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1、 4 矿用电源及备用电源矿用电源及备用电源 电电源源是是矿矿井井监监控控系系统统（含含甲甲烷烷断断电电仪仪、甲甲烷烷风风电电闭闭锁锁装装置置）的的重重要要设设备备之之一一。矿矿用用电电源源（指指矿矿井井监监控控系系统统电电源源、甲甲烷烷断断电电仪仪电电源源、甲甲烷烷风风电电闭闭锁锁电电源源，以以下下同同）除除向向分分站站、传传感感器器、声声光光报报警警器器、断断电电器器等等提提供供本本质质安安全全防防爆爆直直流流电电源源外外，还还必必须须保保证证井井下下交交流流电电网网停停电电后后，维维持持系系统统正正常常工工作作时时间间不不少少于于2小小时时。因因此此，矿矿井井监监控控系系统统电电源源除除将
2、将交交流流电电转转换换成成本本质质安安全全防防爆爆直直流流电源外，还有备用电池。电源外，还有备用电池。4.1 矿用电源的特点及主要技术指标矿用电源的特点及主要技术指标 由由于于煤煤矿矿井井下下具具有有甲甲烷烷等等易易燃燃、易易爆爆性性气气体体，硫硫化化氢氢等等腐腐蚀蚀性性气气体体，环环境境潮潮湿湿，有有淋淋水水，有有矿矿尘尘，电电网网电电压压波波动动范范围围大大（75%75%110%110%），空空间间狭狭小小，工工作作场场所所分分散散。因因此此，矿矿井井监监控控系系统统电电源源同同一一般般直直流流电电源源相相比比具具有有如如下下特点：特点：1）本质安全型防爆输出）本质安全型防爆输出。煤矿井下
3、具有甲烷、一氧。煤矿井下具有甲烷、一氧化碳等易燃易爆性气体和煤尘，为防止电气设备的危险化碳等易燃易爆性气体和煤尘，为防止电气设备的危险温度和电火花引起瓦斯和煤尘爆炸，用于煤矿井下爆炸温度和电火花引起瓦斯和煤尘爆炸，用于煤矿井下爆炸性环境的电气设备必须是防爆型电气设备。由于本质安性环境的电气设备必须是防爆型电气设备。由于本质安全型防爆电气设备具有体积小、重量轻、成本低，特别全型防爆电气设备具有体积小、重量轻、成本低，特别当电缆发生故障所产生的电火花，能量很低，不会引爆当电缆发生故障所产生的电火花，能量很低，不会引爆井下爆炸性气体混合物等优点。因此，矿井监控设备应井下爆炸性气体混合物等优点。因此，
4、矿井监控设备应优先采用本质安全型或本质安全型其他防爆型式的复合优先采用本质安全型或本质安全型其他防爆型式的复合型。特别是当甲烷超限时，断电控制区域的矿井安全监型。特别是当甲烷超限时，断电控制区域的矿井安全监控设备必须为本质安全型，以保证当甲烷超限时，监控控设备必须为本质安全型，以保证当甲烷超限时，监控设备连续工作。因此，矿井监控系统电源必须为本质安设备连续工作。因此，矿井监控系统电源必须为本质安全型输出。由于矿井监控系统电源需从井下交流电网获全型输出。由于矿井监控系统电源需从井下交流电网获取能量，而交流电网的引入难以使矿井监控系统电源制取能量，而交流电网的引入难以使矿井监控系统电源制做成单一本
5、质安全型。因此，矿井监控系统电源一般为做成单一本质安全型。因此，矿井监控系统电源一般为隔爆兼本质安全型或浇封兼本质安全型。隔爆兼本质安全型或浇封兼本质安全型。2）电电网网电电压压波波动动适适应应能能力力强强。采采煤煤机机、掘掘进进机机、输输送送机机等等井井下下电电气气设设备备功功率率大大，直直接接启启动动，频频繁繁启启动动，供供电电距距离离远远等等造造成成了了井井下下交交流流电电网网电电压压波波动动范范围围大大（75%75%110%110%）。因因此此，要要求求矿矿用用电电源源电电网网电电压压波波动动适适应应能能力力强强，在在75%75%110%110%的额定电压范围内正常工作。的额定电压范围
