第1章 電氣工程概論

1、電電 氣氣 工工 程程 導(dǎo)導(dǎo) 論論 電氣與電子工程學(xué)院電氣與電子工程學(xué)院緒 論關(guān)于課程：關(guān)于課程：課程名稱：電氣工程導(dǎo)論課程名稱：電氣工程導(dǎo)論課程性質(zhì)：是電氣工程及自動化專業(yè)的一門選修課程課程性質(zhì)：是電氣工程及自動化專業(yè)的一門選修課程考查依據(jù)：考勤考查依據(jù)：考勤0.2、課堂表現(xiàn)、課堂表現(xiàn)0.2、作業(yè)、作業(yè)0.3、總結(jié)測驗、總結(jié)測驗0.3 研究的內(nèi)容：研究的內(nèi)容： 介紹電氣工程的基本概念、電力系統(tǒng)的基介紹電氣工程的基本概念、電力系統(tǒng)的基本計算、電力系統(tǒng)正常運行的潮流分布、電力系統(tǒng)運行本計算、電力系統(tǒng)正常運行的潮流分布、電力系統(tǒng)運行狀況的優(yōu)化與調(diào)整、故障分析、穩(wěn)定性分析等。通過學(xué)狀況的優(yōu)化與調(diào)整、

2、故障分析、穩(wěn)定性分析等。通過學(xué)習(xí)使學(xué)生在有限的學(xué)時內(nèi)較全面地學(xué)習(xí)和掌握電氣工程習(xí)使學(xué)生在有限的學(xué)時內(nèi)較全面地學(xué)習(xí)和掌握電氣工程的基本知識。的基本知識。4. 與其他課程的聯(lián)系：與其他課程的聯(lián)系：l先修課程：電路、電機學(xué)先修課程：電路、電機學(xué)l后繼課程：電力系統(tǒng)分析、繼電保護、建筑供配電后繼課程：電力系統(tǒng)分析、繼電保護、建筑供配電相關(guān)參考書：相關(guān)參考書：楊淑英主編，電力系統(tǒng)概論，中國電力出版社，楊淑英主編，電力系統(tǒng)概論，中國電力出版社，2007楊以涵楊以涵 電力系統(tǒng)基礎(chǔ)電力系統(tǒng)基礎(chǔ) 中國電力出版社中國電力出版社 1986尹克寧尹克寧 電力工程電力工程 中國電力出版社中國電力出版社 2005 陳慈萱

3、陳慈萱 電氣工程基礎(chǔ)電氣工程基礎(chǔ) 中國電力出版社中國電力出版社 2003 王錫凡王錫凡 現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析 科學(xué)出版社科學(xué)出版社 2003教學(xué)計劃教學(xué)計劃(32學(xué)時學(xué)時 16周周)第第1章章 電氣工程概論電氣工程概論 /41.1 電氣工程的地位和作用電氣工程的地位和作用 1.2 電機工程電機工程1.3 電力系統(tǒng)工程電力系統(tǒng)工程 1.4 電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)1.5 高電壓工程高電壓工程 1.6 電氣工程新技術(shù)電氣工程新技術(shù)第第2章章 電器設(shè)備電器設(shè)備 /22.1 電弧與滅弧電弧與滅弧 2.2 高壓斷路器高壓斷路器2.3 隔離開關(guān)、高壓負荷開關(guān)、高壓熔斷器隔離開關(guān)、高壓負荷開關(guān)、

4、高壓熔斷器2.4 低壓電器低壓電器 2.5 互感器互感器 2.6 電氣設(shè)備的選擇電氣設(shè)備的選擇第第3章章 電氣一次系統(tǒng)電氣一次系統(tǒng) /23.1 發(fā)電工程發(fā)電工程 3.2 電氣主接線電氣主接線3.3 配電裝置配電裝置 3.4 電力系統(tǒng)負荷電力系統(tǒng)負荷教學(xué)計劃教學(xué)計劃第第4章章 電氣二次系統(tǒng)電氣二次系統(tǒng) /24.1 電氣二次回路基本概念電氣二次回路基本概念 4.2 斷路器的控制回路與信號回路斷路器的控制回路與信號回路4.3 中央信號中央信號 4.4 發(fā)電廠變電所的操作電源發(fā)電廠變電所的操作電源第第5章章 現(xiàn)代電力系統(tǒng)運行現(xiàn)代電力系統(tǒng)運行 /65.1 電力網(wǎng)的參數(shù)計算和等值電路電力網(wǎng)的參數(shù)計算和等值

5、電路 5.2 電力系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)運行電力系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)運行5.3 電力系統(tǒng)的經(jīng)濟運行電力系統(tǒng)的經(jīng)濟運行 5.4 電力系統(tǒng)故障分析電力系統(tǒng)故障分析5.5 電力系統(tǒng)穩(wěn)定性電力系統(tǒng)穩(wěn)定性 5.6 遠距離輸電遠距離輸電第第6章章 繼電保護與安全自動裝置繼電保護與安全自動裝置 /46.1 繼電保護概述繼電保護概述 6.2 電力線路的繼電保護電力線路的繼電保護6.3 變壓器保護變壓器保護 6.4 發(fā)電機保護發(fā)電機保護第第7章章 電力系統(tǒng)自動化電力系統(tǒng)自動化 /27.1 電力系統(tǒng)通信電力系統(tǒng)通信 7.2 電力系統(tǒng)調(diào)度自動化電力系統(tǒng)調(diào)度自動化7.3 電廠自動化系統(tǒng)電廠自動化系統(tǒng) 7.4 變電站綜合自動化變電站綜合自動

6、化第第8章章 高電壓工程高電壓工程 /28.1 高電壓絕緣高電壓絕緣 8.2 高壓絕緣試驗高壓絕緣試驗8.3 電力系統(tǒng)過電壓及其保護電力系統(tǒng)過電壓及其保護 8.4 電力系統(tǒng)絕緣配合電力系統(tǒng)絕緣配合第第9章章 電氣工程設(shè)計電氣工程設(shè)計 /29.1 電氣工程設(shè)計的基本知識電氣工程設(shè)計的基本知識 9.2 電氣制圖規(guī)范電氣制圖規(guī)范9.3 電氣工程設(shè)計的內(nèi)容電氣工程設(shè)計的內(nèi)容 9.4 電氣設(shè)計電氣設(shè)計AutoCAD簡介簡介9.5 變配電工程設(shè)計示例變配電工程設(shè)計示例第第10章章 電氣工程建設(shè)監(jiān)理電氣工程建設(shè)監(jiān)理/2第第11章章 電氣工程管理電氣工程管理/2第一章第一章 電氣工程概論電氣工程概論 1.1.

7、1 電氣工程在國民經(jīng)濟中的地位電氣工程在國民經(jīng)濟中的地位電電是能量的一種表現(xiàn)形式，是現(xiàn)代社會中最是能量的一種表現(xiàn)形式，是現(xiàn)代社會中最重要、最方便的能源，現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交重要、最方便的能源，現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運輸以及城鄉(xiāng)人民生活等各個方面通運輸以及城鄉(xiāng)人民生活等各個方面, 廣泛廣泛地使用著電能。地使用著電能。電能為二次能源電能為二次能源煤炭、石油、天然氣、水利等隨自然界演化生成煤炭、石油、天然氣、水利等隨自然界演化生成的動力資源是能量的直接提供者為的動力資源是能量的直接提供者為一次能源一次能源。電。電能是由一次能源轉(zhuǎn)換而成，稱為能是由一次能源轉(zhuǎn)換而成，稱為二次能源二次能源。1.1 電氣工程的

