电气工程概论 第1章 绪论
电气工程概论-第一章
电气工程学科是在经验和教训中不断发展起来的：
著名例子是美加“8.14大停电”，2003年8月14日下午，美 国的中西部和东北部以及加拿大的安大略省经历了一次大停电 事故，其影响范围包括美国的俄亥俄州、密西根州、宾夕法尼 亚州、纽约州、佛蒙特州、马萨诸塞州、康涅狄格州、新泽西 州和加拿大的安大略省，损失负载大61.8GW，影响了5千万人 口的用电。停电在美国东部时间下午4时06分开始，在美国的 一些地区两天内未能恢复供电，加拿大的安大略省甚至一周未 能恢复供电。这次停电事故引起了全世界的关注。 综合资料，基本可以判断本次大停电对全网而言属于潮流大 范围转移导致的快速电压崩溃，同时伴有潮流大范围转移和窜 动导致的断面线路相继跳闸和系统解列后的频率崩溃。
• 能量守恒定律 • 右手定则=发电机定则 • 左手定则=电动机定则 • 电动机与发电机 • 电机内的损耗：铜损+机械损耗 +介质损耗 热能
第三节 电力系统
电力网结构
电力系统的特点和要求
• 特点：不能大量储存、暂态过程十分短暂、地区性特点较 强、与国民经济各部门有极为密切的关系
• 要求：为用户提供充足的电力、保证供电的安全可靠、保
电气工程概论
第一章 绪论
第一节 概述
一、电气工程的历史和形成 电气工程是研究电磁领域的客观规律及其应用的科学 技术，以电工科学中的理论和方法为基础而形成的工程技 术称为电气工程。 根据电气工程学科的发展现状，可将其分为相对独立 的五个分学科:电力系统及其自动化技术、电机与电器及 其控制技术、高电压与绝缘技术、电力电子技术和电工新 技术 其结构简图如下图所示。
二、电能的特点和要求
• 特点：大规模生产、运输简单、方便转换且易于控制、可 替代其他能源提高利用效率、无污染。
电气工程学概论第一二章
1)支路:一个或多个元件的串联组合 (电流相同)
5)电网络:多个支路,结点形成的拓扑结构
5
网络(Network)
1) 概念及分割 R1 U1 R2 IS a
+
I
-
R
网 络
N
+ _
I
R
网络 (也称作子系统，Subsystem)
网络注重其外特性，电路注重于内部特性。
b
2) 网络分类
• 按网络性质
有源 (NA)、 无源 (NP) 线性、非线性
电→机械
照明电路:
电→热、光
(信号电路,弱电电路)
（380V/220V; 50Hz）
(1)功率低 (10-3W或更低;电压:几伏;电流:毫安/微安 ) (2)信号传输质量,电路的抗干扰能力 (3)信号多样化
电视机
计算机
控制,通信等信息系统
(滤波,放大,变换…)
(音频16Hz-20kHz;电信:20kHz以上;方波,三角波…)
u = R·i
u = － R·i
2.关联参考方向 (一种约定) u + _ i
无源 元件
有源 元件
电流方向从高电位端流入
电流方向从高电位端流出
二、电位参考点及工程电路的简化画法
1.电位参考点符号：
物理“地” 真正“地”
多为电路公共结点，设其电位值=0 多为电路中多电源汇合点，其电位值=0
+
7
2.简化画法： 与“地”相联的电源符号
(代数和)
• KCL推广：
? 4A
结点 封闭面
IA
A
1A
B
流入任一封闭面的电流 的代数和等于零。
3A IB
电气工程概论 绪论-课件
▪ 上海交大、同济大学、上海大学、上海电力学院
❖ 浙江
▪ 浙江大学
❖ 安徽
▪ 合肥工业大学
电气工程概论
2021/2/23
11
电气工程的地位和发展
❖电气工程（Electrical Engineering，简称EE）是 现代科技领域中的核心学科之一，更是当今高新技 术领域中不可或缺的关键学科。
❖在使用上述理论分析、试验研究和仿真模拟中， 等效与类比都是本学科重要的科学方法。
电气工程概论 绪论-课件
2
课程性质
❖ 电气工程概论目的
1. 了解电气学科的涵盖范围 2. 明确学习的方向、侧重点 3. 认识今后可能的工作领域 4. 清楚电气学科发展方向
❖ 范围广、未知多——了解探究
电气工程概论
2021/2/23
3
授课及考核方式
❖ 三个专题——电气专业三个学科方向 ❖不掌握过多涉及专业的知识理论 ❖掌握本专业课程涵盖的基本内容 ❖了解各学科发展的方向
电气工程学科的方法论介绍
❖本学科的科学方法与其它工程技术学科类同， 理论分析是其最基本的研究方法。
❖电气工程学科使用的数学工具较多，理论分析 在其中的地位也更为重要。
❖作为工科，实验研究是最主要和最基本的手段， 没有基本的试验条件，学生就难以掌握本专业 的知识。
❖随着计算机技术的发展，仿真模拟也已是本学 科广泛使用的一种方法。
▪ 电子工程； ▪ 计算机工程； ▪ 自动化与仪表技术； ▪ 等离子体技术； ▪ 激光技术等现代高科技。
电气工程概论
2021/2/23
本科专业分类
❖0806电气信息类
080601电气工程及其自动化 080602自动化 080603电子信息工程 080604通信工程 080605计算机科学与技术 080606电子科学与技术 080607生物医学工程
电气工程及其自动化专业毕业论文
术经济问题,不论采用哪一种运行方式,都涉及到供电可靠性,过电压绝缘配合，继电保护和自动装置的正确动作，系统的布置,电讯及无线电干扰，接地故障时对生命的危险以及系统稳定等一系列问题。
（3）本课题所设计网络是110ＫＶ。
电力网中性点的接地方式，决定了变压器中性点的接地方式.
