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煤礦科技創新規劃范文第1篇

[關鍵詞] 礦井 高壓供電網絡 區域選擇性聯鎖 短路保護 保護配置策略

中圖分類號：TD611 文獻標識碼：A 文章編號：

1 煤礦井下高壓供電網絡中存在的問題

在我國煤礦企業安全生產事故中，由礦井供電直接或者間接引發的安全事故不斷呈現上升趨勢[1]。據相關資料顯示，煤塵爆炸與瓦斯等嚴重危害煤礦的安全事故中，有2/3以上與礦井供電系統問題有關[2]。

煤礦企業安全生產對煤礦井下供電工作提出了較高要求，要求100%安全生產和安全生產零事故[3，4]。當前，多數煤礦企業建礦較早，且多次更新井下采煤設備，由于采礦工作面過度延伸，造成了高壓供電網絡過多分級，導致了礦井下高壓供電系統多發短路現象，繼電保護出現越過多級、拒動或者誤動跳閘，致使停電事故頻繁發生，嚴重時會威脅到礦井安全生產。通過考察研究我礦井生產的實際情況，發現我礦供電系統的實際結構與煤礦井下巷道的走向和分布有一定關系，在很大程度上影響了煤礦供電系統構建[5]。本文結合圖論，統一規劃了礦井下的高壓供電網絡，通過使用網絡通訊技術實現煤礦礦井高壓供電網絡繼電保護信息的一致共享，通過開關智能控制器的統一控制及綜合判斷，實現了煤礦井下供電線路繼電之間的保護閉鎖，從本質上解決煤礦井下高壓供電系統中存在的越級跳閘問題。

2 圖論在礦井供電網絡中的應用

圖論是一種運籌學分支，近年來得到了廣泛應用，可以使用圖論方法解決電力系統的狀態估計、可靠性分析及規劃等問題。通常情況下，圖論研究抽象圖形可以用施工流程、運輸系統或者電氣圖形等形式表示。當前，電力系統設計規劃中較多應用的是最小費用流問題、最大流問題、最短路徑問題等[6]。

本文結合圖論，針對煤礦井井下高壓供電網絡系統提出了安全可行的網絡化供電系統保護策略。主要介紹如下：

⑴在煤礦井下供電系統中使用網絡優化技術，實現了多級繼電保護裝置間的聯鎖保護；⑵采用礦井供電網絡優化與保護配置相互結合的供電線路級數設計策略，盡量將煤礦井下供電線路級數減少到最低；⑶減小供電系統回路中出現的低壓誤動：通過改變欠電壓釋保護放回路的低壓動作值來實現；⑷以保障選擇性為前提，盡可能縮短各保護間的時間級差，即改變過負荷保護、無時限電流速斷和限時電流速斷間的時間級差，將0. 5s改成100～300ms[7]。

3 智能控制模塊的工作原理及構成

本文中所述智能控制模塊由光纖耦合器、光纖通信元件及單片機等主要元件構成。其中，單片機成功輸入、輸出各種信號，通過分析各種信號，發出跳閘或者自鎖信號。信號轉換工作由光纖耦合器和光纖通信元件共同完成，且網絡通信在上、下級之間進行。跳閘信號或系統故障信號的開合都可以由單片機系統的控制開關（I/O）裝置的分勵線圈回路控制，借此實現跳閘操作。

4 煤礦井下高壓供電網絡區域的選擇性聯鎖保護

煤礦井下高壓供電網絡的三級區域選擇性保護聯鎖的基本結構如圖2所示，即將一個智能控制模塊安裝在原有開關裝置上，使之配合原有繼電保護裝置當中的電流速斷保護工作，以順利實現區域選擇性的聯鎖保護。原有電流速斷保護的信號回路中串聯有該智能控制模塊，所以不會改變原有的繼電保護裝置功能。

