煤矿科技创新规划
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煤矿科技创新规划范文第1篇
[关键词] 矿井 高压供电网络 区域选择性联锁 短路保护 保护配置策略
中图分类号：TD611 文献标识码：A 文章编号：
1 煤矿井下高压供电网络中存在的问题
在我国煤矿企业安全生产事故中，由矿井供电直接或者间接引发的安全事故不断呈现上升趋势[1]。据相关资料显示，煤尘爆炸与瓦斯等严重危害煤矿的安全事故中，有2/3以上与矿井供电系统问题有关[2]。
煤矿企业安全生产对煤矿井下供电工作提出了较高要求，要求100%安全生产和安全生产零事故[3，4]。当前，多数煤矿企业建矿较早，且多次更新井下采煤设备，由于采矿工作面过度延伸，造成了高压供电网络过多分级，导致了矿井下高压供电系统多发短路现象，继电保护出现越过多级、拒动或者误动跳闸，致使停电事故频繁发生，严重时会威胁到矿井安全生产。通过考察研究我矿井生产的实际情况，发现我矿供电系统的实际结构与煤矿井下巷道的走向和分布有一定关系，在很大程度上影响了煤矿供电系统构建[5]。本文结合图论，统一规划了矿井下的高压供电网络，通过使用网络通讯技术实现煤矿矿井高压供电网络继电保护信息的一致共享，通过开关智能控制器的统一控制及综合判断，实现了煤矿井下供电线路继电之间的保护闭锁，从本质上解决煤矿井下高压供电系统中存在的越级跳闸问题。
2 图论在矿井供电网络中的应用
图论是一种运筹学分支，近年来得到了广泛应用，可以使用图论方法解决电力系统的状态估计、可靠性分析及规划等问题。通常情况下，图论研究抽象图形可以用施工流程、运输系统或者电气图形等形式表示。当前，电力系统设计规划中较多应用的是最小费用流问题、最大流问题、最短路径问题等[6]。
本文结合图论，针对煤矿井井下高压供电网络系统提出了安全可行的网络化供电系统保护策略。主要介绍如下：
⑴在煤矿井下供电系统中使用网络优化技术，实现了多级继电保护装置间的联锁保护；⑵采用矿井供电网络优化与保护配置相互结合的供电线路级数设计策略，尽量将煤矿井下供电线路级数减少到最低；⑶减小供电系统回路中出现的低压误动：通过改变欠电压释保护放回路的低压动作值来实现；⑷以保障选择性为前提，尽可能缩短各保护间的时间级差，即改变过负荷保护、无时限电流速断和限时电流速断间的时间级差，将0. 5s改成100～300ms[7]。
3 智能控制模块的工作原理及构成
本文中所述智能控制模块由光纤耦合器、光纤通信元件及单片机等主要元件构成。其中，单片机成功输入、输出各种信号，通过分析各种信号，发出跳闸或者自锁信号。信号转换工作由光纤耦合器和光纤通信元件共同完成，且网络通信在上、下级之间进行。跳闸信号或系统故障信号的开合都可以由单片机系统的控制开关（I/O）装置的分励线圈回路控制，借此实现跳闸操作。
4 煤矿井下高压供电网络区域的选择性联锁保护
煤矿井下高压供电网络的三级区域选择性保护联锁的基本结构如图2所示，即将一个智能控制模块安装在原有开关装置上，使之配合原有继电保护装置当中的电流速断保护工作，以顺利实现区域选择性的联锁保护。原有电流速断保护的信号回路中串联有该智能控制模块，所以不会改变原有的继电保护装置功能。