6、内正常工作。3）效效率率高高、体体积积小小、重重量量轻轻。井井下下空空间间狭狭小小。因因此此，要要求求矿矿用用电电源源体体积积小小，重重量量轻轻。矿矿用用电电源源电电网网电电压压波波动动范范围围大大，负负载载变变化化大大，为为减减小小矿矿用用电电源源的的体体积积和和重重量量，就就必必须须提提高高电电源源效效率率，减减小小散散热热片片面面积积。因因为为散散热热片片体体积积的的增增大大，还还会会进进一一步步导导致致隔隔爆爆外外壳壳体体积积的的增增大大和和重重量量的的增加。增加。4）保保护护功功能能强强。矿矿用用电电源源工工作作在在环环境境恶恶劣劣的的煤煤矿矿井井下下，井井下下潮潮湿湿，有有淋淋水水
7、和和矿矿尘尘，顶顶板板垮垮落落，机机械械碰碰撞撞等等，这这些些会会造造成成负负载载或或电电缆缆短短路路。因因此此，矿矿用用电电源源要要有有短短路路保保护护，过流保护等功能，同时要防潮、防水、防尘、防霉、防腐。过流保护等功能，同时要防潮、防水、防尘、防霉、防腐。5）输输入入电电压压范范围围宽宽。煤煤矿矿井井下下交交流流电电网网电电压压等等级级较较多多。36v、127v、380v、660v、1140v、3300v等等，矿矿用用电电源源的的输输入入电电压压一一般般选选36v、127v、380v和和660v，还还应应兼兼顾顾地地面面的的220v。因此，要求矿用电源输入电压范围宽。因此，要求矿用电源输入
8、电压范围宽。4.1.1矿用电源的主要技术指标矿用电源的主要技术指标 矿矿用用电电源源的的主主要要技技术术指指标标有有额额定定输输入入电电压压、允允许许输输入入电电压压范范围围、额额定定输输出出电电压压、输输出出电电压压范范围围、最最大大输输出出电电压压、额额定定输输出出电电流流、最最大大输输出出电电流流、稳稳定定系系数数、电电压压调调整整率率、电电流流调调整整率率、输输出出电电阻阻（内内阻阻）、最最大大纹纹波波电电压压、纹纹波波系系数数。其其中中最最大大输输出出电电压压、最最大大输输出出电电流流是是本本质质安安全全防防爆爆电电源源的的必必备备安全系数。安全系数。1）额额定定输输入入电电压压U1
9、是是矿矿用用电电源源标标称称输输入入电电压压，如如：36v、127v、220v、380v等。等。2）允允许许输输入入电电压压范范围围是是矿矿用用电电源源允允许许输输入入电电压压范范围围，通通常常用用额额定定输输入入电电压压的的百百分分比比表表示示（如如：75%110%U1），也也可可用用允允许许输输入入电电压压的的上上限限和和下下限限表表示示（如如95V140V）。当当输输入入电电压压超超出出输输入入电电压压范范围围，电电源源将将损损坏坏或或工工作作不不正正常常，或或失去防爆性能。失去防爆性能。3）额额定定输输出出电电压压是是矿矿用用电电源源标标称称输输出出电电压压，如如：5v、6v、9v、1
10、2v、15v、18v、24v等。等。4）输输出出电电压压范范围围是是矿矿用用电电源源在在规规定定的的输输入入电电压压范范围围内内和和输输出出电电流流不不大大于于额额定定输输出出电电流流的的情情况况下下，输输出出电电压压变变化化范范围围。输输出出电电压压的的变变化化范范围围可可以以用用输输出出电电压压的的上上、下下限限表表示示，如如：4.75V4.75V5.25V5.25V表表示示，也也可可以以用用额额定定输输出出电电压压的的相相对对值值来表示，如：来表示，如：5%5%。5）最最大大输输出出电电压压是是指指矿矿用用电电源源在在开开路路等等情情况况下下所所能能输输出出的的最最大大电电压压。这这是是
