如何保證煤礦行業系統 電源運行安全可靠?

文:廣州金升陽科技有限公司2020年第四期

導語:煤礦是中國的主要能源,煤礦行業在長期關注煤礦安全性的同時,提出了一些新的應用探索和新的產品升級方案。比如人員定位系統、安全監控系統等等,這無疑是物聯網技術在煤礦行業的成功應用。而機殼電源、超寬壓PVA電源的應用,則是高頻電源在煤礦行業的成功應用。

煤礦是中國的主要能源,煤礦行業在長期關注煤礦安全性的同時,提出了一些新的應用探索和新的產品升級方案。比如人員定位系統、安全監控系統等等,這無疑是物聯網技術在煤礦行業的成功應用。而機殼電源、超寬壓PVA電源的應用,則是高頻電源在煤礦行業的成功應用。

煤礦行業簡介與市場前景

煤炭行業是指以開采煤炭資源為主的一個產業,是國家能源的主要來源之一,也是國家經濟的重要支柱之一。

“十一五”規劃建議中進一步確立了“煤為基礎、多元發展”的基本方略,為中國煤炭行業的興旺發展奠定了基礎。“十一五”期間需要新建煤礦規模3億噸左右,其中投產2億噸,轉結“十二五”1億噸。中國煤炭工業將繼續保持旺盛的發展趨勢,今后一個較長時期內,中國煤炭行業的發展前景都將十分廣闊。

煤礦行業的系統分析

煤礦系統及子系統可以簡化為如圖1所示的模塊。

如何保證煤礦行業系統電源運行安全可靠?1.jpg

圖1 煤礦行業系統及子系統

隔爆兼本安電源箱是連接安全區和危險區的關鍵設備,其可靠性和穩定性直接決定了整個系統的安全可靠。

由于是本安輸出,隔爆兼本安電源的輸出能力比常規的電源已經被限制了很多,所以后端的分站或者傳感器用電一方面要保證自己可靠運行,另一方面還要考慮和前端本安輸出的兼容,做到整個系統的可靠穩定和兼容。

如何保證煤礦行業系統電源運行安全可靠?2.jpg

圖2 新舊方案對比

然而長距離的傳輸給前后的兼容性帶來了新的挑戰,如何綜合考慮供電能力,防爆要求,穩定性,作為中間的紐帶,不得不說是至關重要的。

如何保證煤礦行業系統電源運行安全可靠?3.jpg

圖3 煤礦系統電源關鍵指標解析&專用產品推薦

煤礦行業對電源的需求

1、避免錯接誤操作,減輕整體重量

煤礦系統前端供電通常電壓有127VAC,380VAC,660VAC,1140VAC,+10%/-25%的偏差。舊設備有些是36VAC或220VAC。127VAC通常用于礦用照明系統。這些電壓需要拉到危險區中,所以需要一個隔爆兼本安電源箱進行隔爆設計,然后輸出本安電源,才能給礦下設備供電。

以前的方案都是直接用工頻變壓器降壓到220VAC,然后用機殼電源進行隔離和降壓。為了兼容多種電壓,行業有多抽頭的方案,多抽頭方案本身存在接錯線的風險,且工頻變壓器較重,進而導致整機重量加重,不利于安裝、維護,并且會導致成本增加。近幾年才有PVA這樣的兼容多電壓范圍的高頻方案出現。

2、滿足火花實驗、低啟動電流

由于煤礦設備對應用環境的安全性要求特別高,設備需要滿足GB3836系列的標準,主要是GB3836.4,而且需要滿足標準的火花實驗。本安電路是非常靈敏的限流限壓限能量電路,對其后端的電容和電感是有管控的,不能過大。正是由于本安電路的靈敏保護,才能滿足標準的火花實驗,但也導致了后端的用電設備的啟動電流不能過大,否則很容易觸發這個保護,于是有了緩啟動模塊。而后端的用電設備通常需要長距離傳輸,所以低功耗,低啟動電流,高效率就成了必要的指標了。

總結展望

在保證安全的前提下,如何探索煤礦行業的新應用,利用先進的電子技術,開發更優秀的產品,讓設備更輕便,讓用戶更便捷安裝,減少接錯線的可能,讓工程師快速匹配本安供電和用電的應用,讓產品管理和升級更輕松,成為了作為紐帶的電源模塊的重大使命。金升陽愿與煤礦行業共同探索,推陳出新,與煤礦行業共同發展。

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