（1)PT的作用
①电压互感器的作用是将一次侧高电压成比例的变换为较低的电压，实现了二
次系统与一次系统的隔离，保证了工作人员的安全。
②电压互感器二次侧电压通常为100V,这样可以做到测量仪表及继电器的小型化
和标准化.
(2）PT的配置原则：
①型式:电压互感器的型式应根据使用条件选择，在需要检查与监视一次回路单
本网络采用近似计算法.选取基准值：SB=100MVAUB1=115KVUB2=10。5KV
UB3=6.3KV
计算结果为：（计算结果详细过程见《计算书》第1页）
2．2．2元件参数一览表
电源：参数计算表(2-1）
名称
额定容量
功率因数
Xd"
正序电抗
G
SB
COSΦ
标幺值
有名值（Ω)
发电机A
43MVA
0.8
0。28
T2
15 MVA
10.5
0.7
92.575
T3
31。5 MVA
10。5
0。333
44.083
T4
10 MVA
10。5
1.05
138.863
T5
20 MVA
10.5
0.525
69。431
线路名称
长度
电气工程概论1绪论
2005
张刘春设计
电气工程概论
第一章
绪论
张刘春设计
电气工程概论
第一章绪论
一、电气工程的历史和形成
电气工程是研究电磁领域的客观规律及其应用 的科学技术，以电工科学中的理论和方法为基础而 形成的工程技术称为电气工程。 根据电气工程学科的发展现状，可将其分为相 对独立的五个分学科:电力系统及其自动化技术、 电机与电器及其控制技术、高电压与绝缘技术、电 力电子技术和电工新技术 其结构简图如下图所示。
（3）当代学科发展的相互交叉、渗透现象已成为科技发展中的 重要促进因素。电工科学中近些年来新出现的大量新分支、新技 术、新方法和新理论就是明证。 （4）电工科技的应用面广，交叉范围大。但科研资金的来源却 不能和其应用范围相适应，相对较狭窄。
张刘春设计
电簔工程概论
0
第一章绪论
电气工程学科是在经验和教训中不断发春设计
电气工程概论
第一章绪论
电气工程除具有其各分支学科的专业理论外，还具有本学科 的共性基础理论（电路理论、电磁场理论、电磁计量理论等）， 它与基础科学（如物理、数学等）中的相应分支具有密切的联系， 但又具有明显的差别。 基础科学的主要任务是认识客观世界的本质及其内在规律。
截至2003年底，我国水电装机达92170MW，占发电总装机的 24％，年发电量2830亿kWh，占总发电量的15％。
张刘春设计
电气工程概论
第一章绪论
电工制造业以技术复杂的汽轮发电机组为例：
我国1956年才试制成功6000kW机组； 2002年，已制成并投产900MW，即46年期间汽轮发电机组单机 容量的制造能力扩大到1500倍，居于世界先进行列。
电气工程基础概论(pdf 33页)
电力网
用户
发电厂的 动力部分
+
按照一定规律连接而组成的统一整体，称为电力系统
动力系统
合肥工业大学 .电气与自动化工程学院
1.3 电力系统
一、电力系统的基本概念
1、电力系统的含义
水轮机 水库
发电机
升压变
降压变
输电线路
电力系 统的基 本参数？
用电设备
发电厂
电力网
用户
（1）系统装机容量（发电机额定有功功率总和，MW）
2、发电厂
水轮机 水库
发电机 升压变
降压变
输电线路
用电设备
发电厂
电力网
用户
发电厂是生产电能 的工厂，它把其他 不同类的一次能源 转换成电能。
火力发电厂（火电厂、热电厂） 水力发电厂（堤坝式、径流式、抽水蓄能式） 核动力发电厂（压水堆、沸水堆） 其他发电厂（风力、太阳能、地热、沼气、 潮汐、海浪）
合肥工业大学 .电气与自动化工程学院
合肥工业大学 .电气与自动化工程学院
1.1 概述
1、电能是什么？
它是一种二次能源！由一次能源经加工 转换而成的能源。
2、电能的意义？
假如没有电能，我们的生活、生产、社 会将发生什么变化？
3、电能的特点？
① 可以大规模生产； ② 便于输送和分配； ③ 便于转换和控制； ④ 提高能源利用效率； ⑤ 无污染，噪声小。
（2）系统年发电量（发电机全年发电量总和，MWh）
（3）最高电压等级（电力线路的最高额定电压，kV） （4）最大负荷（一段时间内有功负荷最大值，MW） （5）年用电量（所有用户全年所用电量总和，MWh）
（6）额定频率 （交流工频：50Hz）
合肥工业大学 .电气与自动化工程学院
电气工程基础
电气工程基础第一章绪论1 煤炭、石油、天然气、水能、核能、风能等由自然界提供的能源，称为一次能源；在我们生活中广泛使用的电能则是由一次能源转换而成的，称为二次能源。
2 电力网：由各类升降压变电站、各种电压等级的输电线路所组成的整体。
电力网的作用是输送、控制和分配电能。
3 电力系统：由发电机、升降压变压器、各种电压等级的输电线路和广大用户的用电设备所组成的统一整体4 动力系统：由带动发电机转动的动力部分、发电机、升压变电站、输电线路、降压变电站和负荷等环节构成的整体。
5.电力网的分类：地方电力网：是指电压等级在35～110kV，输电距离在50km 以内的中压电力网。
区域电力网：是指电压等级在110~220kV，输电距离在50~300km 的电力网。
超高压电力网：是指电压等级在330~750kV，输电距离在300~1000km 的电力网。
6.变电站的分类:枢纽变电站：处于电力系统的中枢地位，它连接电力系统高压和中压的几个部分，汇集多个电源，并具有多条联络线路。