11、本本质质安安全全型型防防爆爆电电源源的的一一个个重重要要指指标标。若若矿矿用用电电源源的的输输出出电电压压大大于于最最大大输输出出电电压压，将将无无法法保保证证电电源的防爆性能，源的防爆性能，这这种种电电源源严严禁在井下爆炸性禁在井下爆炸性环环境中使用。境中使用。6）额额定定输输出出电电流流是是矿矿用用电电源源的的标标称称电电流流。当当输输出出电电流流不不大大于于额额定定输输出出电电流流，输输入入电电压压不不超超过过允允许许输输入入电电压压范范围围时时，电电源源的的防防爆爆性性能能和和输输出出电电压压范范围围均均可可得得到到保保证证。当当电电源源的的输输出出电电流流大大于于额额定定输输出出电电
12、流流时时，电电源源的的一一些些技技术指标将难以保证，但防爆性能必须保证。术指标将难以保证，但防爆性能必须保证。7)最最大大输输出出电电流流是是指指矿矿用用电电源源在在短短路路等等情情况况所所能能输输出出的的最最大大电电流流。这这是是本本质质安安全全防防爆爆电电源源的的一一个个重重要要指指标标。若若矿矿用用电电源源的的输输出出电电流流大大于于最最大大输输出出电电流流，将将无无法法保保证证电电源的防爆性能，这种电源严禁在井下爆炸性环境中使用。源的防爆性能，这种电源严禁在井下爆炸性环境中使用。8)稳稳定定系系数数是是指指输输入入交交流流电电压压变变化化Vi所所引引起起的的输输出出直直流流变变化化Vo
13、的的变变化化量量。稳稳压压系系数数越越小小，说说明明输输出出越越稳稳定定。稳稳压压系系数数又又分分为为绝绝对对稳稳压压系系数数和和相相对对稳稳压压系系数数两两种种。绝绝对对稳稳压压系系数数是是指指当当负负载载不不变变（Io=0）环环境境温温度度不不变变（T=0），而而输输入入交交流流电电压压变变化化时时，稳稳压压电电源源输输出出直直流流电电压压变变化化量量Vo与与输输入入交交流流电电压压变变化化量量Vi之之比比，即即：K=Vo/Vi。相相对对稳稳压压系系数数是是指指当当负负载载不不变变（Io=0），环环境境温温度度不不变变（T=0），交交流流输输入入电电压压相相对对变变化化V/V所所引引起起的
14、的输输出出直直流流电电压压相相对对变变化化Vo/Vo的的比比值，即：值，即：S=（Vo/Vo）/（V/V）。）。9)电电压压调调整整率率是是指指负负载载为为额额定定负负载载时时，输输入入交交流流电电压压在在额额定定值值上上下下变变化化10%时时，稳稳压压电电源源输输出出电电压压的的相相对对变变化化量量SV=（Vo/Vo）100%。10)电电流流调调整整率率是是指指在在额额定定交交流流输输入入电电压压条条件件下下，负负载载电电流流从从零零变变化化到到额额定定输输出出电电流流值值时时，输输出出电电压压变变化化V0与与输输出出额额定定电电压压V0的的比比值值Si=（Vo/Vo）100%。Si反反映映
15、了了电电源源对对负负载电流变化的适应能力，载电流变化的适应能力，Si越小越好。越小越好。11)输输出出电电阻阻（内内阻阻）是是指指在在额额定定输输入入电电压压（Vi=0）情情况况下下，负负 载载 电电 流流 变变 化化 I0所所 引引 起起 的的 输输 出出 电电 压压 变变 化化 V0，R0=|V0/I0|。R0越小越好。越小越好。12)纹纹波波电电压压是是指指在在额额定定输输出出电电压压、额额定定输输出出电电流流、额额定定输输入入电电压压情情况况下下，输输出出交交流流分分量量电电压压的的绝绝对对值值大大小小，通常用峰值或有效值表示。通常用峰值或有效值表示。13)纹纹波波系系数数是是指指在在
16、额额定定输输出出电电压压、额额定定输输出出电电流流、额额定定输输入入电电压压情情况况下下，输输出出纹纹波波电电压压的的有有效效值值VNms与与输输出出直流电压直流电压V0的比值。的比值。4.2 矿用备用电源矿用备用电源 为为保保证证井井下下交交流流电电网网停停电电后后，安安全全监监控控设设备备的的正正常常工工作作，矿矿井井监监控控设设备备必必须须配配备备备备用用电电源源，并并保保证证维维持持正正常常工工作作时时间间不不小小于于2 2小小时时。由由于于矿矿井井监监控控的的特特殊殊性性，矿矿用用备用电源同一般备用电源相比具有如下特点：备用电源同一般备用电源相比具有如下特点：1 1）应采用蓄电池）应