8、地位和作用電氣工程的地位和作用優(yōu)點優(yōu)點: 1 1、電能易于轉(zhuǎn)換成其它形式的能量、電能易于轉(zhuǎn)換成其它形式的能量( (光能、熱光能、熱能、機械能、化學(xué)能）能、機械能、化學(xué)能）, ,使用便利使用便利2 2、電能便于生產(chǎn)、輸送、分配、使用和易于、電能便于生產(chǎn)、輸送、分配、使用和易于控制。電能經(jīng)過高壓輸電線路控制。電能經(jīng)過高壓輸電線路, , 還可以輸送很還可以輸送很遠的距離遠的距離, , 供給遠方的用戶供給遠方的用戶, , 輸送與分配經(jīng)濟輸送與分配經(jīng)濟3 3、自然界中具有豐富的電力資源，如煤、石、自然界中具有豐富的電力資源，如煤、石油、天然氣、水力、原子能、太陽能、風(fēng)能等油、天然氣、水力、原子能、太陽能

9、、風(fēng)能等4 4、另外、另外, , 許多生產(chǎn)部門利用電進行控制許多生產(chǎn)部門利用電進行控制, , 更更容易實現(xiàn)自動化容易實現(xiàn)自動化, , 提高產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟效益提高產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟效益。電氣工程電氣工程（Electrical Engineering）是與電能生）是與電能生產(chǎn)和應(yīng)用相關(guān)的技術(shù)，包括發(fā)電工程、輸配電產(chǎn)和應(yīng)用相關(guān)的技術(shù)，包括發(fā)電工程、輸配電工程和用電工程。工程和用電工程。發(fā)電工程發(fā)電工程根據(jù)一次能源的不同可以分為：火力發(fā)電工根據(jù)一次能源的不同可以分為：火力發(fā)電工程、水力發(fā)電工程、核電工程、可再生能源工程等。程、水力發(fā)電工程、核電工程、可再生能源工程等。輸配電工程輸配電工程可以分為輸變電工程

10、和配電工程?？梢苑譃檩斪冸姽こ毯团潆姽こ?。用電工程用電工程可分為：船舶電氣工程、交通電氣工程、建可分為：船舶電氣工程、交通電氣工程、建筑電氣工程等。筑電氣工程等。電氣工程還可分為電氣工程還可分為電機工程、電力電子技術(shù)、電機工程、電力電子技術(shù)、電力系統(tǒng)工程、高電壓工程電力系統(tǒng)工程、高電壓工程。電氣工程與土木工程、機械工程、化學(xué)工程及管電氣工程與土木工程、機械工程、化學(xué)工程及管理工程并稱現(xiàn)代社會五大工程。理工程并稱現(xiàn)代社會五大工程。 發(fā)電工程發(fā)電工程發(fā)電廠是生產(chǎn)電能的核心，任務(wù)是將一次能源轉(zhuǎn)發(fā)電廠是生產(chǎn)電能的核心，任務(wù)是將一次能源轉(zhuǎn)換成電能換成電能發(fā)電廠類型：發(fā)電廠類型：燃燒煤、石油、天然氣發(fā)電的

11、火力發(fā)電廠；燃燒煤、石油、天然氣發(fā)電的火力發(fā)電廠；利用水能發(fā)電的水力發(fā)電廠；利用水能發(fā)電的水力發(fā)電廠；利用核能發(fā)電的核動力電廠（又稱核電廠）。利用核能發(fā)電的核動力電廠（又稱核電廠）。我國目前火力發(fā)電設(shè)備容量占的比重最大，超過我國目前火力發(fā)電設(shè)備容量占的比重最大，超過70，水電設(shè)備容量約占水電設(shè)備容量約占20，核能發(fā)電設(shè)備容量則不足，核能發(fā)電設(shè)備容量則不足10。另外還有太陽能發(fā)電廠、風(fēng)力發(fā)電廠、潮汐發(fā)電廠和另外還有太陽能發(fā)電廠、風(fēng)力發(fā)電廠、潮汐發(fā)電廠和地?zé)岚l(fā)電廠等。地?zé)岚l(fā)電廠等。火電廠生產(chǎn)過程示意圖火電廠生產(chǎn)過程示意圖水電廠示意圖水電廠示意圖黃河三門峽水電站黃河三門峽水電站長江三峽水電站長江三峽

12、水電站 核核 電電 廠示廠示 意意 圖圖其它能源發(fā)電其它能源發(fā)電1. 地?zé)岚l(fā)電（地下熱水）地?zé)岚l(fā)電（地下熱水）2潮汐發(fā)電（潮漲潮落）潮汐發(fā)電（潮漲潮落）3. 風(fēng)能發(fā)電風(fēng)能發(fā)電 （電能質(zhì)量較差、不穩(wěn)定）（電能質(zhì)量較差、不穩(wěn)定）4. 太陽能發(fā)電太陽能發(fā)電電力可持續(xù)發(fā)展問題電力可持續(xù)發(fā)展問題截至截至20082008年年6 6月，中國的火電、水電、核電、可再生能源月，中國的火電、水電、核電、可再生能源發(fā)電裝機容量的比例為發(fā)電裝機容量的比例為75%75%、22%22%、2%2%、1%1%。受能源資源條。受能源資源條件的制約，燃煤發(fā)電比例過高的現(xiàn)實在相當(dāng)長的一段時間件的制約，燃煤發(fā)電比例過高的現(xiàn)實在相當(dāng)長

13、的一段時間內(nèi)難以改變。內(nèi)難以改變。通過大力發(fā)展水電、加快發(fā)展核電、積極發(fā)通過大力發(fā)展水電、加快發(fā)展核電、積極發(fā)展非水可再生能源（尤其是風(fēng)能）等舉措，可逐步降低化展非水可再生能源（尤其是風(fēng)能）等舉措，可逐步降低化石燃料的份額，改善能源結(jié)構(gòu)。石燃料的份額，改善能源結(jié)構(gòu)。20202020年以后，預(yù)計我國石油對外依存度將達年以后，預(yù)計我國石油對外依存度將達5050以上；煤以上；煤炭的開發(fā)規(guī)模又受到環(huán)境、運輸?shù)葪l件的制約；水電裝機炭的開發(fā)規(guī)模又受到環(huán)境、運輸?shù)葪l件的制約；水電裝機容量達到億千瓦之后，進一步大規(guī)模持續(xù)開發(fā)的余地不容量達到億千瓦之后，進一步大規(guī)模持續(xù)開發(fā)的余地不大；非水可再生能源如風(fēng)能和太陽

14、能等，存在能量密度低大；非水可再生能源如風(fēng)能和太陽能等，存在能量密度低和供能間斷性等問題，尚無法大規(guī)模取代化石能源和供能間斷性等問題，尚無法大規(guī)模取代化石能源 ；綜；綜觀各種能源，應(yīng)大力發(fā)展核能才能滿足我國觀各種能源，應(yīng)大力發(fā)展核能才能滿足我國20202020年以后的年以后的能源需求。專家指出，到本世紀(jì)中葉，核電裝機容量應(yīng)進能源需求。專家指出，到本世紀(jì)中葉，核電裝機容量應(yīng)進一步提高到一步提高到2.42.4億千瓦以上，核電份額將提高到億千瓦以上，核電份額將提高到10102020，使核能與潔凈煤電和水電共同成為我國能源的三大支，使核能與潔凈煤電和水電共同成為我國能源的三大支柱之一。柱之一。 在火電

15、領(lǐng)域，中國正努力優(yōu)化煤電結(jié)構(gòu)，推在火電領(lǐng)域，中國正努力優(yōu)化煤電結(jié)構(gòu)，推進大型煤電基地的建設(shè)，鼓勵發(fā)展坑口電站，重進大型煤電基地的建設(shè)，鼓勵發(fā)展坑口電站，重點發(fā)展大型高效環(huán)保機組和積極發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)機點發(fā)展大型高效環(huán)保機組和積極發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)機組，降低供電煤耗，加快淘汰落后小火電機組的組，降低供電煤耗，加快淘汰落后小火電機組的步伐。步伐。 據(jù)測算，如果中國目前的火電機組全部采用據(jù)測算，如果中國目前的火電機組全部采用超超臨界技術(shù)，供電煤耗就可以從超超臨界技術(shù)，供電煤耗就可以從357357克標(biāo)準(zhǔn)煤克標(biāo)準(zhǔn)煤/ /千瓦時降至千瓦時降至283283克標(biāo)準(zhǔn)煤克標(biāo)準(zhǔn)煤/ /千瓦時，供電效率從千瓦時，供電效率從34