图2中所示的各级继电保护装置中动作闭锁功能的原理如下：在各级继电保护装置中的电流速断保护中使用智能控制模块，并对其进行延时闭锁，在各级保护间进行可行的信息传递和通信联络，也就是在发生故障后，智能控制模块能及时接到速断保护信号，在有效延时时间内行联络闭锁通信，将各级保护间的操作时间安排好。如果故障线路上安装的保护装置未能在在规定的延时时间内接到由下级继电保护装置中智能控制模块发过来的闭锁信号，则需要将本保护装置发来的闭锁信号解除，接着由本级保护装置发出的速断保护动作来执行。而系统末端开关装置中所安装的智能控制模块无需延时闭锁。
区域选择性联锁保护优化方案发挥作用的关键是要完成煤矿井下各种智能控制模块的成功通信，对各种智能控制模块控制程序的综合性判断要依据控制模块自身及各级模块传来的信号进行，并发出跳闸或者自锁的控制信号，然后结合硬件和软件，以顺利实现煤矿井下高压供电网络区域的选择性保护联锁功能，依此来解决供电系统中存在的越级跳闸问题[8]。
由以上内容可以看出，当出现线路故障时，可以借助上下级通信信号，安排各级保护装置所具有的速断保护动作，实现保护装置的保护联锁，避免越级跳闸现象的出现以及事故扩大；三级线路可以承受的最大短路能量冲击时间是0.2s，既降低了三级线路所承受的内部应力及较重电动力，又减少了故障电流带来的冲击，因此达到了较好的保护效果[2，5]。
5 结语
综上所述，区域选择性联锁保护方案指将一个智能控制模块安装到原有的矿用开关上，从而与原有速断保护装置配合工作，借此实现
煤矿井下高压供电线路的闭锁保护。该智能控制模块在仅串联在速断保护脱扣信号回路中，不改变保护装置的传统功能。该方案既能降低短路电流对供电网络系统的影响，又能实现工作配合的完全选择性，值得将其应用于煤矿井下高压供电网络中。
参考文献
[1]刘士光. 煤矿井下高压供电系统过电压的分析与预防[J]. 科技创新导报，2013，19：23.
[2]余存泰. 一种区域选择性联锁保护装置的设计[J]. 低压电器，2011，03：18-21.
[3]王光超，史世杰，张根现，邹有明. 煤矿井下高压供电网络优化[J]. 中州煤炭，2011，06：80-81.
[4]高锋. 煤矿井下3.3 kV供电网络漏电故障保护研究[J]. 科学技术与工程，2012，29：7525-7531.
[5]卫小兵. 煤矿井下高压供电系统继电保护配置分析[J]. 科技与企业，2013，13：150.
[6]任宪友. 煤矿井上、下高压供电方式的改造[J]. 电子世界，2013，11：57.
煤矿科技创新规划范文第2篇
[关键词]国进民退产业结构调整资源优化配置国际竞争力经济安全
国进民退现象特指经济发展的逆市场化状态或者趋势,它表现为国有经济在某一产业领域市场份额的扩大,相应民营企业在该领域市场份额的缩小以及政府对经济的过度干预。进入21世纪,国有企业纷纷进行了一系列的私有化改革,希望通过MBO等操作实现国企政府计划向市场主导的转轨。但在21世纪第一个10年接近尾声之时,我国的几个支柱行业却出现了国进民退的逆反现象,一些在业界具有举足轻重地位的大型央企利用其自身的资源、资金以及政策等优势对民营资本大举进攻。金融危机爆发以来,国进民退四个字就经常见诸报端,如国企地王,山西小煤矿面临空前整顿等等,引发了许多专家学者以及百姓的关注。
一、国进民退现象之行业考察
毫无疑问,国进民退已成为一个不争的事实。
1、房地产方面,在金融危机之前国企民企互有进退,然而进入2008年以后许多原先并不是以房地产为主业的大型央企也纷纷涉足,导致民营企业在一次次的地王之战中节节败退。
2、钢铁行业里最大的民营企业之一--日照钢铁也被山东钢铁如愿吞并,这再次告诉人们如今的民营钢铁已经举步维艰,被国企吞并或控股成为家常便饭。与此形成鲜明对比的是,5年前国内钢铁增量的2/3来源于民营钢铁,当时民营资本欣欣向荣的情景已时过境迁。