圖2中所示的各級繼電保護裝置中動作閉鎖功能的原理如下：在各級繼電保護裝置中的電流速斷保護中使用智能控制模塊，并對其進行延時閉鎖，在各級保護間進行可行的信息傳遞和通信聯絡，也就是在發生故障后，智能控制模塊能及時接到速斷保護信號，在有效延時時間內行聯絡閉鎖通信，將各級保護間的操作時間安排好。如果故障線路上安裝的保護裝置未能在在規定的延時時間內接到由下級繼電保護裝置中智能控制模塊發過來的閉鎖信號，則需要將本保護裝置發來的閉鎖信號解除，接著由本級保護裝置發出的速斷保護動作來執行。而系統末端開關裝置中所安裝的智能控制模塊無需延時閉鎖。

區域選擇性聯鎖保護優化方案發揮作用的關鍵是要完成煤礦井下各種智能控制模塊的成功通信，對各種智能控制模塊控制程序的綜合性判斷要依據控制模塊自身及各級模塊傳來的信號進行，并發出跳閘或者自鎖的控制信號，然后結合硬件和軟件，以順利實現煤礦井下高壓供電網絡區域的選擇性保護聯鎖功能，依此來解決供電系統中存在的越級跳閘問題[8]。

由以上內容可以看出，當出現線路故障時，可以借助上下級通信信號，安排各級保護裝置所具有的速斷保護動作，實現保護裝置的保護聯鎖，避免越級跳閘現象的出現以及事故擴大；三級線路可以承受的最大短路能量沖擊時間是0.2s，既降低了三級線路所承受的內部應力及較重電動力，又減少了故障電流帶來的沖擊，因此達到了較好的保護效果[2，5]。

5 結語

綜上所述，區域選擇性聯鎖保護方案指將一個智能控制模塊安裝到原有的礦用開關上，從而與原有速斷保護裝置配合工作，借此實現

煤礦井下高壓供電線路的閉鎖保護。該智能控制模塊在僅串聯在速斷保護脫扣信號回路中，不改變保護裝置的傳統功能。該方案既能降低短路電流對供電網絡系統的影響，又能實現工作配合的完全選擇性，值得將其應用于煤礦井下高壓供電網絡中。

參考文獻

[1]劉士光. 煤礦井下高壓供電系統過電壓的分析與預防[J]. 科技創新導報，2013，19：23.

[2]余存泰. 一種區域選擇性聯鎖保護裝置的設計[J]. 低壓電器，2011，03：18-21.

[3]王光超，史世杰，張根現，鄒有明. 煤礦井下高壓供電網絡優化[J]. 中州煤炭，2011，06：80-81.

[4]高鋒. 煤礦井下3.3 kV供電網絡漏電故障保護研究[J]. 科學技術與工程，2012，29：7525-7531.

[5]衛小兵. 煤礦井下高壓供電系統繼電保護配置分析[J]. 科技與企業，2013，13：150.

[6]任憲友. 煤礦井上、下高壓供電方式的改造[J]. 電子世界，2013，11：57.

煤礦科技創新規劃范文第2篇

[關鍵詞]國進民退產業結構調整資源優化配置國際競爭力經濟安全

國進民退現象特指經濟發展的逆市場化狀態或者趨勢,它表現為國有經濟在某一產業領域市場份額的擴大,相應民營企業在該領域市場份額的縮小以及政府對經濟的過度干預。進入21世紀,國有企業紛紛進行了一系列的私有化改革,希望通過MBO等操作實現國企政府計劃向市場主導的轉軌。但在21世紀第一個10年接近尾聲之時,我國的幾個支柱行業卻出現了國進民退的逆反現象,一些在業界具有舉足輕重地位的大型央企利用其自身的資源、資金以及政策等優勢對民營資本大舉進攻。金融危機爆發以來,國進民退四個字就經常見諸報端,如國企地王,山西小煤礦面臨空前整頓等等,引發了許多專家學者以及百姓的關注。

一、國進民退現象之行業考察

毫無疑問,國進民退已成為一個不爭的事實。

1、房地產方面,在金融危機之前國企民企互有進退,然而進入2008年以后許多原先并不是以房地產為主業的大型央企也紛紛涉足,導致民營企業在一次次的地王之戰中節節敗退。

2、鋼鐵行業里最大的民營企業之一--日照鋼鐵也被山東鋼鐵如愿吞并,這再次告訴人們如今的民營鋼鐵已經舉步維艱,被國企吞并或控股成為家常便飯。與此形成鮮明對比的是,5年前國內鋼鐵增量的2/3來源于民營鋼鐵,當時民營資本欣欣向榮的情景已時過境遷。