16、.4%34.4%提高到提高到43.4%43.4%，相當(dāng)于，相當(dāng)于20072007年節(jié)省標(biāo)準(zhǔn)煤約年節(jié)省標(biāo)準(zhǔn)煤約2 2億噸、減排二氧化碳億噸、減排二氧化碳5 5億噸，同時還能減少運輸與億噸，同時還能減少運輸與環(huán)保壓力。環(huán)保壓力。 優(yōu)化火電結(jié)構(gòu)優(yōu)化火電結(jié)構(gòu) 在保護生態(tài)環(huán)境和妥善安置移民的基礎(chǔ)上，大力發(fā)展水電在保護生態(tài)環(huán)境和妥善安置移民的基礎(chǔ)上，大力發(fā)展水電。20042004年中國水電裝機容量已突破年中國水電裝機容量已突破1 1億千瓦并躍居世界第一。億千瓦并躍居世界第一。2008 2008 年全國水電發(fā)電量約占全國電力供應(yīng)量的年全國水電發(fā)電量約占全國電力供應(yīng)量的16%16%，我國水能，我國水能蘊藏量居

17、世界第一，人均擁有量接近世界平均水平，但我國水蘊藏量居世界第一，人均擁有量接近世界平均水平，但我國水電發(fā)電量占總發(fā)電量的比例低于世界電發(fā)電量占總發(fā)電量的比例低于世界5 5個百分點。規(guī)劃到個百分點。規(guī)劃到20202020年年，水電裝機容量達，水電裝機容量達3 3億千瓦，其中大中型水電億千瓦，其中大中型水電2.252.25億千瓦，小水億千瓦，小水電電0.750.75億千瓦，相當(dāng)于年減排二氧化碳億千瓦，相當(dāng)于年減排二氧化碳1010億噸左右。億噸左右。 大力發(fā)展水電大力發(fā)展水電 水電發(fā)展規(guī)劃水電發(fā)展規(guī)劃 水電被放在水電被放在“十二五十二五“電力發(fā)展的第一位電力發(fā)展的第一位 “十二五十二五”水電開發(fā)的基

18、調(diào)是，繼續(xù)加快開發(fā)長江上游、水電開發(fā)的基調(diào)是，繼續(xù)加快開發(fā)長江上游、烏江、南盤江、紅水河、黃河中下游及北干流、湘西、閩浙贛烏江、南盤江、紅水河、黃河中下游及北干流、湘西、閩浙贛和東北等和東北等7 7個水電基地。個水電基地。 根據(jù)規(guī)劃，根據(jù)規(guī)劃，20152015年全國常規(guī)水電裝機預(yù)計年全國常規(guī)水電裝機預(yù)計2.842.84億千瓦左右億千瓦左右，20202020年全國水電裝機預(yù)計達年全國水電裝機預(yù)計達3.33.3億千瓦左右。核電站的配套工億千瓦左右。核電站的配套工程，抽水蓄能電站規(guī)劃裝機容量程，抽水蓄能電站規(guī)劃裝機容量41004100萬千萬左右，萬千萬左右，20202020年年60006000萬千萬

19、左右。萬千萬左右。 積極推進核電建設(shè)。到積極推進核電建設(shè)。到20202020年，在建核電裝機年，在建核電裝機18001800萬千瓦，萬千瓦，運行核電容量達到運行核電容量達到40004000萬千瓦，占全國總裝機容量的萬千瓦，占全國總裝機容量的4%4%，相當(dāng)于，相當(dāng)于年減排二氧化碳年減排二氧化碳1.21.2億噸。（圖：中廣核嶺澳核電站）億噸。（圖：中廣核嶺澳核電站） 積極推進核電建設(shè)積極推進核電建設(shè) 核電戰(zhàn)略核電戰(zhàn)略 在十二五規(guī)劃中，中國的清潔能源產(chǎn)業(yè)將進入快速發(fā)展的在十二五規(guī)劃中，中國的清潔能源產(chǎn)業(yè)將進入快速發(fā)展的時期，而其中核電將扮演至關(guān)重要的角色，世界上目前在建的時期，而其中核電將扮演至關(guān)重

20、要的角色，世界上目前在建的核電機組有核電機組有6060多個，而中國的就占到了近一半，未來五年以后多個，而中國的就占到了近一半，未來五年以后，中國將有，中國將有4141臺核電機組投入商業(yè)運營。臺核電機組投入商業(yè)運營。20112011年，核電占整個年，核電占整個電力裝機容量的電力裝機容量的1.1%1.1%，到，到20152015年可能達到年可能達到2.2%2.2%，到，到20202020年可能年可能達到達到3.5%3.5%。 到了到了20152015年核電裝機容量將達到年核電裝機容量將達到50005000萬千瓦，萬千瓦，20202020年將超年將超過過80008000萬千瓦。萬千瓦?！拔覈壳暗暮?/p>

21、電裝機容量僅為我國目前的核電裝機容量僅為10001000萬千瓦。萬千瓦。在在十二五十二五期間，核電裝機容量將翻期間，核電裝機容量將翻5 5倍以上，核電成為增長倍以上，核電成為增長最快的新能源，核電產(chǎn)業(yè)將迎來一場巨變。最快的新能源，核電產(chǎn)業(yè)將迎來一場巨變?！?但是，日本福島核電站的泄露事故，給我國的核電發(fā)展敲但是，日本福島核電站的泄露事故，給我國的核電發(fā)展敲響了警鐘。響了警鐘。 積極鼓勵可再生能源和新能源發(fā)電。我國已頒積極鼓勵可再生能源和新能源發(fā)電。我國已頒布了布了可再生能源法可再生能源法，制定了可再生能源發(fā)電優(yōu)，制定了可再生能源發(fā)電優(yōu)先上網(wǎng)、全額收購、價格優(yōu)惠及社會公攤的政策。先上網(wǎng)、全額收購

22、、價格優(yōu)惠及社會公攤的政策。發(fā)布了發(fā)布了可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃，建立可再，建立可再生能源發(fā)展專項資金，支持資源調(diào)查、技術(shù)研發(fā)、生能源發(fā)展專項資金，支持資源調(diào)查、技術(shù)研發(fā)、試點示范工程建設(shè)和農(nóng)村可再生能源開發(fā)利用。試點示范工程建設(shè)和農(nóng)村可再生能源開發(fā)利用。 除了在電源點建設(shè)方面發(fā)展低碳電力外，我國除了在電源點建設(shè)方面發(fā)展低碳電力外，我國還不斷加強電力需求側(cè)管理，實行電力統(tǒng)一規(guī)劃和還不斷加強電力需求側(cè)管理，實行電力統(tǒng)一規(guī)劃和節(jié)能調(diào)度，加強區(qū)域和輸配電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，擴大西電節(jié)能調(diào)度，加強區(qū)域和輸配電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，擴大西電東送規(guī)模，以努力提高能源利用效率。東送規(guī)模，以努力提高能源利用

23、效率。 制訂相關(guān)能源法律法規(guī)制訂相關(guān)能源法律法規(guī) 風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃 2010 2010年年4 4月國家能源局制訂了月國家能源局制訂了“新能源產(chǎn)業(yè)振興發(fā)展規(guī)劃新能源產(chǎn)業(yè)振興發(fā)展規(guī)劃”，目標(biāo)是，目標(biāo)是20112011年新能源在能源結(jié)構(gòu)中的比重達到年新能源在能源結(jié)構(gòu)中的比重達到2%2%，20202020年新年新能源在能源結(jié)構(gòu)中的比重達到能源在能源結(jié)構(gòu)中的比重達到9%9%，新能源發(fā)電占電力總裝機容，新能源發(fā)電占電力總裝機容量的比重達到量的比重達到15%15%。 新能源包括核電、風(fēng)電、太陽能、生物質(zhì)新能源包括核電、風(fēng)電、太陽能、生物質(zhì)能、煤層氣利用量和煤石干石綜合利用等。在這些能源中，風(fēng)能、煤層