中间变电站：是指将发电厂或枢纽变电站与负荷中心联系起来的变电站。
一般汇集2~3 个电源，起系统交换功率或使长距离输电线路分段的作用。
终端变电站：处于电力网末端的变电站，一般是降压变电站，也称为末端变电站。
.7 电力网的电压等级及确定原则确定原则：输送功率、输送距离、同系统中电压等级不宜过多或过少，级差不宜过大。
用电设备的额定电压和电网的额定电压相等。
国家规定，用户处的电压偏移一般不得超过±5％。
发电机的额定电压比所连接线路的额定电压高5％，用于补偿电网上的电压损失变压器的额定电压，分一次绕组和二次绕组。
一次绕组的额定电压：降压变压器一次绕组的额定电压与用电设备的相同，等于电网的额定电压；升压变压器一次绕组的额定电压与发电机的额定电压相同。
二次绕组的额定电压：升、降压变压器二次绕组的额定电压一般比同级电网的额定电压高10％；当变压器二次侧输电距离较短，或变压器阻抗较小（小于7％）时，二次绕组的额定电压可只比同级电网的额定电压高5％8 电力系统的特点：①电能不能大量储存；②过渡过程十分短暂；③电能生产与国民经济各部门和人民生活有着极为密切的关系；④电力系统的地区性特点较强。
电气工程概论重点
电气工程概论重点第一章 绪论电能的基本要求：1.安全 2.可靠 3.优质 4.经济能量的形式：机械能，热能，化学能，辐射能，电能和核能能量的转换：形态，空间（输送），时间（储存）电力系统的基本概念：由发电机、电力网内的变压器和电力线路以及用户的各种用电设备，按照一定的规律连接而组成的统一整体，称为电力系统。
电力系统的特点：1.电能不能大量存储 2.暂态过程十分短暂 3.地区性特点较强 4.与国民经济各部门有着极为密切的关系。
对电力系统的要求：1.为用户提供充足的电力 2.保证供电的安全可靠3.保证良好的电能质量4.提高电力系统运行经济性大型电力系统的优势：1提高供电的可靠性，2减少系统装机量，3减少系统备用容量， 4采用高效率大容量发电机组，5合理利用能源，充分发挥水电在系统中的作用电能质量的主要指标有电压、频率和波形。
为什么要规定电力系统额定电压？为了使电力系统和电气设备制造厂的生产标准化、系列化和统一化，电力系统的电压等级应有统一的标准。
发电机，变压器和电力线路的额定电压与电力系统的额定电压的关系：发电机的容量一般比电力系统高5%，升压变压器的一次绕组的额定电压比电力系统高5%，二次高10%，降压器一次与电力系统相同，二次绕组高10%，电力线路和电力系统额定电压相同 电力系统电压等级特点： 1.发电机的额定电压较电力系统的额定电压高出5%。
2.电力变压器的一次绕组是接受电能的，相当于受电设备，其一次绕组的额定电压应等于电力系统的额定电压，对于直接和发电机连接的升压变压器的一次绕组额定电压应等于发电机的额定电压，使之相互配合。
3.电力变压器的二次绕组是提供电能的，相当于供电设备，其二次绕组的额定电压较电力系统额定电压高出10%。
但在3、6、10kV 电压时，如短路阻抗小于7.5%的配电变压器，则其二次绕组的额定电压比同级电网的额定电压高出5%。
第二章 电气设备的原理与功能变压器：利用电磁感应原理吧一种电压等级的交流电转换成相同频率的另一电压等级的交流电能。
电气工程概论-1绪论2015
电气工程概论北京交通大学2016.3第一章绪论1.1 电气科学与工程的发展简史电气科学与工程的发展简史1.11131.1.1电气科学的萌芽与理论形成1.1.1 电气科学的萌芽与理论形成在中国，磁性最早出现于一本公元前四世纪编写的书《鬼谷子》：“其察言也，不失若磁石之取针，……”(察析这人的言词话语就好像用磁石吸取铁针话语，就好像用磁石吸取铁针)。
磁石在汉朝之前写作“慈石”，意为它像慈母吸引子女一样吸引铁屑公元前铁屑。
公元前239年左右完成的《吕氏春秋》九卷精通篇就有：“慈招铁，或引之也。
”公元前三世纪的《管子》记载：“上有慈石者，下有铜金”“铜金”就是一种铁矿鬼谷子，原名王诩，又名王禅，是春秋时期著名的思想家谋略家兵家教育家金。
铜金就是种铁矿。
说明中国在公元前三世纪前就把磁石与寻找铁矿联系起来。
家、谋略家、兵家、教育家，纵横家的鼻祖。
他的弟子有兵家：孙膑、庞涓；纵横家：苏秦张仪苏秦、张仪。
公元一世纪，东汉时期，王充在古籍《论衡》中出现公元世纪东汉时期王充在古籍《论衡》中出现了关于静电与磁性的记载：“顿牟掇芥，磁石引针”（顿牟即琥珀，摩擦后的琥珀能吸引草芥，而磁石能吸引铁针）。
这是第一次把电与磁现象并列。
王充在《论衡》中还对指南针的最早形态司南的——形状和用法做了明确的记录。
公元年北宋1086-1093年，北宋科学家沈括在《梦溪笔谈》里清楚地描述了指南针的制作与使用方法由于指南针使航海使用方法。
由于指南针使航海的准确度得以大大改善，有力促进了科学发展与人类进步，从而使指南针成为古代中国四大发明之一。
哥伦布首航舰队旗舰圣玛利亚号（仿制品）司南（仿制品）(公元前1100～前771)的青铜器“番生簋”上就中国古代前出现了“電”字。
中国东汉许慎编著的文字工具书《说文解字》中对“电”的解释是：“電，，陰陽激燿也。
字》中对电的解释是：電[堂練切]陰陽激燿也从雨从申”。
是“神”也是“电”的雏形。
甲骨文研究认为和既是神也是电的雏形。
电气工程基础
1.3电力系统的负荷
1.3.1电力负荷的组成 由第一、二、三产业及城乡居民生活用电组成，其中第二产业用电比重最高。