3、航空業是最早向民營資本開放的壟斷行業之一,但現在也面臨著民營航空幾乎全軍覆滅的局面,據稱國內12家民營航空公司里只有春秋、吉祥和東海三家盈利,其余均虧損。

4、煤炭行業的國進民退是最引人爭議的,2000年后隨著煤炭市場持續升溫,素有煤海之鄉美譽的山西省出臺了許多引導民營資本進入煤礦小企業的政策,吸引了溫州、福建等地的民營資本大量涌入山西煤炭行業,但資源浪費嚴重、環境破壞突出、安全事故頻發也成為了同時期令人痛心疾首的問題。2009年山西突然出臺了一份整頓關閉小煤礦的通知,明確將全省登記的2840多座礦山收歸國有。

5、在金融領域,銀行信貸投放也對國企和民企歧視性待遇,導致大型國企持有大量銀行資金卻無處運用而民營企業卻因為資金短缺而處境困難。

6、食品行業也一樣,中糧收購蒙牛成為中國食品業最大宗國企兼并民營企業的案例。

二、國進民退之動因考量

套用中國國際金融公司總裁朱云來的話來說,國進民退不一定對,但是是客觀發展的現象。民企是社會經濟的重要組成部分,從長遠來看,國進民退對民營企業造成了很大的傷害,甚至可以說是歷史的一種倒退。但我們必須認識到,任何事物存在即是合理的,國退民進現象背后一定隱藏著深刻的社會現實需要。這個現實根源在于兩方面,一是國家對內產業結構調整、優化資源配置的客觀要求二是對外維護經濟安全的迫切現實需求。

(一)對內產業結構調整的需要

2010年我國的煤炭行業在2009年整頓、關閉的基礎上繼續深化產業整合、兼并重組的主題,河南、內蒙、河北和陜西等主要產煤省份可能都將陸續效仿山西模式,對小煤礦進行整合兼并。縱觀當前中國能源行業,石油由中石油、中石化、中海油和中化集團四巨頭主導,電力系統則由華能集團公司、大唐集團公司、華電集團公司、國電集團公司和電力投資集團公司五大公司控制。只有煤炭行業的股權較為分散,而此次整改大大提高了煤炭行業的集中程度,顯示出煤炭行業也將向石油和電力系統靠近的產業發展方向。不難看出,能源行業的寡頭格局已經初具規模。

寡頭這個詞雖然在某些程度上代表著一種逆市場化的不公平競爭行為,但很明顯我國能源技術行業業已形成了寡頭競爭的發展模式,這種模式對于提高產業集中程度以及調整產業組織結構至關重要。而事實上,大型央企在推進資源擴張上具有得天獨厚的優勢,所以,以這種規模為代表的國有資本毫無疑問地扮演了寡頭角色。

從理論上來說,隨著經濟的發展和市場競爭的加劇,產業組織在不斷地演進,寡頭主導,大、中、小共生正在成為產業組織的一般狀態(表1)。

以上表格對市場、寡頭和壟斷組織進行了比較。單純的市場是以價格機制、供求機制和競爭機制的自動調節來實現的,但我們知道利用市場配置資源是有成本的,而且市場有時也會失靈。壟斷是利用組織內部計劃進行資源配置進而替代了價格機制,克服了市場配置時產生的較高的交易成本,但其本身也具有較高的內部組織成本。均衡來看,寡頭競爭的形式是一個產業保持持久競爭力的重要因素,同時又避免了沒有規劃的盲目過度競爭。所以,以寡頭企業為產業主導,眾多中小企業為支撐的競爭動態演進型產業組織是行業的一般狀態。在中國,大型國企憑借其雄厚的實力,自然而然地承擔起了落在它們肩上的歷史使命--寡頭競爭中的主角。

在這一輪幾個重要行業大洗牌中,大型國企通過橫向并購進駐行業,形成一種溫和型壟斷是有現實原因的。雖然改革開放以后我國產業結構得到了巨大改善,但整體來看還存在著以下問題