24、氣利用量和煤石干石綜合利用等。在這些能源中，風(fēng)能技術(shù)最成熟、成本相對較低而最具有規(guī)?；_發(fā)條件和商業(yè)能技術(shù)最成熟、成本相對較低而最具有規(guī)?；_發(fā)條件和商業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展前景的發(fā)電方式之一。我國有望在今年風(fēng)力發(fā)化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展前景的發(fā)電方式之一。我國有望在今年風(fēng)力發(fā)電裝機容量超過電裝機容量超過20002000萬萬kWkW。目標(biāo)目標(biāo) 總目標(biāo)總目標(biāo) 陸上陸上 海上海上 2011年年 3500萬萬kW 3000萬萬kW 500萬萬kW 300萬萬kW2020年年 1.5億億kW 1.2億億kW光伏發(fā)電光伏發(fā)電 2010 2010年我國光伏電池產(chǎn)能已經(jīng)達到了年我國光伏電池產(chǎn)能已經(jīng)達到了10001000萬千

25、萬千瓦，未來瓦，未來5 5年將超過年將超過20002000萬千瓦，而到目前為止我國萬千瓦，而到目前為止我國光伏裝機容量僅為光伏裝機容量僅為3030多萬千瓦，即便按多萬千瓦，即便按“十二五十二五”規(guī)劃，我國光伏產(chǎn)品仍有規(guī)劃，我國光伏產(chǎn)品仍有8080依靠出口。依靠出口。 利用太陽能發(fā)電，尤其是通過光伏并網(wǎng)發(fā)電，利用太陽能發(fā)電，尤其是通過光伏并網(wǎng)發(fā)電，近期可解決部分應(yīng)用領(lǐng)域的需要，以作為常規(guī)能源近期可解決部分應(yīng)用領(lǐng)域的需要，以作為常規(guī)能源的補充；遠期將大規(guī)模應(yīng)用，以逐步替代常規(guī)化石的補充；遠期將大規(guī)模應(yīng)用，以逐步替代常規(guī)化石能源，使電力產(chǎn)業(yè)真正成為綠色產(chǎn)業(yè)，社會發(fā)展真能源，使電力產(chǎn)業(yè)真正成為綠色產(chǎn)業(yè)

26、，社會發(fā)展真正得到正得到“綠色綠色”引擎的助推。引擎的助推。 輸配電工程輸配電工程 電網(wǎng)按電壓高低和供電范圍大小可分為區(qū)域電網(wǎng)和地方電網(wǎng)。區(qū)電網(wǎng)按電壓高低和供電范圍大小可分為區(qū)域電網(wǎng)和地方電網(wǎng)。區(qū)域電網(wǎng)的供電范圍大，電壓一般在域電網(wǎng)的供電范圍大，電壓一般在220kV220kV及以上；地方電網(wǎng)的供電范及以上；地方電網(wǎng)的供電范圍小，電壓一般為圍小，電壓一般為3535110kV110kV。電網(wǎng)也往往按電壓等級來稱呼，如說。電網(wǎng)也往往按電壓等級來稱呼，如說10kV10kV電網(wǎng)或電網(wǎng)或10kV10kV系統(tǒng)，就是指相互連接的整個系統(tǒng)，就是指相互連接的整個10kV10kV電壓的電力線路。電壓的電力線路。 根

27、據(jù)供電地區(qū)的不同有時也將電網(wǎng)稱為城市電網(wǎng)和農(nóng)電網(wǎng)。根據(jù)供電地區(qū)的不同有時也將電網(wǎng)稱為城市電網(wǎng)和農(nóng)電網(wǎng)。 1.1.2 電氣工程的發(fā)展電氣工程的發(fā)展電氣工程的發(fā)展歷史（見書介紹）電氣工程的發(fā)展歷史（見書介紹）至至2007年底，我國發(fā)電裝機容量達年底，我國發(fā)電裝機容量達7.13億億kW，三，三峽水電及輸變電工程、百萬千瓦級超超臨界火電峽水電及輸變電工程、百萬千瓦級超超臨界火電工程、百萬千瓦級核電工程，以及全長工程、百萬千瓦級核電工程，以及全長645km的的交流交流1000kV晉東南晉東南南陽南陽荊門特高壓輸電線路荊門特高壓輸電線路工程、世界第一條直流工程、世界第一條直流800kV云廣特高壓輸變云廣特

28、高壓輸變電工程等舉世矚目電工程等舉世矚目發(fā)展發(fā)展智能電網(wǎng)智能電網(wǎng): 可靠、安全、經(jīng)濟、高效、環(huán)境可靠、安全、經(jīng)濟、高效、環(huán)境友好和使用安全的智能化電網(wǎng)友好和使用安全的智能化電網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電、太陽能光伏發(fā)電等可再生能源發(fā)電技風(fēng)力發(fā)電、太陽能光伏發(fā)電等可再生能源發(fā)電技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化及規(guī)?；瘧?yīng)用術(shù)的產(chǎn)業(yè)化及規(guī)模化應(yīng)用電氣應(yīng)用領(lǐng)域電氣應(yīng)用領(lǐng)域建筑電氣與智能化在建筑行業(yè)中的比重越來越大，現(xiàn)建筑電氣與智能化在建筑行業(yè)中的比重越來越大，現(xiàn)代化建筑物、建筑小區(qū)，乃至鄉(xiāng)鎮(zhèn)和城市對電氣照明、代化建筑物、建筑小區(qū)，乃至鄉(xiāng)鎮(zhèn)和城市對電氣照明、樓字自動控制、計算機網(wǎng)絡(luò)通信，以及防火、防盜和樓字自動控制、計算機網(wǎng)絡(luò)通信，以及防火

29、、防盜和停車場管理等安全防范系統(tǒng)的要求越來越迫切，也越停車場管理等安全防范系統(tǒng)的要求越來越迫切，也越來越高；來越高；在交通運輸行業(yè)，過去采用蒸汽機或內(nèi)燃機直接牽引在交通運輸行業(yè)，過去采用蒸汽機或內(nèi)燃機直接牽引的列車幾乎全部都要由電力牽引或電傳動取代，磁懸的列車幾乎全部都要由電力牽引或電傳動取代，磁懸浮列車的驅(qū)動、電動汽車的驅(qū)動、艦船的推進，甚至浮列車的驅(qū)動、電動汽車的驅(qū)動、艦船的推進，甚至飛機的推進都將大量使用電力；飛機的推進都將大量使用電力；機械制造行業(yè)中機電一體化技術(shù)的實現(xiàn)和各種自動化機械制造行業(yè)中機電一體化技術(shù)的實現(xiàn)和各種自動化生產(chǎn)線的建設(shè)；生產(chǎn)線的建設(shè)；國防領(lǐng)域的全電化軍艦、戰(zhàn)車、電磁

30、武器等等。國防領(lǐng)域的全電化軍艦、戰(zhàn)車、電磁武器等等。 1.1.3 電氣工程學(xué)科分類電氣工程學(xué)科分類在我國高等學(xué)校的在我國高等學(xué)校的1998年本科專業(yè)目錄中，電氣工程對年本科專業(yè)目錄中，電氣工程對應(yīng)的專業(yè)是應(yīng)的專業(yè)是電氣工程及其自動化電氣工程及其自動化或或電氣工程與自動化電氣工程與自動化 作為一寬口徑綜合性專業(yè)，它涉及電能的生產(chǎn)、傳輸、分配、使作為一寬口徑綜合性專業(yè)，它涉及電能的生產(chǎn)、傳輸、分配、使用全過程，電力系統(tǒng)用全過程，電力系統(tǒng)(網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò))及其設(shè)備的研發(fā)、設(shè)計、制造、運行、及其設(shè)備的研發(fā)、設(shè)計、制造、運行、檢測和控制等多方面各環(huán)節(jié)的工程技術(shù)問題，要求電氣工程師掌檢測和控制等多方面各環(huán)節(jié)的工