17、采用蓄电池 备备用用电电源源有有蓄蓄电电池池、原原电电池池、贮贮备备电电池池和和燃燃料料电电池池。由由于于要要求求备备用用电电源源至至少少维维持持2 2小小时时的的正正常常工工作作，并并且且输输出出功率功率较较大。大。2 2）蓄电池应采用连续浮充制）蓄电池应采用连续浮充制 蓄电池可工作在循环充放电制、定期浮充制和浮充制。蓄电池可工作在循环充放电制、定期浮充制和浮充制。循循环环充充放放电电制制一一般般用用于于移移动动、便便携携式式蓄蓄电电池池，如如：蓄蓄电电池池电电机机车车、矿矿灯灯、便便携携式式甲甲烷烷检检测测报报警警仪仪和和便便携携式式工工具具等等。若若用用于于固固定定式式蓄蓄电电池池需需有
18、有两两组组，一一组组工工作作（放放电电），一一组组备备用用（充充电电或或待待机机）。该该种种工工作作方方式式输输出出直直流流中中无脉冲交流成分，线路简单。无脉冲交流成分，线路简单。连连续续浮浮充充制制（又又称称全全浮浮充充制制）是是将将蓄蓄电电池池始始终终并并接接在在负负载载回回路路上上，负负载载所所需需的的能能量量主主要要由由整整流流电电路路提提供供，整整流流电电路路同同时时向向蓄蓄电电池池小小电电流流充充电电。当当电电网网停停电电或或整整流流电电路路输输出出电电压压低低于于蓄蓄电电池池电电压压时时，蓄蓄电电池池向向负负载载放放电电。不不难难看看出出，蓄蓄电电池池具具有有平平滑滑输输出出电电
19、压压的的功功能能。连连续续浮浮充充制制可可保保证证连连续续供供电电，但但不不能能保保证证蓄蓄电电池池的的充充满满和和放放净净。因因此此，镉镉镍镍等等具具有有记记忆忆效效应应的的蓄蓄电电池池不不宜宜采采用用连连续续浮浮充充制，否则会降低蓄电池的使用寿命。制，否则会降低蓄电池的使用寿命。定定期期浮浮充充制制（又又称称半半浮浮充充制制）是是部部分分时时间间由由整整流流设设备备供供电电，并并对对蓄蓄电电池池充充电电，部部分分时时间间由由蓄蓄电电池池供供电电。该该种种方方法法难难以以保保证证当当电电网网停停电电后后维维持持2 2小小时时正正常常供供电电的的要要求求，例例如如当当蓄蓄电电池池供供电电阶阶段
20、段结结束束时时，恰恰好好遇遇到到井井下下停停电电，由由于蓄电池已放净。因此，不能继续向负载供电。于蓄电池已放净。因此，不能继续向负载供电。不不难难看看出出，为为保保证证井井下下交交流流电电网网停停电电后后，蓄蓄电电池池供供电电时时间间不不少少于于2 2小小时时，矿矿用用备备用用电电源源的的蓄蓄电电池池应应采采用用连连续续浮充制。浮充制。备备用用电电源源要要与与主主电电路路共共用用输输出出限限压压（稳稳压压）和和限限流流（恒恒流）电路。流）电路。为为保保证证备备用用电电池池的的本本质质安安全全防防爆爆性性能能，蓄蓄电电池池不不能能直直接接向向负负载载供供电电，必必须须经经过过双双重重或或多多重重
21、限限压压（稳稳压压）和和限限流流（恒恒流流）保保护护。而而主主电电路路也也必必须须具具备备双双重重或或多多重重限限压压（稳稳压压）和和限限流流（恒恒流流）保保护护。为为避避免免电电路路的的重重复复设设置置，减减小小体体积积和和重重量量，降降低低成成本本，提提高高效效率率，备备用用电电源源输输出出的的双双重重化化和和多多重重化化的的限限压压（稳稳压压）和和限限流流（恒恒流流）电电路路要要与与主主电电路路的的双双重重化化和和多重化的限压（稳压）和限流（恒流）电路共用。多重化的限压（稳压）和限流（恒流）电路共用。3）蓄电池要全密封免维护）蓄电池要全密封免维护 矿矿用用备备用用电电源源蓄蓄电电池池一一
