电气工程概论(全)
电气工程概论全套教学课件

(4)线路末端单相对地短路电流不小于1.5倍断路器脱扣器 整定电流。
(5)欠电压脱扣器额定电压等于线路额定电压;按使用场合 的需要来确定是否需要带延时。
(6)注意断路器接触方向,母联断路器应选用可在下方进线 的断路器。
(7)注意与其他电器的配合协调,各级断路器的过电流脱扣 器整定值和延时应符合选择性配合要求。
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。
圆盘形触头目前只用于开断电流要求不大的真空负荷 开关和真空接触器上。
2 横向磁场触头
横向磁场就是与弧柱轴线相垂直的磁场,它与电弧电 流产生的电磁力能使电弧在电极表面运动,防止电弧停留 在某一点上,延缓阳极斑点的产生,提高了开断能力。
我国一次能源总产量达10.9亿吨标准煤(2000),居世界第 三位,比1949年增长了44倍。但电能比重仍较落后,只占国民 经济总能源消耗的25%左右。
1949年,我国电力工业的发电量4.3亿kWh(世界排序第25 位)、装机容量1850MW(世界排序第21位)。
2003年,分别增加到19052亿kWh和391GW(皆居世界第二 位),各增大443倍和211倍。
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

1998年国家(guójiā)颁布的大学本科专业目录
•电机电器(diànqì)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 自的工科引导性专业目录中,把电气工程及其自动化专业和自动 化专业中的部分合并为电气工程与自动化专业。
3 第四页,共38页。
1.2 电气(diànqì)科学与工程的发 展简史
7 第八页,共38页。
时间 公元前七世纪 公元前一世纪 1600年
1660年 1745年
典型事件
人物/国家
发现磁石与磁现象 中国、希腊
静电吸引
王充(叙述),中国
《论磁石》论述磁 吉尔伯特,英国 现象
发明摩擦起电机 奥托·冯·库克,德国
发明莱顿瓶
荷兰莱顿大学,克里斯特与 莫什布鲁克
目前,我国的电气(diànqì)工程及其自动 化专业不包括通信。
5
第六页,共38页。
电气科学与工程的学科分类
电磁学与电路理论
电机电器学
电力(diànlì)系统
电工材料学
高电压与绝缘
电力(diànlì)电子学
脉冲功率技术
放电理论与放电等离子体
超导电工学
生物电磁学
电磁兼容
新能源与新发电技术
6
第七页,共38页。
36
第三十七页,共38页。
第三十八页,共38页。
网络化
电力网络 信息通信网络 工业控制网络 SCADA/EMS DMS/DSM/GIS
……
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线控汽车
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第二十七页,共38页。
全电旅游船电气设备布置(bùzhì)
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第二十八页,共38页。
多电飞机电气设备布置
电气工程概论 第六章 电工新技术(一)

电气工程概论 28
1.日本超导磁悬浮列车技术
车载超导磁体
动 力 集 成 绕 组
感 应 导动 磁力 铁集 成 超
驱动列车行驶
悬 浮 超 导 磁 铁
电气工程概论
7
6.2.2 超导技术的应用
一.超导电机
绕组由实用超导线绕制成的电机。具有功率密度大、 效率高等优点。
83MW超导发电机超导转子(左)与试验车间(日本)
电气工程概论 8
超导线在临界温度Tc、临界磁场强度Hc和临界电流密度 Jc值以内时,具有超导性,其电阻为零。 超导电机绕组的电阻损耗降为零,既解决了电枢绕组发热、 温升问题,又使电机的效率大为提高。 更重要的是超导线的临界磁场强度和临界电流密度都很高, 使超导电机的气隙磁通密度和绕组的电流密度可以比传统常 规电机提高几倍到几十倍。这样,就大大提高了电机的功率 密度,降低电机的重量、体积和材料消耗。
第6章 电工新技术
电气工程概论
1
主要内容:
了解电工新技术的发展趋势; 了解超导电工技术; 了解聚变电工技术; 了解磁流体发电技术; 了解磁流体推进技术; 了解可再生能源发电技术; 了解磁悬浮列车技术; 了解燃料电池技术; 了解飞轮储能技术; 了解脉冲功率技术; 了解微机电系统。
电气工程概论 2
6.1 电工新技术的发展趋势
电气工程概论 21
日本超导磁悬浮列车MAGLEV
(磁 图悬 片浮 资列 料车 )的 原 理 和 应 用
22
超导磁悬浮列车的轨道
电气工程概论
电气工程概论第三章-电力电子