31、程技術(shù)問題，要求電氣工程師掌握電工理論、電子技術(shù)、自動控制理論、信息處理、計算機及其握電工理論、電子技術(shù)、自動控制理論、信息處理、計算機及其控制、網(wǎng)絡(luò)通信等寬廣領(lǐng)域的工程技術(shù)基礎(chǔ)和專業(yè)知識，掌握電控制、網(wǎng)絡(luò)通信等寬廣領(lǐng)域的工程技術(shù)基礎(chǔ)和專業(yè)知識，掌握電氣工程運行、電氣工程設(shè)計、電氣工程技術(shù)咨詢、電氣工程設(shè)備氣工程運行、電氣工程設(shè)計、電氣工程技術(shù)咨詢、電氣工程設(shè)備招標(biāo)及采購咨詢、電氣工程的項目管理、電氣設(shè)計項目和建設(shè)項招標(biāo)及采購咨詢、電氣工程的項目管理、電氣設(shè)計項目和建設(shè)項目的監(jiān)理等基本技能。目的監(jiān)理等基本技能。 在研究生學(xué)科專業(yè)目錄中，電氣工程是工學(xué)門類中的一個在研究生學(xué)科專業(yè)目錄中，電氣工程

32、是工學(xué)門類中的一個一級學(xué)科，包含一級學(xué)科，包含電機與電器、電力系統(tǒng)及其自動化、高電電機與電器、電力系統(tǒng)及其自動化、高電壓與絕緣技術(shù)、電力電子與電力傳動、電工理論與新技術(shù)壓與絕緣技術(shù)、電力電子與電力傳動、電工理論與新技術(shù)等等5個二級學(xué)科個二級學(xué)科 由國家技術(shù)監(jiān)督局于由國家技術(shù)監(jiān)督局于1992年年11月月1日發(fā)布的日發(fā)布的學(xué)科分類與學(xué)科分類與代碼代碼中，電氣工程是一級學(xué)科動力與電氣工程下的二級中，電氣工程是一級學(xué)科動力與電氣工程下的二級學(xué)科，包含電工學(xué)學(xué)科，包含電工學(xué) 、電機學(xué)、電力電子技術(shù)、電力系統(tǒng)、電機學(xué)、電力電子技術(shù)、電力系統(tǒng)及其自動化等及其自動化等 18個三級學(xué)科。個三級學(xué)科。 1.2.1

33、電機的作用電機的作用電能優(yōu)點電能優(yōu)點1 1：易于轉(zhuǎn)換成其它形式的能量：易于轉(zhuǎn)換成其它形式的能量( (光能、光能、熱能、熱能、機械能機械能、化學(xué)能）、化學(xué)能）, ,使用便利使用便利電機是以電磁感應(yīng)現(xiàn)象為基礎(chǔ)實現(xiàn)機械能與電機是以電磁感應(yīng)現(xiàn)象為基礎(chǔ)實現(xiàn)機械能與電能之間的轉(zhuǎn)換以及變換電能的裝置，包括電能之間的轉(zhuǎn)換以及變換電能的裝置，包括旋轉(zhuǎn)電機和變壓器兩大類。旋轉(zhuǎn)電機和變壓器兩大類。1.2 電機工程電機工程 電機的作用：電機的作用：1電能的生產(chǎn)、傳輸和分配電能的生產(chǎn)、傳輸和分配 由汽輪機或水輪機帶動的發(fā)電機，將機械能轉(zhuǎn)換成電能，然后用變由汽輪機或水輪機帶動的發(fā)電機，將機械能轉(zhuǎn)換成電能，然后用變壓器升高

34、電壓，通過輸電線把電能送到用電地區(qū)，再經(jīng)變壓器降低壓器升高電壓，通過輸電線把電能送到用電地區(qū)，再經(jīng)變壓器降低電壓，供用戶使用。發(fā)電廠的多種輔助設(shè)備，如給水機、鼓風(fēng)機、電壓，供用戶使用。發(fā)電廠的多種輔助設(shè)備，如給水機、鼓風(fēng)機、傳送帶等，都需要電動機驅(qū)動。傳送帶等，都需要電動機驅(qū)動。2驅(qū)動各種生產(chǎn)機械和裝備驅(qū)動各種生產(chǎn)機械和裝備在工農(nóng)業(yè)、交通運輸、國防等部門和生活設(shè)施中，極為廣泛地應(yīng)用在工農(nóng)業(yè)、交通運輸、國防等部門和生活設(shè)施中，極為廣泛地應(yīng)用各種電動機來驅(qū)動生產(chǎn)機械、設(shè)備和器具。例如，數(shù)控機床、紡織各種電動機來驅(qū)動生產(chǎn)機械、設(shè)備和器具。例如，數(shù)控機床、紡織機、造紙機、軋鋼機、起吊、供水排灌、農(nóng)副產(chǎn)

35、品加工、礦石采掘機、造紙機、軋鋼機、起吊、供水排灌、農(nóng)副產(chǎn)品加工、礦石采掘和輸送、電車和電力機車的牽引、醫(yī)療設(shè)備及家用電器的運行等一和輸送、電車和電力機車的牽引、醫(yī)療設(shè)備及家用電器的運行等一般都采用電動機來拖動。般都采用電動機來拖動。3用于各種控制系統(tǒng)以實現(xiàn)自動化、智能化用于各種控制系統(tǒng)以實現(xiàn)自動化、智能化控制電機作為整個自動控制系統(tǒng)中的重要元件，可以在控制系統(tǒng)、控制電機作為整個自動控制系統(tǒng)中的重要元件，可以在控制系統(tǒng)、自動化和智能化裝置中作為執(zhí)行、檢測、放大或解算元件。例如，自動化和智能化裝置中作為執(zhí)行、檢測、放大或解算元件。例如，控制機床加工的自動控制和顯示，閥門遙控，顯示電梯的自動選層控

36、制機床加工的自動控制和顯示，閥門遙控，顯示電梯的自動選層與顯示，火炮和雷達的自動定位，飛行器的發(fā)射和姿態(tài)等。與顯示，火炮和雷達的自動定位，飛行器的發(fā)射和姿態(tài)等。 1.2.2 電機的分類電機的分類1按照在應(yīng)用中的功能來分按照在應(yīng)用中的功能來分 (1)發(fā)電機。由原動機拖動，將機械功率轉(zhuǎn)換為電能的電機。發(fā)電機。由原動機拖動，將機械功率轉(zhuǎn)換為電能的電機。(2)電動機。將電能轉(zhuǎn)換為機械能的電機。電動機。將電能轉(zhuǎn)換為機械能的電機。(3)將電能轉(zhuǎn)換為另一種形式電能的電機，又可以細分為：將電能轉(zhuǎn)換為另一種形式電能的電機，又可以細分為：變壓器。其輸出和輸入有不同的電壓。變壓器。其輸出和輸入有不同的電壓。變流機。

37、輸出與輸入有不同的波形，如將交流變?yōu)橹绷?。變流機。輸出與輸入有不同的波形，如將交流變?yōu)橹绷?。變頻機。輸出與輸入有不同的頻率。變頻機。輸出與輸入有不同的頻率。移相機。輸出與輸入有不同的相位。移相機。輸出與輸入有不同的相位。(4) 控制電機。在機電系統(tǒng)中起調(diào)節(jié)、放大和控制作用的電機控制電機。在機電系統(tǒng)中起調(diào)節(jié)、放大和控制作用的電機 2按照所應(yīng)用的電流種類來分按照所應(yīng)用的電流種類來分電機可以分為直流電機和交流電機。電機可以分為直流電機和交流電機。3按原理和運動方式類分按原理和運動方式類分 (1)直流電機。沒有固定的同步速度。直流電機。沒有固定的同步速度。(2)變壓器。靜止設(shè)備。變壓器。靜止設(shè)備。 (