22、般般置置于于隔隔爆爆腔腔内内。为为防防止止电电解解液液泄泄漏漏，破破坏坏隔隔爆爆外外壳壳的的防防爆爆性性能能，矿矿用用备备用用电电源源蓄蓄电电池池要要全全密密封封。置置于于隔隔爆爆外外壳壳内内的的电电气气设设备备维维护护比比较较困困难难。因因此此，矿矿用用备备用用电电源源蓄蓄电电池池要要免免维维护护。电电路路的的体体积积增增大大，会会要要求求较较大大的的隔隔爆爆外外壳壳，大大大大增增加加设设备备重重量量。因因此此，矿矿用用备备用用电电源源的的蓄蓄电池要体积小、重量轻。电池要体积小、重量轻。4）蓄电池无记忆效应）蓄电池无记忆效应 由由于于矿矿用用备备用用电电源源蓄蓄电电池池应应采采用用连连续续浮
23、浮充充制制。因因此此，其其蓄蓄电电池池应应无无记记忆忆效效应应，以以防防止止蓄蓄电电池池容容量量的的迅迅速速下下降降和和使使用用寿命的降低。寿命的降低。1、主要技术指标、主要技术指标 蓄蓄电电池池的的技技术术指指标标是是选选择择蓄蓄电电池池的的重重要要依依据据。蓄蓄电电池池的的主主要要技技术术指指标标有有电电动动势势、开开路路电电压压、工工作作电电压压、容容量量、内内阻阻、自放电率、比能量、比功率和寿命等。自放电率、比能量、比功率和寿命等。1）电动势）电动势 电电动动势势是是电电池池在在理理论论上上输输出出能能量量大大小小的的量量度度之之一一。如如果果其其他他条条件件相相同同，电电动动势势愈愈
24、高高的的电电池池，理理论论上上能能输输出出的的能能量量就就愈愈大大，使使用用价价值值就就愈愈高高。电电池池的的电电动动势势等等于于组组成成电电池池的的两两个个电极的平衡电势之差。电极的平衡电势之差。2）开路电压与工作电压）开路电压与工作电压 电电池池在在开开路路状状态态下下的的端端电电压压称称为为开开路路电电压压。电电池池的的开开路路电压在数值上接近电池的电动势。电压在数值上接近电池的电动势。工工作作电电压压指指电电池池接接通通负负荷荷后后在在放放电电过过程程中中显显示示的的电电压压，又又称称负负荷荷（载载）电电压压或或放放电电电电压压。在在电电池池放放电电初初始始的的工工作作电电压称为初始电
25、压。压称为初始电压。电电池池在在接接通通负负荷荷后后，由由于于电电池池内内阻阻等等，电电池池的的工工作作电电压压低低于于开开路路电电压压。电电池池的的放放电电电电压压随随放放电电时时间间的的平平稳稳性性表表示示电电压精度的高低。压精度的高低。3）容量）容量 电电池池在在一一定定放放电电条条件件下下所所能能给给出出的的电电量量称称电电池池的的容容量量，以以符符号号C表表示示。常常用用单单位位为为安安培培小小时时，简简称称安安时时（Ah）或或毫安时（毫安时（mAh）。电池的容量可分为理论容量、额定容量）。电池的容量可分为理论容量、额定容量.4）内阻）内阻 电电池池的的内内阻阻表表示示电电流流通通过
26、过电电池池内内部部时时引引起起输输出出电电压压变变化化的的程程度度。电电池池的的内内阻阻不不是是常常数数，在在放放电电过过程程中中随随时时间间而而变变化化，因因为为活活性性物物质质的的组组成成、电电解解液液浓浓度度和和温温度度都都在在放放电电过程中不断地变化。过程中不断地变化。电电池池内内阻阻包包括括欧欧姆姆内内阻阻和和极极化化内内阻阻，两两者者之之和和为为电电池池的的全全内内阻阻。其其中中欧欧姆姆内内阻阻遵遵守守欧欧姆姆定定律律，极极化化内内阻阻随随电电流流密密度度的的增增大大而而增增大大，但但不不是是线线性性变变化化，常常随随电电流流密密度度的的对对数增大而增大。数增大而增大。5）自放电）