1.3.2电力负荷的特性 1．负荷特性 负荷特性：交流用电设备所消耗的有功、无功功率与其电源的电压及频率的 关系。 2.负荷静特性 负荷静特性：系统频率及电压缓慢变化时，地区负荷的有功、无功功率的变 化情况，通常以电压和频率的多项式或指数函数表示。 （1）多项式表示
3.日负荷曲线特性 （1）日负荷率 日负荷率：日平均负荷与日最大负荷之比，常以γ表示。 γ=Pdav/Pdmax 式中：Pdav为日平均负荷；Pdmax为日最大负荷。 （2）日最小负荷率 日最小负荷率：日最小负荷与日最大负荷之比，常以β表示。 β=Pdmin/Pdmax 式中：Pdmin为日最小负荷。
（2）指数表示
PL jQL PL0 (U / U 0 ) NPV jQL0 (U / U 0 )
式中：NPV，NQV为常数。
NQ V
]
1.3.3电力负荷曲线 一．影响负荷变化的因素 1.作息时间 2.生产工艺 3.气候 4.季节
二．负荷曲线种类 1.负荷曲线 负荷曲线：电力负荷随时间变化的关系。 2.种类 （1）根据持续时间分为：日负荷曲线、周负荷曲线、年负荷曲线 （2）根据涉及的范围分为：个别用户负荷曲线、变电站负荷曲线、电力系统 负荷曲线 注：电力负荷一般指有功功率，电力系统规划和设计中，日负荷曲线应用最多。
2.作用 发电厂：把一次能源转化为电能； 输电系统：完成远距离大容量输电任务（距离达几百、甚至上千km，电压 在110kV到750kV之间）； 配电系统：将电能分配给用户（高压配电系统：110kV-220kV，低压配电 系统：380/220V）；
3. 电压等级 （1）用电设备额定电压与电网（线路）额定电压相等 由于线路和变压器等元件上产生的电压损失，使线路上电压处处不相等，各点 实际电压偏离了额定值，顺着远离电源的方向，线路电压下降。一般用户处 （用电设备）电压偏移不得超过±5% ，取线路的平均电压为用电设备的额定 电压：
电气工程概论第一章 概论
招聘实例4
• 富士电机产业（上海）有限公司 • • • • • • • 职位：技术支持/客户服务 工作地点:上海 要求： 1.具备电子、电气或者电机专业本科以上学历。 2.相关工作经验不限。 3.懂日语或英语者优先。 公司简介： 我公司是组装电控装置、生产销售工、 低压电器、电气设备配套等的日本独资企业集团。因 业务拓展的需要，现向社会诚聘符合要求的人才。
• 高电压技术与绝缘(High Voltage Tech. and Insulations)
• 电力电子与电气传动(Power Electronics and Electric Drives)
• 电工理论及电工新技术(Theories and New Tech. of Electric Engineering)
招聘实例2
• • • • • • • 杭州明天能源投资有限公司-电力工程师 招聘职位：电力工程师 工作地点：沈阳市 招聘人数：2 工作年限：不限 薪水范围：面议 职位描述：电力工程师要求：本科及以上学历,电气工程、 工业自动化相关专业；三年以上的电厂电气工程建设或维 护经验；熟悉高压和低压电气设备；具有电站电气工程安 装、调试或维修、监理工作经验。具有电气监理工程师证 书者优先。熟练应用AUTOCAD软件。
招聘实例3
• • • • 深圳市华为安捷信电气有限公司 招聘职位：电气工程师 工作地点：深圳 职位要求： 1、有信号和电源防雷产品的开发和测试实践经 验，或宽带接入产品的开发和测试实践经验，或 LC低通滤波器的开发、测试实践经验；有机电一 体化的设计经验； 2、有3年的产品开发设计经验； 说明：电力系统及其自动化、机械设计及其自动 化、机械工程等相关专业的优秀应届生也可考虑
从专业的角度 • 电气工程及其自动化，比较广泛
华中科技大学-电气工程基础课件熊银信-第1章-绪论稻香书屋
（图中的100%表示额定值）
（图中的100%表示额定值）
电压质量标准：
HUST_CEEE
名称
允许限值
说明
供电电 压允许
偏差
35kV 及以上为正负偏差绝对值 之和不超过 10%；
10kV 及以下三相供电为7%； 220V 单相供电为+7%，－10%
衡量点为供用电产权分界处或电能计量点
我国电力系统的发展：
年份
1949 1978 1987 1995 2000 2004 2005 2006 2007 2009
装机容量 /(万 kW)
184.86 5712 10290 21720 31900 44070 51200 62200 71329 87407
年发电量 /(亿 kW·h)
43.1 2566 4973 10069 13685 21870 24747 28344 32559 36506
切的关系：社会政治经济影响巨大。 负荷分类：一类负荷、二类负荷、三类负荷
❖电力系统的地区性特点较强：发展各具特色。 电力系统的规划设计、运行等不能盲目搬用其它
系统的经验。
四、对电力系统的要求
❖ 保证供电可靠 ❖ 保证良好的电能质量 ❖ 提高电力系统运行经济性
Exa：一台1000MW火电机组，年利用小时5000h，煤耗 率290g/kW.h，煤价：600元/吨。
48.75
18327
24
卢森堡
4
8333
6
阿联酋
76.11
17416
25 沙特阿拉伯
189.08
7813
7
瑞典
148.85
16268
26
德国
637.1
电气工程学概论
电子技术：数字/模拟 通信技术 微机原理
理论基础
自动控制原理、信号与系统、电磁场 电路基础