38、3)異步電機。轉(zhuǎn)子速度永遠與同步速度有差異。異步電機。轉(zhuǎn)子速度永遠與同步速度有差異。(4)同步電機。速度等于同步速度。同步電機。速度等于同步速度。(5)交流換向器電機。速度可以在寬廣范圍內(nèi)隨意調(diào)節(jié)。交流換向器電機。速度可以在寬廣范圍內(nèi)隨意調(diào)節(jié)。 1.2.3 電機的應(yīng)用領(lǐng)域電機的應(yīng)用領(lǐng)域1.電力工業(yè)電力工業(yè)發(fā)電機。汽輪發(fā)電機（用于火力發(fā)電廠和核電廠）；水發(fā)電機。汽輪發(fā)電機（用于火力發(fā)電廠和核電廠）；水輪發(fā)電機（用于水力發(fā)電廠）；由風(fēng)力機驅(qū)動的稱為風(fēng)力輪發(fā)電機（用于水力發(fā)電廠）；由風(fēng)力機驅(qū)動的稱為風(fēng)力發(fā)電機。發(fā)電機。變壓器。變壓器只能改變交流電壓或電流的大小，不改變壓器。變壓器只能改變交流電壓或電

39、流的大小，不改變頻率；只能傳遞交流電能，而不能產(chǎn)生電能。變頻率；只能傳遞交流電能，而不能產(chǎn)生電能。2.工業(yè)生產(chǎn)部門與建筑業(yè)工業(yè)生產(chǎn)部門與建筑業(yè)在機床、軋鋼機、鼓風(fēng)機、印刷機、水泵、抽油機、起重在機床、軋鋼機、鼓風(fēng)機、印刷機、水泵、抽油機、起重機、傳送帶、生產(chǎn)線等工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備上廣泛應(yīng)用電動機作機、傳送帶、生產(chǎn)線等工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備上廣泛應(yīng)用電動機作為動力為動力在高層建筑中的電梯、滾梯；賓館的自動門、旋轉(zhuǎn)門；建在高層建筑中的電梯、滾梯；賓館的自動門、旋轉(zhuǎn)門；建筑的供水、供暖、通風(fēng)等需要水泵、鼓風(fēng)機等。這些設(shè)備筑的供水、供暖、通風(fēng)等需要水泵、鼓風(fēng)機等。這些設(shè)備都是電動機驅(qū)動的。都是電動機驅(qū)動的。 3交通運

40、輸交通運輸電力機車與城市軌道交通。電力機車與城市軌道交通。電力機車與城市軌道交通系統(tǒng)的牽引動力是電能，機車電力機車與城市軌道交通系統(tǒng)的牽引動力是電能，機車依靠外部供電系依靠外部供電系統(tǒng)供應(yīng)電力統(tǒng)供應(yīng)電力，并通過機車上的牽引電動機驅(qū)動機車前進。普通列車只有，并通過機車上的牽引電動機驅(qū)動機車前進。普通列車只有機車是有動力的機車是有動力的(動力集中動力集中)，而高速列車的牽引功率大，一般采用，而高速列車的牽引功率大，一般采用動車組動車組(動力分散動力分散)方式，即部分或全部車廂的轉(zhuǎn)向架也有牽引電動機作為動力。方式，即部分或全部車廂的轉(zhuǎn)向架也有牽引電動機作為動力。內(nèi)燃機車。內(nèi)燃機車。內(nèi)燃機車是以內(nèi)燃機

41、作為原動力的一種機車。電內(nèi)燃機車是以內(nèi)燃機作為原動力的一種機車。電力傳動內(nèi)燃機車的能量傳輸過程是力傳動內(nèi)燃機車的能量傳輸過程是由柴油機驅(qū)動主發(fā)電機發(fā)電由柴油機驅(qū)動主發(fā)電機發(fā)電，然后，然后向牽引電動機供電使其旋轉(zhuǎn)。向牽引電動機供電使其旋轉(zhuǎn)。船舶。船舶。汽車。汽車。內(nèi)燃機驅(qū)動的汽車上，從發(fā)電機、起動機到內(nèi)燃機驅(qū)動的汽車上，從發(fā)電機、起動機到雨刷、音響，都要用到大大小小的電機。一輛現(xiàn)代化雨刷、音響，都要用到大大小小的電機。一輛現(xiàn)代化的汽車，可能要用到幾十臺甚至上百臺電機。的汽車，可能要用到幾十臺甚至上百臺電機。電動車。電動車。電動車包括純電動車與混合動力車，由于電動車包括純電動車與混合動力車，由于目

42、前電池的功率密度與能量密度較低，所以內(nèi)燃機與目前電池的功率密度與能量密度較低，所以內(nèi)燃機與電動機聯(lián)合提供動力的混合動力車目前發(fā)展較快。電動機聯(lián)合提供動力的混合動力車目前發(fā)展較快。磁懸浮列車驅(qū)動。磁懸浮列車驅(qū)動。主要依靠電磁力實現(xiàn)傳統(tǒng)鐵路中主要依靠電磁力實現(xiàn)傳統(tǒng)鐵路中的支承、導(dǎo)向和牽引功能。的支承、導(dǎo)向和牽引功能。直線電動機輪軌車輛驅(qū)動。直線電動機輪軌車輛驅(qū)動。直線感應(yīng)電動機牽引車直線感應(yīng)電動機牽引車輛是介于輪軌與磁懸浮車輛之間的一種方案，兼有輪輛是介于輪軌與磁懸浮車輛之間的一種方案，兼有輪軌安全可靠和磁懸浮非黏著牽引的優(yōu)點。軌安全可靠和磁懸浮非黏著牽引的優(yōu)點。4醫(yī)療、辦公設(shè)備與家用電器醫(yī)療、辦

43、公設(shè)備與家用電器在醫(yī)療器械中，如心電機、在醫(yī)療器械中，如心電機、X光機、光機、CT、牙科手術(shù)了具、滲析機、呼、牙科手術(shù)了具、滲析機、呼吸機、電動輪椅等等。在辦公設(shè)備中，計算機的吸機、電動輪椅等等。在辦公設(shè)備中，計算機的DVD驅(qū)動器、驅(qū)動器、CD-ROM、磁盤驅(qū)動器主軸都采用永磁無刷電動機，打印機、復(fù)印機、磁盤驅(qū)動器主軸都采用永磁無刷電動機，打印機、復(fù)印機、傳真機、碎紙機、電動卷筆刀等都用到各種電動機。在家用電器中，傳真機、碎紙機、電動卷筆刀等都用到各種電動機。在家用電器中，只要有運動部件，幾乎都離不開電動機，如電冰箱和空調(diào)器的壓縮機、只要有運動部件，幾乎都離不開電動機，如電冰箱和空調(diào)器的壓縮機

44、、洗衣機轉(zhuǎn)輪與甩干筒、吸塵器、電風(fēng)扇、抽油煙機、微波爐轉(zhuǎn)盤、洗衣機轉(zhuǎn)輪與甩干筒、吸塵器、電風(fēng)扇、抽油煙機、微波爐轉(zhuǎn)盤、DVD機、磁帶錄音機、錄像機、攝像機、全自動照相機、吹風(fēng)機、按機、磁帶錄音機、錄像機、攝像機、全自動照相機、吹風(fēng)機、按摩器、電動剃須刀等。摩器、電動剃須刀等。5電機在其他領(lǐng)域的應(yīng)用電機在其他領(lǐng)域的應(yīng)用國防領(lǐng)域，航空母艦用直線感應(yīng)電動機飛機助推器取代了傳統(tǒng)的蒸汽國防領(lǐng)域，航空母艦用直線感應(yīng)電動機飛機助推器取代了傳統(tǒng)的蒸汽助推器；電艦船、戰(zhàn)車、軍用雷達都是靠電動機驅(qū)動和控制。在戰(zhàn)斗助推器；電艦船、戰(zhàn)車、軍用雷達都是靠電動機驅(qū)動和控制。在戰(zhàn)斗機機翼上和航空器中，用電磁執(zhí)行器取代傳統(tǒng)的