27、自放电 电池的自放电是指电池在存贮期间容量降低的现象。电池的自放电是指电池在存贮期间容量降低的现象。6）比能量与比功率）比能量与比功率 电电池池的的能能量量是是指指在在一一定定放放电电制制度度下下，电电池池所所能能给给出出的的电电能能，通通常常用用瓦瓦小小时时（Wh）表表示示电电池池的的能能量量。可可分分为为理理论论能能量量和和实实际际能能量量。理理论论能能量量是是理理论论容容量量与与电电动动势势的的乘乘积积，实实际际能能量量是是实实际际容容量量与与平平均均工工作作电电压压的的乘乘积积。通通常常用用比比能能量量来来比比较较不不同同的的电电池池系系列列。比比能能量量是是电电池池单单位位质质量量或
28、或单单位位体体积积所所能能输输出出的的电电能能，同同样样有有理理论论比比能能量量和和实际比能量之分。实际比能量之分。7）寿命）寿命 在在规规定定条条件件下下，蓄蓄电电池池的的有有效效寿寿命命期期限限称称为为该该蓄蓄电电池池的的使使用用寿寿命命。电电池池的的使使用用寿寿命命可可分分为为循循环环寿寿命命和和浮浮充充寿寿命命。蓄蓄电电池池的的容容量量减减小小到到规规定定值值以以前前，蓄蓄电电池池的的充充放放电电循循环环次次数数称称为为循循环环寿寿命命。在在正正常常工工作作条条件件下下，蓄蓄电电池池浮浮充充供供电电的的时时间间称称为为浮浮充充寿寿命。命。2、蓄电池简介、蓄电池简介1)铅酸蓄电池铅酸蓄电
29、池 铅铅酸酸蓄蓄电电池池制制造造工工艺艺简简单单，价价格格便便宜宜，容容量量大大，可可大大电电流流放放电电，无无记记忆忆效效应应。近近年年来来使使用用的的全全密密封封免免维维护护铅铅酸酸蓄蓄电电池池特特别别适适用用于于井井下下长长时时间间无无人人看看守守的的场场合合。铅铅酸酸蓄蓄电电池池对对充充放放电电电电路路要要求求不不高高，只只要要求求充充电电时时稳稳压压限限流流，不不放放电电即即可可，因因此此可可简简化化充充放放电电电电路路。由由于于铅铅酸酸蓄蓄电电池池的的比比能能量量不不是是很很高高，因因此此相相对对同同容容量量的的镉镉镍镍、镍镍氢氢、锂锂等等蓄蓄电电池池体体积积及及重重量量较较大大。
30、总总之之，铅铅酸酸蓄蓄电电池池可可用用做做矿用备用电源。矿用备用电源。2)镉镍蓄电池镉镍蓄电池 镉镉镍镍蓄蓄电电池池有有多多种种形形式式，如如袋袋式式、开开口口烧烧结结式式、密密封式等。封式等。镉镉镍镍蓄蓄电电池池最最大大的的缺缺点点是是存存在在记记忆忆效效应应。如如果果应应用用于于地地面面普普通通场场合合，如如手手机机电电池池等等，可可采采用用先先放放电电再再充充电电的的方方法法，克克服服记记忆忆效效应应。但但在在矿矿井井监监控控系系统统中中，要要求求不不间间断断供供电电，如如仍仍采采用用先先放放电电再再充充电电的的方方法法就就有有可可能能出出现现在在电电池池充充电电前前的的被被动动放放电电
31、过过程程中中，需需要要电电池池给给外外电电路路供供电电时时，这这就就不不能能保保证证系系统统的的不不间间断断供供电电。矿矿用用备备用用电电源源的的蓄蓄电电池池应应在在连连续续浮浮充充状状态态下下运运行行，由由于于每每次次外外部部电电源源故故障障持持续续时时间间是是很很短短的的，一一般般都都不不能能使使蓄蓄电电池池完完全全放放电电，电电池池总总是是处处于于不不完完全全放放电电状状态态。因因此此在在记记忆忆效效应应作作用用下下，工工作作一一段段时时间间后后即即出出现现“一一充充就就满满，一一放放就就完完”的的现现象象，电电池池的的实实际际使使用用容容量量急急剧剧下下降降，因因此此，矿矿用用备备用用
32、电电源源的的蓄蓄电电池不宜采用池不宜采用镉镍镉镍蓄蓄电电池。池。3)镍氢蓄电池镍氢蓄电池 镍镍氢氢蓄蓄电电池池基基本本特特性性与与镉镉镍镍电电池池类类似似，但但比比能能量量更更高高，且且没没有有记记忆忆效效应应。负负极极为为储储氢氢合合金金，且且电电池池本本身身具具有有防防爆爆装装置置，国国内内外外产产品品相相对对成成熟熟。镍镍氢氢蓄蓄电电池池对对充充放放电电电电路路要要求求较较高高。在在充充电电时时，镍镍氢氢电电池池的的温温度度较较高高，尤尤其其是是在在过过充充电电时时，内内部部温温度度急急剧剧上上升升，可可能能使使电电池池冒冒气气。因因此此要要求求充充电电电电路路具具有有计计算算电电池池电