技术稳 定性强
电气与自动化工程学院·
8
讲授内容
第1章 绪论
第2章
第3章 第4章
电路问题
电路分析基本方法 相量运算及交流电路分析
第5章
第6章 第7~9章 第11章 第14章 第19章
交流电路的频率特性
电路暂态过程分析 模拟信号与模拟系统 逻辑控制系统 电力系统（安全用电） 电磁与电动器件
电气与自动化工程学院·
重要点
轻细节
时域方法
频域方法（自变量是频率）
电气与自动化工程学院·
14
为什么从电路理论开始学习？
1. 电气工程（系统）的运行状态及运行过程取决于 系统结构及其内部的电磁效应和电磁过程。
2. 系统的结构用电路描述，系统内部电磁效应用电 路参数描述。 3. 电路的语言是电气工程的基础语言。
因此，电气工程的问题实质是电路问题，电路 理论是电气工程的理论基础。
3绪论第2章电路问题第3章电路分析基本方法第4章相量运算及交流电路分析第5章交流电路的频率特性第6章电路暂态过程分析第79章模拟信号与模拟系统第11章逻辑控制系统第14章电力系统安全用电第19章电磁与电动器件8电工学的基本思想与研究内容列写电路方程的基本原理之一1
电气工程学概论
林孔元 主编 李 鹏 讲授
无论是强电还是弱电， 都需要遵从电路原理 • 弱电—— 电信号的传递、转换与利用
技术核心：电子技术、信号处理、自动控制理论 关注：信号传输质量、抗干扰能力、信号处理能力
电气与自动化工程学院·
7
电气工程学体系架构
电气工程基础
电力系统分析第一章绪论1.发电厂、变电站、电力网、电力系统、动力系统发电厂：生产电能的工厂，它把不同种类的一次能源转换成电能。
变电站：联系发电厂和用户的中间环节，一般安装有变压器及其控制和保护装置，起着变换和分配电能的作用。
电力网：由变电站和不同电压等级输电线路组成的网络，称为电力网。
电力系统：由发电厂内的发电机、电力网内的变压器和输电线路及用户的各种用电设备，按照一定的规律连接而组成的统一整体称为电力系统。
动力系统：在电力系统的基础上，还把发电厂的动力部分，如火力发电厂的锅炉、汽轮机，水力发电厂的水库、水轮机，核动力发电厂的核反应堆等也包含在内的系统，称之为动力系统。
注：从广义上来说动力系统+电力网称为电力系统，狭义上来说电力网就是电力系统。
2.电力系统的特点和要求特点:(1)电能不能大量存储；(2)过渡过程十分短暂(3)与国民经济各部门和人民生活有着极为密切的关系(4)地区性特点较强要求：(1)保证供电可靠(2)保证良好的电能质量(3)为用户提供充足的电力(4)提高电力系统运行经济性3.电能的质量指标、我国电压允许偏差、频率变化允许偏差衡量电能质量的主要指标有电压、频率和波形。
我国电压允许偏差为±5%频率变化允许偏差为±0.2%~±0.7%4.电力系统额定电压制定原则、我国电压等级原则：根据技术经济上的合理性、电气制造工业的水平和发展趋势等各种因素而规定的。
电压等级：低于3kV系统的额定电压和3kV及以上系统的额定电压两类。
5.接地及接地的种类为了保证电力网或电气设备的正常运行和工作人员的人身安全，人为地使电力网及其某个设备的某一特定地点通过导体与大地作良好的连接，称为接地。
5种接地方式：工作接地、保护接地、保护接零、防雷接地、防静电接地。
6.中性点的接地方式及特点（1）中性点不接地------保护接地（2）中性点直接接地------保护接零（3）中性点经消弧线圈接地（4）中性点经电阻接地第二章发电系统1.能源的分类、电能（1）按获得的方法分：一次能源：能源的直接提供者，例如煤炭、石油、天然气、水能、风能等二次能源：由一次能源转成而成的能源，例如电能、蒸汽、煤气等（2）按被利用的程度分常规能源：已被人们广泛利用的能源，例如煤炭、石油、天然气、水能等新能源：用新发展的科学技术开发利用的能源，例如太阳能、风能、海洋能、地热能等（3）按能否再生分可再生能源：自然界中可以不断再生并且有规律地得到补充的能源，例如水能、风能、太阳能、海洋能等。
电气工程概论 第一章 绪论
1.2 电气科学与工程的发展简史
司南模型
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时间 公元前七世纪
典型事件
人物/国家
发现磁石与磁现象 中国、希腊
公元前一世纪
1600年
静吸引
王充（叙述），中国
《论磁石》论述磁 吉尔伯特，英国 现象（近代电磁学 研究的开端）
1660年
1745年
发明摩擦起电机
发明莱顿瓶
奥托· 库克，德国 冯·
荷兰莱顿大学，克里斯特与 莫什布鲁克
我国的歼-10飞机就采用放宽静稳定度的4余度电传操纵系统。
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在建筑中综合计算机技术、自动控制技术、 通信技术和电气工程技术构成楼宇自动化 技术。智能楼宇的目标是：提供安全、舒 适、快捷的优质服务；建立先进的管理机 制；节省能耗和降低人工成本。
智 能 楼 宇 示 意 图
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近年来的研究热点：
人物/国家
1747年 发明避雷针
富兰克林 ，美国
1785年 发现库仑定律
库仑，法国
1800年 发明伏打电池
伏打，意大利
13
库仑和他发明的扭力天平
