发布时间：2025-06-26 17:27:00 来源：正变电气
知识目标：使学生掌握矿用低压开关柜的基本结构、工作原理、电气控制逻辑以及相关标准规范。了解氢储能系统与矿用低压开关柜协同控制的技术原理与实现方式，明晰井下复杂环境对开关柜运行的影响及应对策略。例如，通过课程学习，学生能准确阐述低压开关柜中各类断路器、接触器、继电器的工作机制，以及它们在不同控制电路中的作用。
能力目标：培养学生具备设计、安装、调试与维护矿用低压开关柜的实践能力。能够运用所学知识，分析并解决开关柜运行过程中的常见故障，如电气故障、机械故障等。同时，提升学生对协同控制技术的应用能力，可根据井下用电需求，设计合理的氢储能与低压开关柜协同控制方案，具备对相关系统进行优化升级的能力。
素质目标：塑造学生严谨认真的科学态度与安全意识，强调煤矿行业安全生产的重要性。培养学生的团队协作精神与创新思维，鼓励其在课程实践与项目研究中，积探索新的技术应用与解决方案，为煤矿电气领域的技术创新贡献力量。
矿用电气设备基础：介绍煤矿井下电气设备的分类、特点及应用场景，重点讲解矿用低压开关柜的类型、结构组成，包括柜体、母线、一次回路电器元件、二次回路控制元件等。阐述开关柜的基本工作原理，如电路的通断控制、电能分配与保护机制。引入实际案例，分析不同型号低压开关柜在煤矿中的应用情况，使学生对矿用低压开关柜有初步且的认识。
电力电子技术与应用：讲解电力电子器件的工作特性，如二管、晶闸管、IGBT 等，这些器件在矿用低压开关柜的变流、整流、逆变等电路中具有关键作用。介绍电力电子变换电路的工作原理与设计方法，包括 AC - DC、DC - DC、DC - AC、AC - AC 变换电路，为学生理解氢储能系统与低压开关柜之间的电能转换及协同控制奠定基础。例如，分析双向变流器（PCS）在实现氢储能系统与电网电能双向流动中的电路结构与控制策略。
电气控制技术：深入探讨矿用低压开关柜的电气控制逻辑，包括手动控制、自动控制以及远程控制方式。讲解常见的控制电路设计，如电动机正反转控制、星 - 三角降压启动控制等在低压开关柜中的应用。引入 PLC（可编程逻辑控制器）控制技术，介绍其在矿用低压开关柜自动化控制中的原理与编程方法，使学生能够运用 PLC 实现对开关柜复杂控制任务的设计与调试。
煤矿供电系统与安全：阐述煤矿供电系统的组成架构、运行特点以及对矿用低压开关柜的技术要求。讲解井下供电安全的重要性，包括防爆、防火、防潮、防漏电等安全措施。介绍煤矿供电系统中的保护装置与保护原理，如过流保护、短路保护、漏电保护等，使学生明白如何通过低压开关柜的合理配置与操作，保障煤矿供电系统的安全稳定运行。
氢储能技术原理与应用：详细讲解氢储能系统的工作原理，包括水电解制氢、氢气储存、燃料电池发电等环节。分析氢储能系统在煤矿领域的应用优势与前景，如提升新能源消纳能力、强化应急供电保障等。重点介绍氢储能系统与矿用低压开关柜的协同控制原理与策略，如削峰填谷控制、新能源平滑控制、应急供电控制等，使学生掌握两者协同运行的关键技术要点。
矿用低压开关柜认知实习：组织学生前往煤矿企业或电气设备生产厂家，实地参观矿用低压开关柜的生产制造过程、安装现场以及运行维护情况。安排企业技术人员进行现场讲解，介绍开关柜的实际应用场景、操作流程以及常见故障处理方法。通过实地观察与交流，增强学生对矿用低压开关柜的感性认识，加深对理论知识的理解。
低压开关柜组装与调试实训：在学校实训基地，为学生提供低压开关柜的各类零部件，让学生亲自动手进行开关柜的组装。在组装过程中，学生需按照电气原理图，正确连接母线、安装电器元件、布线并进行二次回路接线。完成组装后，进行电气性能测试与调试，包括绝缘电阻测试、耐压测试、控制电路功能调试等，使学生熟悉低压开关柜的组装工艺与调试流程，提升其实践动手能力。