第一,企業規模過小,規模經濟利用水平低下,國際競爭力較差。2009年世界500強企業里,中國只有43家入選。

第二,中小企業資源配置效益低下。社會資源大量地分散在眾多小企業內,但由于它們規模小、技術上處于劣勢,只能進行粗放式的低效生產。與世界水平相比,產業集中度偏低,一些需要規模經營的行業涌入了許多效益低的中小企業。以汽車行業為例,根據汽車工業協會的數據,2006年我國上汽、一汽和東風三大汽車集團生產集中度不足47%,遠低于同期美國的90%和日本的80%的集中度。

第三,產業趨同現象嚴重。根據2000年一項數據顯示,中部與東部產業結構相似率為93。5%,而中西部的相似率竟高達97。7%。同時,多個省市都把電子、汽車、機械、化工和冶金等列為重點扶持的對象。產業結構的趨同成為了困擾我國經濟協調均衡發展的制約因素,并造成了許多重復建設和社會資源的巨大浪費。

所以,通過橫向并購,組建大型商業航母,可以迅速地得到規模經濟效應并且擴大市場份額,進而增強我國企業在世界舞臺上的競爭力。另外,還可以提高產業集中程度,提高資源配置的效率合理調整我國的產業結構,對我國產業地圖重新規劃。然而,這所有的一切也只能由有能力也有實力的國有資本進行操控。所以,國進民退似乎成為了現階段的一種歷史必然。

(二)對外維護經濟

1、預防外資操控整個行業

以食品行業為例,這次中糧為蒙牛戴上了一頂紅帽子,從某些角度來說也算是對外資在這一領域的瘋狂擴張的一種對抗。中糧生產規模龐大,在乳制品領域的經營范圍也涵蓋了牛奶生產的上下游整個產業鏈,一方面可以為蒙牛提供優質廉價的奶源,減少交易成本另一方面還抵御了外進的侵襲,切實維護好國家的經濟利益與安全。

外資對我國食品行業的覬覦,與這一領域較早的市場化以及較少的限制有關。寬松的投資和市場環境,再加上較低的進入門檻,境外資本瘋狂地擴張著它們在中國食品行業的地盤。比如乳制品,所涉及的原料和產成品都屬于易腐物資,從材料采購到生產再到出貨的周轉速度關系到企業的生存。這種速度經濟性是以奶源和水源的供應為前提保證的,所以外資開始有計劃地籌謀原料產地。他們試圖調整工業布局,以便就近獲得市場通路,所以他們必須通過收購本土企業來實現其縱向一體化。

但是從國民經濟安全角度來看,這種外資操控下的縱向一體化的危害是相當之大的,尤其在關乎國計民生的基礎行業。外資大量涌入,尤其是這些資本集中在幾個產業的時候,就會導致行業資源集中、原有市場結構被打破、市場份額被跨國公司蠶食,甚至形成寡頭壟斷致使民族企業舉步維艱。而且擠占中國市場的外國資本目標遠不止單個利益目標,它們的進入具有戰略規劃性。如果整個產業鏈的上下游--從原料供應至銷售網絡--都被一家壟斷或者少數幾家寡頭控制,那么整個產業都將改旗易幟。外資寡頭們會在銷售數量和價格上達成默契,不但無法發揮市場優化資源配置的作用,甚至連政府的宏觀調控措施都很難落實。而且根據數據顯示,外資在產業分布和區域安排上也存在非均衡現象:第二產業投資遠高于一、三產業,東部吸引的外資也遠勝于中西部,這也會打破我國政府的整體協調能力,有礙經濟社會的可持續發展。

縱觀我國各產業,面臨的問題也大同小異。雖然表面上對各種性質的資本進出一視同仁,但每個行業都會有一個市場準入標準,我國的民航、鐵路、電力、石油、電信、郵政、煙草、市政公用事業等領域的準入政策都比較嚴格。而各地方政府在招商引資時,又奉行著美資高于日資,日資高于港資,港資高于內資的箴言,當然這是在沒有國資參與前提條件下的政策。舉阿爾卡特并購中國上海貝爾的例子,阿利用政策的便利以合作控股的方式注資國內民企,潛移默化地把握住了行業的制高點。一旦市場成熟,馬上將分散的業務集中起來,行業巨頭初具規模。全球公司對我國重要產業的壓制,就是利用高端產業的優勢來打壓民資的潛在機會。它們擁有資金、技術和品牌等優勢,被擠走的民營資本想要再次進入這個行業,將不得不面臨非常高的門檻。如果處理得不好,我國的民營資本永遠也起不來,進而整個民族工業都會受到牽連。