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伏特与伏打电池 伏打电池使电不再是微弱的转瞬即逝的现象，让电学迈出了静电学的狭 小范围，极大地推动了电学的研究与应用。
15
时间 1820年
典型事件及意义 发现电流的磁效应 研究通电导线之间的吸 引或排斥现象，随后建 立安培定律 欧姆定律 发现电磁感应现象并建 立电磁感应定律
3
1998年国家颁布的大学本科专业目录
•电机电器及其控制 •电力系统及其自动化 •高电压与绝缘技术 电气工程及其 自动化专业 强弱电结合，二者并重 的专业
•电气技术
电气工程导论章 (1)
第1章 绪 论
由于交流输电的发展和成功，美国当时正在准备建设的尼亚 加拉水电站最终决定采用三相交流输电系统。威斯汀豪斯为其公 司争得了这座水电站的承建合同，从1891年开始建设，1895年建 成，1896年投入运行。这座发电站的总容量近100 kW。它将发 出的5000 V电压的电用变压器升至11 000 V，输送到距离40 km 的布法罗市。电力的作用已不仅仅是用于照明，而开始成为新兴 工业的动力和能源。电力的应用和输电技术的发展，促使一大批 新的工业部门相继产生。首先是与电力生产有关的行业，如电机、 变压器、绝缘材料、线路器材等电力设备的制造、安装、维修和 运行等生产部门；其次是以电作为动力和能源的行业，如照明、 电镀、电解、电车、电梯等工业交通部门；另外还有各种与生产、 生活有关的新的电器生产部门也相继出现了。这种发展的结果， 又反过来促进了发电和高压输电技术的提高。到1903年输电电压 达到60 kV；第一次世界大战前夕，输电电压达到150 kV。
和重要的信息载体。其显著特点在于易于变换、传输和控制。
第1章 绪 论
1820年，安培(A.M.Ampere)发现了电磁效应。1831年， 法拉第(M.Faraday)发现一块磁铁穿过一个闭合线路时，线 路内就会有电流产生，这个效应就是电磁感应。法拉第的 电磁感应定律是他最伟大的贡献，揭示了电磁感应原理， 奠定了电磁学基础。正像法拉第用他发明的第一台发电机 (法拉第盘，见图1-1)所演示的那样，电磁感应可以用来产 生连续电流。虽然给城镇和工厂供电的现代发电机比法拉 第发明的发电机要复杂得多，但是它们同样都是根据电磁 感应原理设计的。
第1章 绪 论
变压器靠这一工作原理，把发电机输出的电压升高， 而在用户那里又把电压降低。有了变压器可以说就具备了 高压交流输电的基本条件。1884年，英国人埃德瓦德、霍 普金生(1859—1922年)又发明了具有封闭磁路的变压器。 1885年，威斯汀豪斯(1846—1914年)对高兰德和吉布斯变 压器的结构又进行了改进，使之成为一台具有现代性能的 变压器。1891年，布洛在瑞士制造出高压油浸变压器，后 又研制出巨型高压变压器。由于变压器的不断改进，因此 远距离高压交流输电取得了长足的进步。
电气工程概论
电能质量主要(zhǔyào)指标的影响因素、主 要(zhǔyào)危害以及可采用的解决方法见表 1-5。
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第十九页，共77页。
3．提高电力系统(diàn lì xì tǒnɡ)运行的经济 性
（1）在发电环节，要综合各类发电厂的运行 特点，合理安排其发电顺序，实现电源的优化 组合。
第十三页，共77页。
2．保证良好的电能质量 衡量电能质量的主要指标有电压、波形和频率。 （1）电压 电压质量一般用电压偏差、电压波动和闪变以及三
相电压不平衡度三个指标来衡量。
（1-1）
U % U U N 100% UN
式中：△U% 为电压偏差；U电网某点的实际运行 (yùnxíng)电压；UN 为额定电压。
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第二十六页，共77页。
变压器二次绕组的额定电压，是指变压器空载情况下的 额定电压。
变压器带负载运行时，其一,二次绕组均有电压降，如按 变压器满载时一、二次绕组压降为5％考虑，为使满载 时二次绕组端电压仍高出电力网额定电压5％，用于补 偿线路的电压降,则必须(bìxū)选变压器二次绕组的额定 电压比电力网额定电压高出10％。
我国规定的用户受电端的电压偏差见表1-2。
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第十四页，共77页。
表1-2 用户供电电压(diànyā)允许变化范 围
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电压波动是指电压在系统中作快速、短时的变 化，变化更为剧烈的电压波动称为(chēnɡ wéi) 闪变。
电压波动一般用电网某点电压最大值与最 小值之差对电网额定电压的百分比表示，即
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第三十页，共77页。
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电气工程概论 第1章 绪论
电气工程专业形成及发展现状
电气工程 的历史和形成呢个 随着基础理论研究的逐步深入，科学技术的不断进步，全新的设计理
念、设计方法的提出，在今后若干年内，它们会对电气工程学科的发 展趋势产生较大的影响。 （1）信息技术的进步将对电气工程学科的发展产生决定性影响。
