《电气工程概论》1-4章.ppt

主讲：付立思 第一章 绪论 本章将从电气工程的历史和形成、电气工程的地位和发展、电气工程的展望这三个部分做一个简要介绍。 一、电气工程的历史和形成 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，它是研究电磁领域的客观规律及其应用的科学技术。 电气工程学科发展到今天，可将其分为相对独立的五个分支: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。 这五个分支概况如下： 电力系统及其自动化 电力系统可靠性和规划理论及方法 电力系统经济运行理论和方法 电力系统控制理论和方法 人工智能、专家系统及人工神经网络在电力系统中的应用 输电技术及新输电方式 计算机技术在电力系统分析和自动化中的应用 电力系统蓄能方式和技术 高电压及绝缘技术 气体放电基本理论 电晕（含局部）放电 电弧（含真空）放电 界面放电 固体介质击穿理论 冲击波的传播过程及其限制 电机及其控制技术 电机物理场计算及优化设计 电机参数测算及运行分析方法 电机控制系统 电机在线测试及诊断 同步 电力的励磁系统及及机电耦合振荡 电机节能方式 电机结构、材料及原理的探索 电力电子技术 电力电子器件 功率变换 电力电子技术在电力工业中的应用 电力电子技术在运动控制系统中的应用 电力电子在电源技术中的应用 国内外电力电子学发展趋势 电工新技术 高功率脉冲技术 等离子体技术 超导电工技术 环境保护中的电工技术 精密微细电加工技术 生物、医学中的电工新技术 电磁场对生态环境的效应 电气工程作为一门技术科学除了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。 电气工程学科的基础理论所研究的对象是经过人类加工改造后出现的新现象，而不是自然界固有存在的现象。还不能只限于现象的分析，而应包括实现所需现象的综合以及为此所需的代价，从而使方法和途径也占有重要地位。 电气测量技术在电气工程各分支学科的技术发展中具有耳目和神经的作用，它是定量研究电气工程技术问题的手段，随着各分支学科的发展而迅速发展。电气测量技术及其仪器的自动化、微机化、智能化、多功能化等发展趋势，已深深渗透到电气工程各分支学科的测量技术中。 新原理、新技术和新仪器日新月异，例如测量、监视、控制等多功能新型装置以及现场测试或实时监测技术对整体系统精度的改进等，都对电气工程分支学科的发展起了重要作用。 二、电气工程的地位和发展 电气工程学科在国家科技体系中具有特殊的重要地位。 它是国民经济的一些基本工业（能源、电力、电工制造等）所依靠的技术科学，也是另一些基本工业（交通、铁路、冶金、化工、机械等）必不可少的支持技术，更是一些高新技术的重要科技组成部分。 建国以来，我国电工科学已经随着一次能源开发以及电力工业的飞速发展，逐渐从基础薄弱的落后状态向跻身世界先进行列迈进。在汽轮发电机组的研发、断路器和避雷器等电器制造、大型电力变压器研制、输电线路、电力电子和电工新技术等方面取得了突飞猛进的发展。 我国的电工科学已发展成为国民经济发展中可靠的支柱。 三、电气工程的展望 20世纪中叶以来，以电子信息技术为核心的新技术革命正在兴起，冲击着所有传统科学，包括基础科学、技术科学、综合科学，甚至社会科学等在内的广大领域。 据统计，最近20年中的科技创造和发明超过了过去两千年中创造发明的总和。 电气工程学科在经验和教训中不断发展 著名案例 —— 美加“814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。 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。 第二章 电机与电器基础 第一节 开关电器 一、概述 [一]主要开关电器