井下高压线路的控制和保护电源与系统电源为同一个电源。当高压供电系统出现故障时，容易引起供电保护设备误动、拒动、甚至造成井下大面积停电，引发供电安全事故,安装使用矿用隔爆兼本安型锂离子蓄电池电源后，提升了井下高压供电设备防晃闪功能，确保了安全供电 。
一、可行性研究
（一）后备电源应用的优势。
项目采用的技术原理和分析
矿用隔爆兼本安型锂离子蓄电池电源是集锂离子蓄电池、电池管理BMS系统、充电单元、电源变换模块、电源输入电路、输出单元和本安通信模块为一体的电源设备。本电源适应于煤矿井下（有瓦斯、无瓦斯）、粉尘等爆炸危险环境中，设备为智能化工作，具备对锂离子蓄电池的实时管理、检测及参数显示等功能，具有多台使用过程中相互通信、及数据传送的功能。具备对电源中蓄电池故障、充电系统故障等所有故障进行监测和报警的功能，具备全中文液晶显示功能。
（二）本安通信功能，可以实现运行数据实时向井上或上级调度中心传输；
（三）长延时后备时间，根据负载设备容量，其后备时间长达6~10小时；
（四）一套系统可以配置两套蓄电池电源装置，成倍延长后备时间。且两套蓄电池电源装置采用专利控制技术，无需并联使用，一主一备，冗余备用。
（五）系统具有多种保护功能：蓄电池过充保护、蓄电池过放保护、短路保护、过流保护、蓄电池温度保护。
二、项目研究的主要内容
（一）井下高压供电设备未使用后备电源前
1、未使用后备电源前高压线路的控制和保护电源与系统电源为同一个电源。当高压供电系统出现故障时，容易引起供电保护设备误动。
2、当地面出现雷雨天气时，供电线路出现防晃闪时，出现跳闸造成大面积停电，给矿井供电带来不安全因数。
（二）井下高压供电设备使用后备电源后
1、当交流停电时，蓄电池组通过放电为外部负载提供电源。额定放电电流值为30A，当外部负载电流超过40A时，触发放电过流保护动作，BMS系统切断输出回路，停止放电，并发出告警，同时将告警信息传送至上级调度系统。当外部负载电流恢复到40A以下时，BMS系统自动接通放电回路，重新为外部负载提供电源。电流的测量误差不大于±2%。
2、后备电源给控制及保护供电，当供电线路出现防晃闪时，保护器能够及时保护防晃闪，防止出现跳闸事故发生。
3、使用后备电源后，长延时后备时间，根据负载设备容量，其后备时间长达6~10小时。
（三）后备电源工作原理
本电源由34只60Ah磷酸铁锂锂离子电池、BMS电池管理系统（含报警及显示功能）、隔离变压器、电源输入输出单元、充电模块、电源变换模块、本安通信模块、本安通信电源等组成。
如图4所示，34节60Ah磷酸铁锂蓄电池串联组成110V/60Ah电池组，在BMS锂离子蓄电池管理系统的控制下实现充电、放电、数据采集、数据显示、故障告警及数据上传。同时BMS系统还承担各类与蓄电池有关的保护功能。
将井下～1140、～660V三相交流电源通过接线腔接入本设备内部，经过隔离变压器变换为充电模块所需的AC380V电源。充电模块的充电方式分为恒流、恒压方式。充电程序按照磷酸铁锂离子电池的特点并在设定的电流条件下为电池充电。在充电状态下，当充电电流大于最大允许充电电流时，自动切断充电回路，并发出告警，同时将告警信息传送至上级调度系统。
当交流停电时，蓄电池组通过放电为外部负载提供电源。额定放电电流值为30A，当外部负载电流超过40A时，触发放电过流保护动作，BMS系统切断输出回路，停止放电，并发出告警，同时将告警信息传送至上级调度系统。当外部负载电流恢复到40A以下时，BMS系统自动接通放电回路，重新为外部负载提供电源。电流的测量误差不大于±2%。34只温度传感器安装在蓄电池腔中，实时检测每只电池的温度，并将数据传送至BMS管理系统并实时显示。当电池温度高于60℃时电池管理系统会自动切断电池的充、放电回路，系统告警并上传告警数据。当蓄电池温度低于60℃后，BMS系统自动恢复充放电回路，重新为外部负载提供电源。温度的测量误差不大于±2℃。
BMS管理系统实时检测各单体电池的电压及充电、放电电流，确保每只电池均在允许的工作电压和电流范围内工作，并显示电池组的剩余容量。
单体电池电压的测量误差不大于5‰，蓄电池容量测量误差不大于5%。
后备电源操作
上述介绍了电源箱内部结构和布置。检查完内部无问题。关上防爆门总开关旋转手柄上的箭头对准“运行”后，可以进线送电操作。
具体步骤送电：
a、合上上级交流电源开关，交流电源输入到电源箱内部；
b、按下“交流进线”按钮，对应指示灯亮；
c、按下“蓄电池投退”按钮，对应指示灯亮，蓄电池充放电回路接通；
d、按下“输出开关1~N”按钮，电源箱内部电源输出到外部用电设备；
9）、在交流供电正常时，电源箱输出的电源由电源变换模块提供，只有在交流停电时蓄电池才通过放电向外部输出电源。
三、实际应用效果
此装置在主焦煤矿井下变电所投用，运行良好，实现了煤矿井下控制和保护电源、后备电源向隔爆型、大容量、高安全性、高可靠性的飞跃，为井下供电、安全监测监控的智能化、网络化发展提供了电源保障，是未来井下电源技术发展的方向。
四、推广应用的前景和意义
通过该项目的实施，大大保证了矿井的安全供电，同时，当井下高爆开关跳闸时，能够保证不间断保护装置电源，从而判断跳闸原因，有利于搞好事故分析，同时，又保证了高爆开关控制电源的稳定性，彻底改变井下高爆开关供电不可靠的历史，具有较大的社会效益。