智能化开关设备
工业与民用建筑电气工程
电热应用
通信及网络系统
绿色清洁能源发电技术及应用
其他方向发展动向
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电气工程概论 第1章 绪论
本章小结及知识点回顾
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电气工程概论 21世纪高等学校本科系列教材
出版社 理工分社
再见
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电气工程概论 第1章 绪论
1.2.1 人才培养条件 应用型本科院校培养的学生大多以动手能力较强的工程师及技术工人为主。 电气专业建设内容归纳为； （1）办学理念和专业建设观念的更新。 办学理念和专业建设观念是特色专业建设的指导思想，影响着特色专 业建设的方向、进程和绩效。 （2）专业教学条件建设与实践教学建设。 建设实验室、实习和实训基地，推动和促进了本专业的硬件建设。要 培养高等技术应用型人才，必须有良好的硬件设施和条件，这是形成工学 专业教育应用型特色人才培养的物质基础。
（2）电气工程学科与物理科学的相互交叉面拓宽，将为电气工程 学科的发展带来新的机遇。
（3）快速变化的新技术、新方法将成为电气工程学科提供更科学 的技术方案。 电气工程学科注重理论研究与工程实践相结合，加强理论基础，拓 宽专业知识面。随着电气工程科技进步和自动化水平的提高，电气工 程学科专业技术人才必须掌握信息技术、自动化技术和计算机技术。
电气工程专业形成及发展现状
电力电子与电力传动
电气工程 的历史和形成呢个
包括：在各级工业、交通运输、电力系统、新能源系统、计算机系统、 通信系统以及家电产品等各个领域都有广泛应用，如航天飞行器中的 特种电源、远程特高压电压传输系统，家用的空调、冰箱和计算机电 源，都离不开电力电子及电力传动技术。电力电子技术在输电网中的 应用电磁现象的基础理论研究及新技术的开发与应用，为电气工程学 科准备必要的理论基础.
总之，电气专业也因此要与时俱进，不断发现新技术、新工艺、新设 备、新材料，提高自身技术素质。
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电气工程概论 第1章 绪论
1.2.2 人才培养目标 强电和弱电结合，电力技术和电子技术结合，元件与系统结合，计 算机软件与硬件结合。
培养德、智、体、美全面发展，基础扎实、知识面宽、具有创新精 神，实践能力强，知识、能力、素质协调统一，能适应工矿企业、发电 厂、电力公司、研究所与设计院等部分科技及生产发展需要，从事与电 气工程有关的研发、制造、运行与管理等工作，获得工程师基本训练的 应用型高级专门人才。
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电气工程概论 第1章 绪论
电气工程的理论基础及实践
电气工程 的历史和形成呢个
新技术革命对电气工程技术的推动 （1）计算机的升级换代对电气工程技术的推动 （2）电子信息技术的发展
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电气工程概论 第1章 绪论
电气工程专业形成及发展现状
电气工程 的历史和形成呢个
传统的电气工程定义为“用于创造产生电气与电子系统的有关学科的 总和”。 应用型本科教育是以高级应用为目的的专业性通才教育，以现代工程 师为培养目标，是学历教育和素质教育的统一。应用型本科教育在组织 形式，育人机制及经费来源上应于社会高度联合，在人才培养过程和模 式上应高度重视和企业的高度融合。 目前，大多院校的电气工程及其自动化专业中，电气工程一级学科中 下属5个二级学科，分别是电机与电器、电力系统及其自动化、高电压与 绝缘技术、电力电子与电力传动和电工理论与新技术。
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电气工程概论 第1章 绪论
1.2.3 电气工程及其自动化专业毕业生应获得的知识和能力
（1）知识结构 （2）能力结构
（3）素质结构
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电气工程概论 第1章 绪论
1.3电气工程及其自动化专业未来发展趋势 工厂自动化
智能控制及仿真控制 新型电工电子功能材料 电气测量仪表和工业自动化仪表
电气工程的理论基础及实践
电气工程 的历史和形成呢个
电工技术的初期发展 （1）直流发电机的诞生 （2）远距离输电和电力工业技术体系的初步建立 （3）交流发电机电荷电动机的诞生
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电气工程概论 第1章 绪论
电气工程的理论基础及实践
电气工程 的历史和形成呢个
电工理论的建立 （1）电路理论的建立 （2）电网络理论的建立 （3）交流发电机电荷电动机的诞生
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电气工程概论 第1章 绪论
电气工程专业形成及发展现状 电力系统及其自动化
电气工程 的历史和形成呢个