电气工程概论
3.1 功率半导体器件
图3-2示出了各种功率半导体器件的工作范围
电气工程概论
3.1 功率半导体器件
二、大功率二极管
大功率二极管属不可控器件,在不可控整流、电感性负载回路 的续流等场合均得到广泛使用。
(一)大功率二极管的结构 大功率二极管的内部结构是一个具有P型、N型半导体、一个PN 结和阳极A、阴极K的两层两端半导体器件,其符号表示如图33(a)所示。 从外部构成看,也分成管芯和散热器两部分。一般情况下, 200A以下的管芯采用螺旋式(图3-3(b) ),200A以上则采用平板 式(图3-3(c) )。
1. 电压参数
(1)断态重复峰值电压UDRM 取断态不重复峰值电压UDSM的90%定义为断态重复峰值电压UDRM, “重复”表示这个电压可以以每秒50次,每次持续时间不大于 10ms的重复方式施加于元件上。
电气工程概论
3.1 功率半导体器件
(2)反向重复峰值电压URRM
取反向不重复峰值电压URSM的90%为定义为反向重复峰值电压 URRM,这个电压允许重复施加。
电气工程概论
3.1 功率半导体器件
三、晶闸管(SCR)
晶闸管是硅晶体闸流管的简称,其价格低廉、工作可靠,尽管 开关频率较低,但在大功率、低频的电力电子装置中仍占主导 地位。 (一)晶闸管的结构 晶闸管是大功率的半导体器件,从总体结构上看,可区分为管 芯及散热器两大部分,分别如图3-7及图3-8所示。
晶闸管常应用于低频的相控电力电子电路,有时也在高频电力电子电路中 得到应用,如逆变器等。在高频电路应用时,需要严格地考虑晶闸管的开 关特性,即开通特性和关断特性。
(1)开通特性 晶闸管由截止转为导通的过程为开通过程。图3-11给出了
电气工程概论

电气工程概论
电气工程是一门研究电子、电路、控制、通信等学科的重要学科。
电气工程的学科特点是理论与实践密切结合,既包含基础理论又包含
实际应用,因此在现代科技领域中有着重要的作用。
电气工程的基础理论包括电磁场理论、电路理论、信号处理等。
这些理论为电气工程领域的应用提供了强有力的支持。
同时,电气工
程也是一个高技术的领域,其中有很多利用电气技术来解决实际问题
的应用。
例如,能源系统、通信系统、控制系统等。
电气工程的应用领域非常广泛。
电能系统是电气工程中的重要领
域之一,包括发电、输电、配电和用电等方面的应用。
在现代工业中,电气工程在控制系统方面也占据很大的一部分,从传统的工业控制领
域到现代的自动化控制系统都有着广泛的应用。
在信息技术领域,电
气工程也逐渐渗透进去,如通信系统、计算机网络等,几乎所有的现
代科技领域都需要电气工程的支持。
因此,电气工程在现代科技领域中担任着非常重要的角色,为人
类生产和生活提供了极大的帮助。
近几年来,越来越多的人选择学习
电气工程,它已成为世界上最受欢迎的专业之一。
总之,电气工程不仅是一个理论完备的学科,而且是一个富有创
新性和应用性的学科。
电气工程的应用范围广泛,因此可以为工业、
商业、医药、医疗、环保、军事等领域提供重要的支持。
在未来的科
技创新中,电气工程必将继续发挥着非常重要的作用。
《电气工程概论》课件