3、航空业是最早向民营资本开放的垄断行业之一,但现在也面临着民营航空几乎全军覆灭的局面,据称国内12家民营航空公司里只有春秋、吉祥和东海三家盈利,其余均亏损。
4、煤炭行业的国进民退是最引人争议的,2000年后随着煤炭市场持续升温,素有煤海之乡美誉的山西省出台了许多引导民营资本进入煤矿小企业的政策,吸引了温州、福建等地的民营资本大量涌入山西煤炭行业,但资源浪费严重、环境破坏突出、安全事故频发也成为了同时期令人痛心疾首的问题。2009年山西突然出台了一份整顿关闭小煤矿的通知,明确将全省登记的2840多座矿山收归国有。
5、在金融领域,银行信贷投放也对国企和民企歧视性待遇,导致大型国企持有大量银行资金却无处运用而民营企业却因为资金短缺而处境困难。
6、食品行业也一样,中粮收购蒙牛成为中国食品业最大宗国企兼并民营企业的案例。
二、国进民退之动因考量
套用中国国际金融公司总裁朱云来的话来说,国进民退不一定对,但是是客观发展的现象。民企是社会经济的重要组成部分,从长远来看,国进民退对民营企业造成了很大的伤害,甚至可以说是历史的一种倒退。但我们必须认识到,任何事物存在即是合理的,国退民进现象背后一定隐藏着深刻的社会现实需要。这个现实根源在于两方面,一是国家对内产业结构调整、优化资源配置的客观要求二是对外维护经济安全的迫切现实需求。
(一)对内产业结构调整的需要
2010年我国的煤炭行业在2009年整顿、关闭的基础上继续深化产业整合、兼并重组的主题,河南、内蒙、河北和陕西等主要产煤省份可能都将陆续效仿山西模式,对小煤矿进行整合兼并。纵观当前中国能源行业,石油由中石油、中石化、中海油和中化集团四巨头主导,电力系统则由华能集团公司、大唐集团公司、华电集团公司、国电集团公司和电力投资集团公司五大公司控制。只有煤炭行业的股权较为分散,而此次整改大大提高了煤炭行业的集中程度,显示出煤炭行业也将向石油和电力系统靠近的产业发展方向。不难看出,能源行业的寡头格局已经初具规模。
寡头这个词虽然在某些程度上代表着一种逆市场化的不公平竞争行为,但很明显我国能源技术行业业已形成了寡头竞争的发展模式,这种模式对于提高产业集中程度以及调整产业组织结构至关重要。而事实上,大型央企在推进资源扩张上具有得天独厚的优势,所以,以这种规模为代表的国有资本毫无疑问地扮演了寡头角色。
从理论上来说,随着经济的发展和市场竞争的加剧,产业组织在不断地演进,寡头主导,大、中、小共生正在成为产业组织的一般状态(表1)。
以上表格对市场、寡头和垄断组织进行了比较。单纯的市场是以价格机制、供求机制和竞争机制的自动调节来实现的,但我们知道利用市场配置资源是有成本的,而且市场有时也会失灵。垄断是利用组织内部计划进行资源配置进而替代了价格机制,克服了市场配置时产生的较高的交易成本,但其本身也具有较高的内部组织成本。均衡来看,寡头竞争的形式是一个产业保持持久竞争力的重要因素,同时又避免了没有规划的盲目过度竞争。所以,以寡头企业为产业主导,众多中小企业为支撑的竞争动态演进型产业组织是行业的一般状态。在中国,大型国企凭借其雄厚的实力,自然而然地承担起了落在它们肩上的历史使命--寡头竞争中的主角。
在这一轮几个重要行业大洗牌中,大型国企通过横向并购进驻行业,形成一种温和型垄断是有现实原因的。虽然改革开放以后我国产业结构得到了巨大改善,但整体来看还存在着以下问题
第一,企业规模过小,规模经济利用水平低下,国际竞争力较差。2009年世界500强企业里,中国只有43家入选。