45、液壓、氣動執(zhí)行器，機機翼上和航空器中，用電磁執(zhí)行器取代傳統(tǒng)的液壓、氣動執(zhí)行器，其主體是各種電動機。再比如：演出設(shè)備其主體是各種電動機。再比如：演出設(shè)備(如電影放映機、旋轉(zhuǎn)舞臺如電影放映機、旋轉(zhuǎn)舞臺等等)、運動訓(xùn)練設(shè)備、運動訓(xùn)練設(shè)備(如電動跑步機、電動液壓籃球架、電動發(fā)球機等如電動跑步機、電動液壓籃球架、電動發(fā)球機等)、家具、游樂設(shè)備家具、游樂設(shè)備(如纜車、過山車等如纜車、過山車等)以及電動玩具。以及電動玩具。 電氣傳動電氣傳動(或稱電力拖動或稱電力拖動)的任務(wù)，是合理地使用電動機并通的任務(wù)，是合理地使用電動機并通過控制，使被拖動的機械按照某種預(yù)定的要求運行。電動過控制，使被拖動的機械按照某種預(yù)

46、定的要求運行。電動機的起動、調(diào)速與制動是電氣傳動的重要內(nèi)容，機的起動、調(diào)速與制動是電氣傳動的重要內(nèi)容，電機學(xué)電機學(xué)對對電氣傳動有詳細的介紹。電氣傳動有詳細的介紹。在電氣工程中，在電氣工程中，電器電器特指用于對電路進行接通、分?jǐn)啵〝嗵刂赣糜趯﹄娐愤M行接通、分?jǐn)啵〝嗦菲?、隔離開關(guān)、熔斷器等），對電路參數(shù)進行變換，以路器、隔離開關(guān)、熔斷器等），對電路參數(shù)進行變換，以實現(xiàn)對電路或用電設(shè)備的實現(xiàn)對電路或用電設(shè)備的控制控制（電磁起動器、控制繼電器（電磁起動器、控制繼電器等）、等）、調(diào)節(jié)、切換、監(jiān)測調(diào)節(jié)、切換、監(jiān)測（互感器、傳感器）和（互感器、傳感器）和保護保護（熔（熔斷器、斷路器、限流電抗器、避雷器等）等

47、作用的電工裝斷器、斷路器、限流電抗器、避雷器等）等作用的電工裝置、設(shè)備和組件。置、設(shè)備和組件。電機（包括變壓器）屬于生產(chǎn)和變換電電機（包括變壓器）屬于生產(chǎn)和變換電能的機械設(shè)備，習(xí)慣上不包括在電器之列能的機械設(shè)備，習(xí)慣上不包括在電器之列 1.2.4 電動機的運行控制電動機的運行控制1.3.1電力系統(tǒng)的組成電力系統(tǒng)的組成發(fā)電廠、變電所、電能用戶之間用電力線路連接起發(fā)電廠、變電所、電能用戶之間用電力線路連接起來，發(fā)電廠與熱能用戶之間用熱力管道聯(lián)系起來，來，發(fā)電廠與熱能用戶之間用熱力管道聯(lián)系起來，構(gòu)成電能和熱能的統(tǒng)構(gòu)成電能和熱能的統(tǒng)生產(chǎn)、輸送、分配和使用的生產(chǎn)、輸送、分配和使用的總體稱為總體稱為動力系

48、統(tǒng)動力系統(tǒng)。作為動力系統(tǒng)的一部分，包括發(fā)電廠的發(fā)電機、升作為動力系統(tǒng)的一部分，包括發(fā)電廠的發(fā)電機、升壓及降壓變電站、電力線路及用電設(shè)備則稱為壓及降壓變電站、電力線路及用電設(shè)備則稱為電力電力系統(tǒng)系統(tǒng)。而電力系統(tǒng)的一部分，包括變電站及不同電壓等級而電力系統(tǒng)的一部分，包括變電站及不同電壓等級的電力線路稱為的電力線路稱為電力網(wǎng)電力網(wǎng)。1.3 電力系統(tǒng)工程電力系統(tǒng)工程電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)1.3.2 電力系統(tǒng)運行的特點電力系統(tǒng)運行的特點1電能不能大量存儲電能不能大量存儲 電能生產(chǎn)是一種能量形態(tài)的轉(zhuǎn)變，要求生產(chǎn)與消費同時完成，即電能生產(chǎn)是一種能量形態(tài)的轉(zhuǎn)變，要求生產(chǎn)與消費同時完成，即每時每刻電力系統(tǒng)中電能的生產(chǎn)

49、、輸送、分配和消費實際上同時每時每刻電力系統(tǒng)中電能的生產(chǎn)、輸送、分配和消費實際上同時進行，發(fā)電廠任何時刻生產(chǎn)的電功率等于該時刻用電設(shè)備消耗功進行，發(fā)電廠任何時刻生產(chǎn)的電功率等于該時刻用電設(shè)備消耗功率和電網(wǎng)損失功率之和。率和電網(wǎng)損失功率之和。2電力系統(tǒng)暫態(tài)過程非常迅速電力系統(tǒng)暫態(tài)過程非常迅速 電是以光速傳播的，所以電力系統(tǒng)從一種運行方式過渡到另外一電是以光速傳播的，所以電力系統(tǒng)從一種運行方式過渡到另外一種運行方式所引起的電磁過程和機電過渡過程是非常迅速的。通種運行方式所引起的電磁過程和機電過渡過程是非常迅速的。通常情況下，電磁波的變化過程只有千分之幾秒，甚至百萬分之幾常情況下，電磁波的變化過程只

50、有千分之幾秒，甚至百萬分之幾秒，即為微妙級；電磁暫態(tài)過程為幾毫秒到幾百毫秒，即為毫秒秒，即為微妙級；電磁暫態(tài)過程為幾毫秒到幾百毫秒，即為毫秒級；機電暫態(tài)過程為幾秒到幾百秒，即為秒級。級；機電暫態(tài)過程為幾秒到幾百秒，即為秒級。3與國民經(jīng)濟的發(fā)展密切相關(guān)與國民經(jīng)濟的發(fā)展密切相關(guān) 電能供應(yīng)不足或中斷供應(yīng)，將直接影響國民經(jīng)濟各個部門的生產(chǎn)電能供應(yīng)不足或中斷供應(yīng)，將直接影響國民經(jīng)濟各個部門的生產(chǎn)和運行，也將影響人們正常生活，在某些情況下甚至造成政治上和運行，也將影響人們正常生活，在某些情況下甚至造成政治上的損失或及其嚴(yán)重的社會性災(zāi)難的損失或及其嚴(yán)重的社會性災(zāi)難。 1.3.3 對電力系統(tǒng)的基本要求對電力系

51、統(tǒng)的基本要求1保證供電可靠性保證供電可靠性（最基本的要求）（最基本的要求）系統(tǒng)應(yīng)具有經(jīng)受一定程度的干擾和故障的能力，但當(dāng)事故超出系統(tǒng)所系統(tǒng)應(yīng)具有經(jīng)受一定程度的干擾和故障的能力，但當(dāng)事故超出系統(tǒng)所能承受范圍，應(yīng)盡量所縮小故障范圍和避免大面積停電，盡快消除能承受范圍，應(yīng)盡量所縮小故障范圍和避免大面積停電，盡快消除故障，恢復(fù)正常供電。故障，恢復(fù)正常供電。按負荷對供電可靠性的要求可將負荷分為三級（或三類）。按負荷對供電可靠性的要求可將負荷分為三級（或三類）。一級負荷。對這一級負荷中斷供電，將造成政治或經(jīng)濟上造成重大一級負荷。對這一級負荷中斷供電，將造成政治或經(jīng)濟上造成重大損失，人身事故、設(shè)備損壞，產(chǎn)品

52、報廢，使生產(chǎn)秩序長期不能恢復(fù)，損失，人身事故、設(shè)備損壞，產(chǎn)品報廢，使生產(chǎn)秩序長期不能恢復(fù)，人民生活發(fā)生混亂。人民生活發(fā)生混亂。二級負荷。對這類負荷中斷供電，將造成大量減產(chǎn)，將使人民生活二級負荷。對這類負荷中斷供電，將造成大量減產(chǎn)，將使人民生活受到影響。受到影響。三級負荷。所有不屬于一、二級的負荷，如非連續(xù)生產(chǎn)的車間及輔三級負荷。所有不屬于一、二級的負荷，如非連續(xù)生產(chǎn)的車間及輔助車間和小城鎮(zhèn)用電等。助車間和小城鎮(zhèn)用電等。對一級負荷由兩個獨立電源供電，要保證不間斷供電；對二級負荷，對一級負荷由兩個獨立電源供電，要保證不間斷供電；對二級負荷，應(yīng)盡量做到事故時不中斷供電，允許手動切換電源；三級負荷在系