目录
• 电气工程简介 • 电路基础 • 电机与变压器 • 电力系统与电网 • 电气工程中的计算机技术 • 新能源与电气工程
01
电气工程简介
电气工程的定义与重要性
定义
电气工程是研究电的科学和工程 应用,涉及电能的生产、传输、 分配、使用和控制等。
重要性
电气工程是现代工业和经济发展 的重要支柱,为人类生产和生活 提供电力支持,推动科技进步和 社会发展。
PLC技术
PLC(可编程逻辑控制器)是一种专 门为工业环境设计的数字电子设备, 能够进行逻辑控制、顺序控制和运动 控制等功能。
人工智能与机器学习在电气工程中的应用
故障预测与诊断
利用人工智能和机器学习算法对 电气设备的运行数据进行学习, 实现对设备故障的预测和诊断。
优化调度
基于人工智能的优化算法可以对 电气系统进行智能调度,实现能 源的高效利用和系统的稳定运行
电力系统的稳定性与可靠性
稳定性定义
电力系统在正常运行过程中,维持各节点电压、频率和功率平衡 的能力。
可靠性评估
通过分析元件的故障概率和影响程度,对整个系统的可靠性进行量 化评估。
提高稳定性和可靠性的措施
采用自动控制系统、加强设备维护和预防性检修、实施需求侧管理 。
05
电气工程中的计算机技术
计算机在电气工程中的应用
运行特性
保持电力供需平衡,确保 电能质量,实现经济和安 全运行。
运行控制
通过调度自动化系统,实 时监控和调整系统运行状 态,确保稳定供电。
电网的规划与设计
规划原则
满足电力需求增长,优化 资源配置,提高电网运行 效率。
设计要点
确保电网结构合理、安全 可靠、经济环保,并具备 可扩展性。
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什么是电气工程?
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。
例如正是电子技术的巨大进步才推动了以计算机网络为基础的信息时代的到来,并将改变人类的生活工作模式等等。
从某种意义上讲,电气工程的发达程度代表着国家的科技进步水平。
正因为此,电气工程的教育和科研一直在发达国家大学中占据十分重要的地位。
美国大学电气工程学科在机构名称上有的学校称电气工程系,有的称为电气工程与信息科学系,有的称为电气工程与计算机科学系等等。
该学科(系)在科研、教学及学术组织形式上与国内电气工程学科有较大不同。
了解国外学科状态及教学、科研方向,对调整我们的学科方向、提高教学、科研水平具有十分重要的作用。
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。
此定义本已经十分宽泛,但随着科学技术的飞速发展,21世纪的电气工程概念已经远远超出上述定义的范畴,斯坦福大学教授指出:今天的电气工程涵盖了几乎所有与电子、光子有关的工程行为。
本领域知识宽度的巨大增长,要求我们重新检查甚至重新构造电气工程的学科方向、课程设置及其内容,以便使电气工程学科能有效地回应学生的需求、社会的需求、科技的进步和动态的科研环境。
另外,电气自动化技术本身作为当今世界最活跃、最充满生机、最富有开发前景的综合性学科与众多高新技术的合成。
其应用范围十分广泛,几乎渗透到国民经济各个部门,是微电子技术、电力电子技术、计算机应用技术、自动控制技术和信息网络技术等各高新设计集成。
影响因素
今后若干年内对电气工程发展影响最大的主要因素包括:
1、信息技术的决定性影响。
信息技术广泛地定义为包括计算机、世界范围高速宽带计算机网络及通讯系统,以及用来传感、处理、存储和显示各种信息等相关支持技术的综合。
信息技术对电气工程的发展具有特别大的支配性影响。
信息技术持续以指数速度增长在很大程度上取决于电气工程中众多学科领域的持续技术创新。
反过来,信息技术的进步又为电气工程领域的技术创新提供了更新更先进的工具基础。
(MEMS)。
21世纪中的某些最重要的新装置、新系统和新技术将来自上述领域。
3、快速变化。
技术的飞速进步和分析方法、设计方法的日新月异,使得我们必须每隔几年对工程问题的过去解决方案重新全面思考或审查。
这对我们如何聘用新的教授,如何培养我们的学生有很大影响。
涵盖专业
电力电子与电力传动、电力系统及其自动化、高电压与绝缘技术、电力通讯、电机与电器、电工理论及电工新技术。
主要课程
电路原理、模拟电子技术、数字电子技术、微机原理及应用、信号与系统、自动控制原理、电机与拖动、电力电子技术、电力拖动自动控制系统、电气控制技术与PLC应用、微机控制技术、供电技术。
发展前景
伴随着我国工业化的到来,信息化时代已经先一步到达,如果我们没有实现工业化,那信息化就更不可能完成,因为信息和工业化有着密不可分的关系。
当然,也又不可能先把工业化发展的很好再去发展信息化,这样做只会使我们的发展速度变的更慢。
所以,工业自动化就是将信息化和工业化一起发展。
大力发展工业电气自动化技术,既可以对传统产业其当帮助,又可以加快信息化的发展,以实现我国电气的全面工业化。
因此,电气工业自动化作为我国实现工业化和信息化的大政方针,必须成为我国行业的重中之重。
目前,我国已经基本实现了工业的机械化,工业的电气化应该着重实现的是自动化,我国的传统产业应当靠工业自动化技术武装,能够利用工艺流程自动化手段控制设备,从而使我国的工业化自动化建设得以实现。
当然,因为信息化和管理自动化的基础都是计算机、软件、网络和信息技术,所以他们的核心技术是相同的,所以发展工业自动化技术可以促进电气工业化的实现,也可以带动信息化的发展。
在通常情况下,工业自动化涉及到的高技术主要是计算机、软件以及信息技术。
随着互联网技术和信息技术的飞速发展,这一项新的高科技技术必将进一步促进企业管理的改革,更加促进我国电气自动化的发展。
在我国,如何将工业电气自动化发展的更好是今后要做的首要问题。
电力是发展生产和提高人类生活水平的重要物质基础,电力的应用在不断深化和发展,电气自动化是国民经济和人民生活现代化的重要标志。
就目前国际水平而言,在今后相当长的时期内,电力的需求将不断增长,社会对电气工程及其自动化科技工作者的需求量呈上升态势。
电气自动化用于工业控制系统,例如一条设备怎样运行才能保证它能正常生产出合格的产品,现代工业不是全人工,靠人来操作,却是由机器来制作,启动机器,就会自己运行下去,机器之所以能自动运行,就是电气自动化,所谓电气自动化,就是利用继电器、感应器等电气元件实现顺序控制、时间控制的过程。
其他如一些仪表或伺服电机,能根据外界环境的变化反馈到内部,从而改变输出量,达到稳定的目的。
通过本学期电气工程概论这门课程的学习,使我们认识到本专业的性质、特点、发展以及所学技术的作用和地位,了解与本专业相关行业的工程现状和发展趋势,了解本专业的培养目标、培养规格、基本要求、课程体系结构、教学计
划安排和教学内容,树立正确的专业思想和学习观,了解本专业各阶段的学习要求、重点、要点和学习方法,积极引导我们专业入门,为我们打开大学学习之门,使我们在大学时代能充分发挥学习主动性、积极性与创造性,从而成为大学时代学习的真正主人。