33、电压压变变化化曲曲线线斜斜率率的的功功能能，准准确确判判断断充充电电时时电电压压拐拐点点的的出出现现，改改变变充充电电状状态态。同同时时要要求求在在电电池池组组中中装装入入温温度度开开关关，防防止止电电池池温温度度过过高高，影影响响防防爆爆性性能能。镍镍氢氢蓄蓄电电池池的的价价格格相相对对较较贵贵，且且单单位位容容量量越越高高，价价格格增增加加越越大大。总总之之，镍镍氢氢电电池池无无记记忆忆效效应应，经经过过严严格格控控制制充充放放电电过过程程，可可避免避免氢氢气的析出，可用于气的析出，可用于矿矿用用备备用用电电源。源。4)锂离子蓄电池锂离子蓄电池 锂锂离离子子蓄蓄电电池池体体积积小小，重重量
34、量轻轻，比比能能量量高高，性性能能好好，无无记记忆忆效效应应，但但价价格格较较镍镍氢氢蓄蓄电电池池更更贵贵（约约2 2倍倍以以上上）。锂锂离离子子电电池池目目前前的的容容量量较较小小，最最大大为为2000mAh2000mAh。锂锂离离子子蓄蓄电电池池对对充充放放电电电电路路要要求求也也很很高高，过过充充电电不不但但会会导导致致锂锂离离子子电电池池的的永永久久性性损损坏坏，而而且且会会在在阴阴极极析析出出金金属属锂锂，若若遇遇高高温温或或内内部部短短路路，就就会会发发生生爆爆炸炸。在在过过放放电电时时，电电解解液液将将被被分分解解，电电池池内内压压力力上上升升。在在电电池池组组内内部部需需增增加
35、加检检测测过过充充电电与与过过放放电电的的集集成成电电路路。因因此此，锂锂离离子子蓄蓄电电池池可可用用于于矿用备用电源。矿用备用电源。3、矿用备用电源与矿用电源的连接方式、矿用备用电源与矿用电源的连接方式 矿矿用用备备用用电电源源与与矿矿用用电电源源的的连连接接可可分分为为矿矿用用备备用用电电源源与与矿矿用用电电源源相相互互独独立立的的连连接接方方法法和和矿矿用用备备用用电电源源与与矿矿用用电电源源一一体体化化的的连连接方法。接方法。矿用备用电源与矿用电源相互独立的连接方法矿用备用电源与矿用电源相互独立的连接方法 为为保保证证矿矿用用电电源源的的本本质质安安全全防防爆爆性性能能，相相互互独独立
36、立的的矿矿用用备备用用电源与矿用电源的连接方式如图所示。电源与矿用电源的连接方式如图所示。1)矿用备用电源接矿用电源的交流输入端矿用备用电源接矿用电源的交流输入端 矿矿用用备备用用电电源源接接矿矿用用电电源源的的交交流流输输入入端端的的连连接接方方式式如如图图所所示示，在在该该种种连连接接方方式式中中，矿矿用用备备用用电电源源为为隔隔爆爆型型或或浇浇封封型型等等非非本本质质安安全全型型。矿矿用用备备用用电电源源的的内内部部电电路路为为普普通通UPSUPS电电路路。当当交交流流电电网网有有电电时时，矿矿用用备备用用电电源源经经ACDCACDC电电路路向向蓄蓄电电池池充充电电，矿矿用用电电源源的的
37、电电能能主主要要由由交交流流电电网网提提供供。当当电电网网停停电电或或电电压压值值较较低低时时，蓄蓄电电池池经经DCACDCAC电电路路向向矿矿用用本本质质安安全全防防爆爆直直流流电电源源供供电电。该该种种连连接接方方式适合矿用电源与矿用备用电源相互独立的情况。式适合矿用电源与矿用备用电源相互独立的情况。（a）2)矿用备用电源与矿用电源并联矿用备用电源与矿用电源并联 矿矿用用备备用用电电源源与与矿矿用用电电源源并并联联如如图图所所示示，该该种种连连接接方方式式没没有有实实用用价价值值。这这是是因因为为矿矿用用本本质质安安全全防防爆爆备备用用电电源源是是一一个个完完整整的的电电源源，完完全全可可
