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如何保证煤矿行业系统电源运行安全可靠?

        煤矿是中国的主要能源,煤矿行业在长期关注煤矿安全性的同时,提出了一些新的应用探索和新的产品升级方案。比如人员定位系统,安全监控系统,这无疑是物联网技术在煤矿行业的成功应用。而机壳电源,超宽压PVA电源的应用,则是高频电源在煤矿行业的成功应用。


一、煤矿行业简介与市场前景

        煤炭行业是指以开采煤炭资源为主的一个产业,是国家能源的主要来源之一,也是国家经济的重要支柱之一。

        “十一五”规划建议中进一步确立了“煤为基础、多元发展”的基本方略,为中国煤炭行业的兴旺发展奠定了基础。“十一五”期间需要新建煤矿规模3亿吨左右,其中投产2亿吨,转结“十二五”1亿吨。中国煤炭工业将继续保持旺盛的发展趋势,今后一个较长时期内,中国煤炭行业的发展前景都将十分广阔。


二、煤矿行业的系统分析

        煤矿系统及子系统可以简化为如下模块:

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图1 煤矿行业系统及子系统


        隔爆兼本安电源箱是连接安全区和危险区的关键设备,其可靠性和稳定性直接决定了整个系统的安全可靠。

        由于是本安输出,隔爆兼本安电源的输出能力比常规的电源已经被限制了很多,所以后端的分站或者传感器用电一方面要保证自己可靠运行,还要考虑和前端本安输出的兼容,做到整个系统的可靠稳定和兼容。

        然而长距离的传输给前后的兼容性带来了新的挑战,如何综合考虑供电能力,防爆要求,稳定性,作为中间的纽带,不得不说是至关重要的。


三、煤矿行业对电源的需求

1、避免错接误操作,减轻整体重量

        煤矿系统前端供电通常电压有127VAC,380VAC,660VAC,1140VAC,+10%/-25%的偏差。旧设备有些是36VAC或220VAC。127VAC通常用于矿用照明系统。这些电压需要拉到危险区中,所以需要一个隔爆兼本安电源箱进行隔爆设计,然后输出本安电源,才能给矿下设备供电。

        以前的方案都是直接用工频变压器降压到220VAC,然后用机壳电源进行隔离和降压。为了兼容多种电压,行业有多抽头的方案,多抽头方案本身存在接错线的风险,且工频变压器较重,进而导致整机重量加重,不利于安装、维护,并且会导致成本增加。近几年才有PVA这样的兼容多电压范围的高频方案出现。

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图2 新旧方案对比


2、满足火花实验、低启动电流

        由于煤矿设备对应用环境的安全性要求特别高,设备需要满足GB 3836系列的标准,主要是GB 3836.4,而且需要满足标准的火花实验。本安电路是非常灵敏的限流限压限能量电路,对其后端的电容和电感是有管控的,不能过大。正是由于本安电路的灵敏保护,才能满足标准的火花实验,但也导致了后端的用电设备的启动电流不能过大,否则很容易触发这个保护,于是有了缓启动模块。而后端的用电设备通常需要长距离传输,所以低功耗,低启动电流,高效率就成了必要的指标了。

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图3 常见煤矿行业本安设备


四、煤矿系统电源关键指标解析&专用产品推荐

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图4 煤矿系统解决方案&产品推荐


五、总结展望

        在保证安全的前提下,如何探索煤矿行业的新应用,利用先进的电子技术,开发更优秀的产品,让设备更轻便,让用户更便捷安装,减少接错线,让工程师快速匹配本安供电和用电的应用,让产品管理和升级更轻松,成为了作为纽带的电源模块的重大使命。腾博会游戏愿与煤矿行业共同探索,推陈出新,与煤矿行业共同发展。


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