第二,中小企业资源配置效益低下。社会资源大量地分散在众多小企业内,但由于它们规模小、技术上处于劣势,只能进行粗放式的低效生产。与世界水平相比,产业集中度偏低,一些需要规模经营的行业涌入了许多效益低的中小企业。以汽车行业为例,根据汽车工业协会的数据,2006年我国上汽、一汽和东风三大汽车集团生产集中度不足47%,远低于同期美国的90%和日本的80%的集中度。
第三,产业趋同现象严重。根据2000年一项数据显示,中部与东部产业结构相似率为93。5%,而中西部的相似率竟高达97。7%。同时,多个省市都把电子、汽车、机械、化工和冶金等列为重点扶持的对象。产业结构的趋同成为了困扰我国经济协调均衡发展的制约因素,并造成了许多重复建设和社会资源的巨大浪费。
所以,通过横向并购,组建大型商业航母,可以迅速地得到规模经济效应并且扩大市场份额,进而增强我国企业在世界舞台上的竞争力。另外,还可以提高产业集中程度,提高资源配置的效率合理调整我国的产业结构,对我国产业地图重新规划。然而,这所有的一切也只能由有能力也有实力的国有资本进行操控。所以,国进民退似乎成为了现阶段的一种历史必然。
(二)对外维护经济
1、预防外资操控整个行业
以食品行业为例,这次中粮为蒙牛戴上了一顶红帽子,从某些角度来说也算是对外资在这一领域的疯狂扩张的一种对抗。中粮生产规模庞大,在乳制品领域的经营范围也涵盖了牛奶生产的上下游整个产业链,一方面可以为蒙牛提供优质廉价的奶源,减少交易成本另一方面还抵御了外进的侵袭,切实维护好国家的经济利益与安全。
外资对我国食品行业的觊觎,与这一领域较早的市场化以及较少的限制有关。宽松的投资和市场环境,再加上较低的进入门槛,境外资本疯狂地扩张着它们在中国食品行业的地盘。比如乳制品,所涉及的原料和产成品都属于易腐物资,从材料采购到生产再到出货的周转速度关系到企业的生存。这种速度经济性是以奶源和水源的供应为前提保证的,所以外资开始有计划地筹谋原料产地。他们试图调整工业布局,以便就近获得市场通路,所以他们必须通过收购本土企业来实现其纵向一体化。
但是从国民经济安全角度来看,这种外资操控下的纵向一体化的危害是相当之大的,尤其在关乎国计民生的基础行业。外资大量涌入,尤其是这些资本集中在几个产业的时候,就会导致行业资源集中、原有市场结构被打破、市场份额被跨国公司蚕食,甚至形成寡头垄断致使民族企业举步维艰。而且挤占中国市场的外国资本目标远不止单个利益目标,它们的进入具有战略规划性。如果整个产业链的上下游--从原料供应至销售网络--都被一家垄断或者少数几家寡头控制,那么整个产业都将改旗易帜。外资寡头们会在销售数量和价格上达成默契,不但无法发挥市场优化资源配置的作用,甚至连政府的宏观调控措施都很难落实。而且根据数据显示,外资在产业分布和区域安排上也存在非均衡现象:第二产业投资远高于一、三产业,东部吸引的外资也远胜于中西部,这也会打破我国政府的整体协调能力,有碍经济社会的可持续发展。
纵观我国各产业,面临的问题也大同小异。虽然表面上对各种性质的资本进出一视同仁,但每个行业都会有一个市场准入标准,我国的民航、铁路、电力、石油、电信、邮政、烟草、市政公用事业等领域的准入政策都比较严格。而各地方政府在招商引资时,又奉行着美资高于日资,日资高于港资,港资高于内资的箴言,当然这是在没有国资参与前提条件下的政策。举阿尔卡特并购中国上海贝尔的例子,阿利用政策的便利以合作控股的方式注资国内民企,潜移默化地把握住了行业的制高点。一旦市场成熟,马上将分散的业务集中起来,行业巨头初具规模。全球公司对我国重要产业的压制,就是利用高端产业的优势来打压民资的潜在机会。它们拥有资金、技术和品牌等优势,被挤走的民营资本想要再次进入这个行业,将不得不面临非常高的门槛。如果处理得不好,我国的民营资本永远也起不来,进而整个民族工业都会受到牵连。