很明顯,唯一能與外資相抗衡的只有依靠政權優勢的國有資本了。筆者并不反對中國市場的全面開放,只是希望與此同時能加強對民族經濟的保護。而讓技術水平高、社會責任感強的國有大企業獲得更多的市場份額,短期內保持它們在這些行業中的主導地位可以迅速實現社會經濟增長的目標。

2、增加與外商談判的砝碼

人世后,大型國有企業在面向世界市場時肩負起了保障國民經濟安全的使命。在產業結構調整過程中,特別注意抓大放小,尤其是在國民經濟的關鍵領域,需要通過大型國企的重組或兼并化零為整,以提高我國在國際談判中的地位。2003年,中國電信通過收購安徽、福建、江西、廣西、重慶和四川6省(區)市的電信資產,從而使自己的經營范圍擴大至10個省(區)市,用戶超過1億。其后與美國、日本、歐洲等多家國際海纜公司進行談判,最終以低廉的價格收購了10余條海底光纜。不得不承認,中國電信利用其壟斷權力和市場資源增加了自己的談判籌碼,同時也維護了國家經濟利益。

與此相反的是我國的鋼鐵行業,國際鐵礦石價格猛漲,而國內企業卻毫無議價能力。我國鋼鐵業集中程度低、重復建設、產能過剩、產品結構矛盾突出、產業布局不合理等問題一直困擾著中小型鋼企的生存與發展,同時也加劇了它們之間的無序競爭,削弱我國鋼鐵企業作為一個整體在與國外購買鐵礦石等資源時的談判能力。在2009年我國和澳大利亞鐵礦商談判的破裂以及力拓案中,中國幾乎占世界鐵礦石消費的一半,世界三大鐵礦石供應商巴西淡水河谷、澳大利亞必和必拓和必和力拓3家一起供應全球75%的鐵礦石。中國作為一個國家行為體與分屬3個不同集團的供應商進行談判,本該具有更大的決定權,但卻敗于眾多中小鋼鐵私企暗中紛紛與外國鐵礦商簽訂合約。可見,中國鋼鐵行業治理混亂,企業之間不能團結一致對外,致使我方談判代表陣腳大亂。這些中小型鋼鐵私企由于勢單力薄而又缺少橫向溝通,更重要的是作為私人資本,它們在自身難保的時候是無暇顧及國家利益的。所以鋼鐵行業的改制已迫在眉睫,我們亟待社會責任感更強的國有企業站出來調整鋼鐵行業的結構,整合國內生產資源,用一個統一并響亮的聲音在世界舞臺上發言。

要增加與外商談判時的籌碼,我們既不能寄希望于外資,如果我國的經濟命脈被扼在了外人手里,將是對國家經濟安全的一個重大威脅同時也不能寄希望于民營資本,因為他們缺乏統領行業的實力。所以,我們只能依靠國進民退的做法協調產業結構,爭取更大的發言權。

三、對國進民退的質疑

1、壟斷論。馬歇爾悖論指出,市場競爭導致對規模經濟的追求,而規模經濟容易形成賣方集中,增加了企業對市場的支配力從而造成壟斷,但壟斷又會扼制自由競爭的經濟運作。可見國進民退如何控制好這個度,是一門藝術。國家在制定產業政策以及大型國企在進入一個產業時,要嚴格區分合理集中和過分集中的界限,避免過分集中帶來的經濟力量的濫用。

2、不公平競爭論。我們應該看到,國退民進所形成的龐然大物并非市場運行的自發產物,而是通過政府命令的行政改革而來。所以有人質疑國進民退將會導致行業競爭不足和監管不力,國有企業利用市場地位擠占下游企業或社會公眾的利益,過度投資并將成本轉嫁給消費者。

3、技術阻滯論。另外也有學者擔憂,大企業科技創新的沖動沒有小企業強烈,產品的更新換代也比較慢,國進民退將會大大阻滯我國技術革新的步伐。