电池负极材料的浓度差异、电池负极材料晶格形态、涂布均匀差异、隔膜厚薄、隔膜细孔均匀性等诸多因素。
新电
池可以靠筛选（即成组配对）来实现一组电池的高度一致。
但经过若干充放电循环后，这种一致性不复存在，表现在单体电池间的剩余能量相差甚大。
串联使用的电池，在充放电都一样的情况下由于电池内阻不一致造成热功率损失会有所不同，最终导致单体电池的剩余能量不一致。
而要使“有效储能”达到最佳值，就必须通过某些手段，来促使各单体电池的剩余能量趋于一致，使得各单体电池基本上同时放空、同时充满，这就是所说的电源管理系统能量均衡功能。
一般采用放电式能量均衡或充电式均衡即：串联恒流、并联恒压充电的方式进行主动均衡。
4 信息采集与网网络管理
备用电源管理系统的核心是网络化管理，即把单个UPS电源通过总线的方式传输至地面中心站，使地面中心站管理人员能够实时了解每个电池组的工况，包括剩余电量、充放电情况、电池组温度等。
通过反馈信息可以方便快捷地进行故障处理和维护保养工作。
5 结语
矿井后备电源管理系统是井下UPS电源安全使用的保障，通过对电池组工作状况的监控，可以提高电池组工作效率，防止电池组的过充过放等造成损坏，有效延长电池组的使用寿命。
参考文献：
[1]袁晓明.煤矿车辆用蓄电池技术[J].自动化与信息工程，2011（6）.
[2]刘灵芝.锂离子电池管理系统研究[J].安庆师范学院学报，2008（2）.
[3]赵亚锋，冯广斌，张边武.蓄电池一致性配组研究[J].兵工自动化，2006（10）.。