很明显,唯一能与外资相抗衡的只有依靠政权优势的国有资本了。笔者并不反对中国市场的全面开放,只是希望与此同时能加强对民族经济的保护。而让技术水平高、社会责任感强的国有大企业获得更多的市场份额,短期内保持它们在这些行业中的主导地位可以迅速实现社会经济增长的目标。
2、增加与外商谈判的砝码
人世后,大型国有企业在面向世界市场时肩负起了保障国民经济安全的使命。在产业结构调整过程中,特别注意抓大放小,尤其是在国民经济的关键领域,需要通过大型国企的重组或兼并化零为整,以提高我国在国际谈判中的地位。2003年,中国电信通过收购安徽、福建、江西、广西、重庆和四川6省(区)市的电信资产,从而使自己的经营范围扩大至10个省(区)市,用户超过1亿。其后与美国、日本、欧洲等多家国际海缆公司进行谈判,最终以低廉的价格收购了10余条海底光缆。不得不承认,中国电信利用其垄断权力和市场资源增加了自己的谈判筹码,同时也维护了国家经济利益。
与此相反的是我国的钢铁行业,国际铁矿石价格猛涨,而国内企业却毫无议价能力。我国钢铁业集中程度低、重复建设、产能过剩、产品结构矛盾突出、产业布局不合理等问题一直困扰着中小型钢企的生存与发展,同时也加剧了它们之间的无序竞争,削弱我国钢铁企业作为一个整体在与国外购买铁矿石等资源时的谈判能力。在2009年我国和澳大利亚铁矿商谈判的破裂以及力拓案中,中国几乎占世界铁矿石消费的一半,世界三大铁矿石供应商巴西淡水河谷、澳大利亚必和必拓和必和力拓3家一起供应全球75%的铁矿石。中国作为一个国家行为体与分属3个不同集团的供应商进行谈判,本该具有更大的决定权,但却败于众多中小钢铁私企暗中纷纷与外国铁矿商签订合约。可见,中国钢铁行业治理混乱,企业之间不能团结一致对外,致使我方谈判代表阵脚大乱。这些中小型钢铁私企由于势单力薄而又缺少横向沟通,更重要的是作为私人资本,它们在自身难保的时候是无暇顾及国家利益的。所以钢铁行业的改制已迫在眉睫,我们亟待社会责任感更强的国有企业站出来调整钢铁行业的结构,整合国内生产资源,用一个统一并响亮的声音在世界舞台上发言。
要增加与外商谈判时的筹码,我们既不能寄希望于外资,如果我国的经济命脉被扼在了外人手里,将是对国家经济安全的一个重大威胁同时也不能寄希望于民营资本,因为他们缺乏统领行业的实力。所以,我们只能依靠国进民退的做法协调产业结构,争取更大的发言权。
三、对国进民退的质疑
1、垄断论。马歇尔悖论指出,市场竞争导致对规模经济的追求,而规模经济容易形成卖方集中,增加了企业对市场的支配力从而造成垄断,但垄断又会扼制自由竞争的经济运作。可见国进民退如何控制好这个度,是一门艺术。国家在制定产业政策以及大型国企在进入一个产业时,要严格区分合理集中和过分集中的界限,避免过分集中带来的经济力量的滥用。
2、不公平竞争论。我们应该看到,国退民进所形成的庞然大物并非市场运行的自发产物,而是通过政府命令的行政改革而来。所以有人质疑国进民退将会导致行业竞争不足和监管不力,国有企业利用市场地位挤占下游企业或社会公众的利益,过度投资并将成本转嫁给消费者。
3、技术阻滞论。另外也有学者担忧,大企业科技创新的冲动没有小企业强烈,产品的更新换代也比较慢,国进民退将会大大阻滞我国技术革新的步伐。