电气控制电路设计与实践：给定学生具体的控制任务，如设计一个具有过载、短路保护功能的电动机控制电路，并将其集成到低压开关柜中。学生需运用所学的电气控制技术知识，进行电路原理图设计、元器件选型、PLC 编程（若采用 PLC 控制），然后在实训平台上搭建电路并进行调试。通过该实践课程，培养学生解决实际电气控制问题的能力，提高其电路设计与工程实践水平。
氢储能与低压开关柜协同控制模拟实验：搭建氢储能与矿用低压开关柜协同控制的模拟实验平台，该平台应具备模拟井下用电负荷变化、新能源发电波动以及电网故障等功能。学生在实验中，根据不同的工况，运用所学的协同控制策略，对氢储能系统与低压开关柜进行参数设置与控制操作，观察系统的运行状态，分析协同控制效果。通过实验，使学生深入理解协同控制技术的实际应用，提升其对复杂系统的操控与优化能力。
矿用低压开关柜故障诊断与维修实践：在实训基地设置多个具有不同故障类型的低压开关柜模拟装置，故障类型涵盖电气故障（如元件损坏、线路短路）、机械故障（如操作机构卡涩、触头接触不良）以及协同控制故障（如通信中断、控制策略失效）等。学生需运用所学知识与技能，通过观察、检测、分析等手段，对故障进行诊断与定位，并提出维修方案，进行维修操作。通过该实践课程，培养学生的故障排查与维修能力，提高其应对实际工作中突发故障的能力。
智能感知与通信技术在矿用设备中的应用：讲解智能传感器技术在矿用低压开关柜状态监测中的应用，如电流传感器、电压传感器、温度传感器、局部放电传感器等，使学生了解如何通过传感器实时采集开关柜的运行参数。介绍通信技术在煤矿井下的应用，包括工业以太网、光纤通信、无线通信等，以及如何实现低压开关柜与上位机、氢储能系统、其他电气设备之间的数据传输与通信。通过该课程，使学生掌握智能感知与通信技术在提升矿用低压开关柜智能化水平中的应用方法，为实现远程监控与协同控制提供技术支持。
新能源与储能技术集成：除了氢储能技术外，还介绍其他新能源技术（如太阳能、风能）在煤矿领域的应用现状与发展趋势。探讨不同类型储能技术（如锂电池储能、超级电容器储能）与新能源、矿用低压开关柜的多能互补集成模式与协同控制策略。分析多能互补系统的能量管理与优化方法，培养学生在复杂能源系统集成与管理方面的能力，以适应未来煤矿能源多元化发展的需求。
安全与可靠性工程：从系统工程的角度，分析矿用低压开关柜在煤矿安全生产中的重要性以及可能面临的安全风险。讲解可靠性工程的基本理论与方法，包括可靠性设计、可靠性分析、可靠性试验等，如何应用这些方法提高低压开关柜的可靠性与安全性。引入故障树分析（FTA）、失效模式与影响分析（FMEA）等工具，让学生学会对低压开关柜系统进行安全风险评估与故障预测，提出针对性的改进措施，保障煤矿供电系统的可靠运行。
企业实践案例分析：邀请煤矿企业或电气设备制造企业的技术专家走进课堂，分享实际项目中矿用低压开关柜的应用案例。案例应涵盖开关柜的选型设计、安装调试、运行维护以及故障处理等各个环节，特别是在复杂工况下的应对策略与解决方案。通过案例分析，使学生了解实际工程中的技术难题与解决方法，拓宽学生的工程视野，增强其解决实际问题的能力。
企业实习与毕业设计：安排学生到合作企业进行实习，让学生在实际工作岗位上参与矿用低压开关柜的相关工作，如现场安装、调试、维护以及技术改造等。在实习过程中，企业为学生配备导师，进行一对一的指导。学生的毕业设计选题应紧密结合企业实际项目，在企业导师与学校导师的共同指导下，完成毕业设计任务，实现从学校到企业的无缝对接，提高学生的就业竞争力。
新技术培训与研讨：随着科技的不断发展，矿用低压开关柜领域也涌现出许多新技术、新工艺、新材料。企业可定期为学生开展新技术培训讲座，介绍行业新的技术动态与发展趋势，如智能化开关柜技术、储能材料在氢储能系统中的应用等。同时，组织学生与企业技术人员进行研讨交流，鼓励学生提出自己的见解与想法，促进产学研的深度融合，为企业培养具有创新意识的高素质人才。