包括：电力生产的全过程(包括发电、输电、配电、用电等)，其研究内 容衍生的各项技术成果广泛应用于发电厂、变压器、输电线路和配电 装置中，涉及控制、优化、经济、稳定等多项指标。除了涉及电气工 程相关知识外，该专业对自动化、测量、计算机、通信等技术也有较 高要求
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电气工程概论 第1章 绪论
电气工程专业形成及发展现状 高电压与绝缘技术学科 包括：电力系统防雷保护设计、绝缘子在线监测、防污闪、水果保鲜、 真空断路器设计、脉冲储能技术及军工产品等，其研究内容与多个学 科交叉，如脉冲与等离子方向、超导技术方向、自动化方向等
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电气工程概论 第1章 绪论
电气工程的历史和形成 电气工程的理论基础及实践 电气工程专业形成及发展现状
பைடு நூலகம்4页
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电气工程概论 第1章 绪论
电气工程的历史和形成
电气工程 的历史和形成呢个
富兰克林著名的“风筝实验”为人类解开了电的神秘面纱， 麦克斯发现的电磁理论，让电气工程的理论基础趋于完善 20世纪交接的年代，西方发达国家陆续将电气工程专业植入大学课程 ，这是电气工程专业最早出现的地方。
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电气工程概论 第1章 绪论
电气工程专业形成及发展现状 电力系统及其自动化
电气工程 的历史和形成呢个
包括：电力生产的全过程(包括发电、输电、配电、用电等)，其研究内 容衍生的各项技术成果广泛应用于发电厂、变压器、输电线路和配电 装置中，涉及控制、优化、经济、稳定等多项指标。除了涉及电气工 程相关知识外，该专业对自动化、测量、计算机、通信等技术也有较 高要求
第1章 绪论
1.1 电气工程及其自动化专业发展现状
1.2 应用型本科院校电气专业的人才培养目标及条件 1.3 电气工程及其自动化专业未来发展趋势
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电气工程概论 第1章 绪论
1.1 电气工程及其自动化专业发展现 状 电气工程（Electrical Engineering）是研究电磁领域的客观规律及其应用的 科学技术，是以电工科学中的理论和方法为基础而形成的工程技术。
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电气工程概论 第1章 绪论
1.2电气工程及其自动化专业发展现状 电气工程的历史和形成 电气工程的理论基础及实践 电气工程专业形成及发展现状
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电气工程概论 第1章 绪论
1.2 应用型本科院校电气专业的人才培养目标 应用型本科院校以培养学生实践创新能力为目标，对电气工程及其 自动化的课程体系和培养计划进行深入研究，构建和实施以“通识教育 为基础的宽口径专业教育”的课程体系。 低年级主要在通识教育和基础课程平台上培养，高年级按学生兴趣 选择专业或专业方向，主要在专业学科基础课程和专业特色课程平台上 培养，使同类各专业学生能做到交叉通融，扩大学生的学习自主权，激 发学生学习的积极性、主动性和创造性。
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电气工程概论 第1章 绪论
电气工程的理论基础及实践
电气工程 的历史和形成呢个
电磁学理论的建立及通讯技术的发展 （1）库仑定律 （2）“伏打电池” （3）奥斯特发现电流的磁效应和安培右手定则 （4）法拉第发现电磁感应
（5）麦克斯韦建立电磁场理论
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电气工程概论 第1章 绪论
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电气工程概论 第1章 绪论
电气工程专业形成及发展现状
电气工程 的历史和形成呢个 电机与电器学科
包括：电力系统中的大型发电机、电动机，有着广泛应用的中小型电机 。前者侧重于运行分析、建模仿真及监测诊断，后者侧重于理论分析 、设计方法及现代节能控制技术。就电力工业本身而言，电机就是发 电厂和变电站的主要设备，它在机器制造业和轻、重型制造工业中应 用广泛。可以说，只要涉及电机的场所都能看到该学科的研究成果。 该专业毕业生可在电力系统相关单位从事大型电机运行分析、监测控 制或故障诊断等相关技术工作，也可在其他行业从事电机设计及运行 控制和节能技术开发工作，还可在相关科研单位、高等学校从事科研 及教学工作，或从事与电机及其运行控制相关的管理工作。
电气工程概论
《电气工程概论》
第1章 绪论
成都理工大学工程技术学院 自动化工程系 孙莉莉 2018/11/21
电气工程概论
本书内容
第1章 第2章 绪论 电机与电器技术应用及发展新技术
第3章
电力系统及其自动化应用及发展新技术
第4章
第5章
电力电子与电力传动
高电压与绝缘应用及发展新技术
电气工程概论 第1章 绪论