38、以以替替代代矿矿用用本本质质安安全全防防爆爆电电源源。输输出出并并联联后后，矿矿用用本本质质安安全全防防爆爆电电源源和和矿矿用用本本质质安安全全防防爆爆备备用用电电源源的的最最大大输输出出电电流流之之和和不不得得引引起起爆爆炸炸性性混混合合物物燃燃烧烧和和爆爆炸炸。即即：矿矿用用备备用用电电源源和和矿矿用用电源的最大输出电流均减小。电源的最大输出电流均减小。3)矿用备用电源与矿用电源输出并接矿用备用电源与矿用电源输出并接 矿矿用用备备用用电电源源与与矿矿用用电电源源输输出出并并接接方方式式如如图图所所示示。矿矿用用备备用用电电源源为为本本质质安安全全型型防防爆爆，该该种种连连接接方方式式也也没
39、没有有实实用用价价值值。当当交交流流电电网网有有电电时时，矿矿用用电电源源向向负负载载及及矿矿用用备备用用电电源源供供电电，电电网网停停电电或或矿矿用用电电源源输输出出电电压压较较低低时时，矿矿用用备备用用电电源源向向负负载载供供电电。由由于于矿矿用用备备用用电电源源的的并并入入，矿矿用用电电源源的的带带负负载载能能力力下下降降，同同时时为为保保证证本本质质安安全全防防爆爆性性能能，矿矿用用电电源源和和矿矿用用备备用用电电源源的的最最大大输输出出电电流流必必须须很很小，以保证两者之和满足本质安全防爆要求。小，以保证两者之和满足本质安全防爆要求。（d d）（b）（c）4)矿用备用电源接矿用电源输
40、出矿用备用电源接矿用电源输出 矿矿用用备备用用电电源源接接矿矿用用电电源源输输出出的的方方式式如如图图4-14-1（d d）所所示示，矿矿用用备备用用电电源源为为本本质质安安全全防防爆爆型型，当当电电网网有有电电时时，矿矿用用电电源源经经矿矿用用备备用用电电源源向向负负载载供供电电时时，矿矿用用备备用用电电源源蓄蓄电电池池充充电电。当当电电网网停停电电或或输输出出电电压压较较低低时时，矿矿用用备备用用电电源源向向负负载载供供电电。该该种种方方式式的的矿矿用用电电源源与与矿矿用用备备用用电电源源的的双双重重化化（或或多多重重化化）限限流流（恒恒流流）限限压压（恒压）电路重复设置，效率低、成本高、
41、体积大。（恒压）电路重复设置，效率低、成本高、体积大。4矿用备用电源与矿用电源一体化的连接方法矿用备用电源与矿用电源一体化的连接方法 矿矿用用备备用用电电源源与与矿矿用用电电源源一一体体化化，可可共共用用双双重重化化（或或多多重重化化）限限流流（恒恒流流）限限压压（稳稳压压）电电路路和和防防爆爆外外壳壳。因因此此，具具有有体体积积小小、重重量量轻轻、成成本本低低、效效率率高高等等优优点点，矿矿用用备备用用电电源源与与矿矿用用电电源源一一体体化化的的连连接接方方法法如如图图4-24-2所所示示。交交流流电电网网有有电电时时，整整流流滤滤波波电电路路除除经经双双重重化化（或或多多重重化化）限限流流
42、（恒恒流流）限限压压（稳稳压压）电电路路向向负负载载供供电电外外，还还向向蓄蓄电电池池供供电电。当当交交流流电电网网停停电电或或电电压压较较低低时时，蓄蓄电电池池经经双双重重化化（或或多多重重化化）限限流流（恒恒流流）限限压压（稳稳压压）电电路路向向负负载载供供电电。其其中中充充电电电电路路根根据据所所选选用用的的蓄蓄电电池池设设计计，可可以以是是简简单单的的限限流流电电阻阻，也也可可以以是是具具有有电电压压、电电流流调调节节功功能能的的集集成成电电路路芯芯片片。该该种种连连接接方方法法具具有有电电路路简简单单、体体积积小小、重重量量轻轻、效效率率高高，适适用用于于线线性性电电源源和和开开关关电电源源的的优优点点，在在具具有有备备用用电电源源的的矿矿用用电电源源中中应应用用较多。较多。图图4-2蓄电池并接在整流电路输出端的连接方式蓄电池并接在整流电路输出端的连接方式