53、應(yīng)盡量做到事故時不中斷供電，允許手動切換電源；三級負荷在系統(tǒng)出現(xiàn)供電不足時首先被斷電，以保證一、二級負荷供電。統(tǒng)出現(xiàn)供電不足時首先被斷電，以保證一、二級負荷供電。2保證良好的電能質(zhì)量保證良好的電能質(zhì)量 電能質(zhì)量主要是以電能質(zhì)量主要是以電壓、頻率和波形電壓、頻率和波形三個方面來衡量。檢測電能質(zhì)三個方面來衡量。檢測電能質(zhì)量的指標(biāo)主要是電壓偏移、頻率偏差、諧波、三相電壓不平衡度、量的指標(biāo)主要是電壓偏移、頻率偏差、諧波、三相電壓不平衡度、電壓閃變和電壓波動。電壓閃變和電壓波動。3保證系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性保證系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性 電力系統(tǒng)運行有三個主要經(jīng)濟指標(biāo)：電力系統(tǒng)運行有三個主要經(jīng)濟指標(biāo)：煤耗率（或油耗率、

54、水耗率）；煤耗率（或油耗率、水耗率）；自用電率；線損率。自用電率；線損率。合理規(guī)劃設(shè)計、經(jīng)濟調(diào)度，發(fā)電負荷優(yōu)化分合理規(guī)劃設(shè)計、經(jīng)濟調(diào)度，發(fā)電負荷優(yōu)化分配配4電力優(yōu)先發(fā)展電力優(yōu)先發(fā)展 電力工業(yè)必須優(yōu)先于國民經(jīng)濟其他部門的發(fā)展否則會對國民經(jīng)濟發(fā)電力工業(yè)必須優(yōu)先于國民經(jīng)濟其他部門的發(fā)展否則會對國民經(jīng)濟發(fā)展起到制約作用。展起到制約作用。5環(huán)保和生態(tài)要求環(huán)保和生態(tài)要求 控制溫室氣體和有害物質(zhì)的排放，控制冷卻水的溫度和速度，防止控制溫室氣體和有害物質(zhì)的排放，控制冷卻水的溫度和速度，防止核輻射，減少高壓輸電線的電磁場對環(huán)境的影響和對通信的干擾，核輻射，減少高壓輸電線的電磁場對環(huán)境的影響和對通信的干擾，降低電

55、氣設(shè)備運行中的噪聲等。開發(fā)綠色能源，保護環(huán)境和生態(tài)，降低電氣設(shè)備運行中的噪聲等。開發(fā)綠色能源，保護環(huán)境和生態(tài)，做到能源的可持續(xù)利用和發(fā)展。做到能源的可持續(xù)利用和發(fā)展。1.3.4 電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量指標(biāo)電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量指標(biāo)五個相關(guān)指標(biāo)：五個相關(guān)指標(biāo)：1）電壓偏差）電壓偏差指長時間的偏離額定電壓指長時間的偏離額定電壓（不應(yīng)超過（不應(yīng)超過5%UN ） 該問題屬于基波無功的范疇，主要與電能傳輸?shù)膶?dǎo)線直徑、該問題屬于基波無功的范疇，主要與電能傳輸?shù)膶?dǎo)線直徑、供電距離、潮流分布、調(diào)壓方式、無功補償容量等因素有關(guān)。供電距離、潮流分布、調(diào)壓方式、無功補償容量等因素有關(guān)。欠電壓可導(dǎo)致設(shè)備工作不正常，例如鼠籠型

56、電動機過熱和接觸欠電壓可導(dǎo)致設(shè)備工作不正常，例如鼠籠型電動機過熱和接觸器吸引線圈釋放。過電壓可使多種電子和電氣設(shè)備永久性的器吸引線圈釋放。過電壓可使多種電子和電氣設(shè)備永久性的(絕絕緣緣)損壞。損壞。2）頻率偏差）頻率偏差電壓頻率偏離額定頻率電壓頻率偏離額定頻率（不應(yīng)超過（不應(yīng)超過50 0.20.5Hz ）。屬于基）。屬于基波有功問題，它與電力系統(tǒng)有功儲備有關(guān)。頻率降低（升高）波有功問題，它與電力系統(tǒng)有功儲備有關(guān)。頻率降低（升高）引起電機轉(zhuǎn)速下降（上升）引起電機轉(zhuǎn)速下降（上升）3）諧波）諧波電壓波形畸變。電壓波形畸變。屬于負荷特性問題，是非線性負荷造成屬于負荷特性問題，是非線性負荷造成的，與非線

57、性負荷所固有的特性有關(guān)。與供電質(zhì)量關(guān)系的，與非線性負荷所固有的特性有關(guān)。與供電質(zhì)量關(guān)系不大，網(wǎng)絡(luò)的運行方式、結(jié)構(gòu)參數(shù)、儲能設(shè)備的配置對不大，網(wǎng)絡(luò)的運行方式、結(jié)構(gòu)參數(shù)、儲能設(shè)備的配置對諧波問題有重要影響。只要有非線性負荷諧波問題有重要影響。只要有非線性負荷(電氣化鐵路、電氣化鐵路、地鐵、電弧爐、整流設(shè)備）接入電網(wǎng)，就會產(chǎn)生諧波。地鐵、電弧爐、整流設(shè)備）接入電網(wǎng)，就會產(chǎn)生諧波。其結(jié)果造成變壓器中由于渦流及磁滯損耗的加大而過熱、其結(jié)果造成變壓器中由于渦流及磁滯損耗的加大而過熱、電動機過熱和轉(zhuǎn)矩下降，以及中性線和補償電容器過熱。電動機過熱和轉(zhuǎn)矩下降，以及中性線和補償電容器過熱。諧波電流增加了電網(wǎng)的能量

58、損耗，降低旋轉(zhuǎn)電機、變壓諧波電流增加了電網(wǎng)的能量損耗，降低旋轉(zhuǎn)電機、變壓器、電纜等電氣元件的壽命，還將影響電子設(shè)備的正常器、電纜等電氣元件的壽命，還將影響電子設(shè)備的正常工作，使自動化、遠動、通迅都受到干擾。工作，使自動化、遠動、通迅都受到干擾。 4）三相不平衡度）三相不平衡度三相電源各相的電壓不對稱的程度。三相電源各相的電壓不對稱的程度。是各相電源所加的是各相電源所加的負荷不均衡所致，屬于基波負荷配置問題。會使變壓器負荷不均衡所致，屬于基波負荷配置問題。會使變壓器內(nèi)產(chǎn)生環(huán)流內(nèi)產(chǎn)生環(huán)流(及過熱及過熱),并可使電動機的效率降低。發(fā)生三并可使電動機的效率降低。發(fā)生三相不平衡即與用戶負荷特性有關(guān)，同時

59、與電力系統(tǒng)的規(guī)相不平衡即與用戶負荷特性有關(guān)，同時與電力系統(tǒng)的規(guī)劃、負荷分配也有關(guān)。劃、負荷分配也有關(guān)。5）電壓允許波動和閃變）電壓允許波動和閃變電壓短時間超出規(guī)定范圍的擺動或擾動電壓短時間超出規(guī)定范圍的擺動或擾動，電網(wǎng)電網(wǎng)電壓幅值（或半周波方均根值）的連續(xù)快速變電壓幅值（或半周波方均根值）的連續(xù)快速變化稱為電壓波動。由電壓波動引起的燈光閃爍化稱為電壓波動。由電壓波動引起的燈光閃爍對人眼腦產(chǎn)生的刺激效應(yīng)稱為電壓閃變。對人眼腦產(chǎn)生的刺激效應(yīng)稱為電壓閃變。屬于屬于無功沖擊問題，與負荷的啟動特性有關(guān)，但網(wǎng)無功沖擊問題，與負荷的啟動特性有關(guān)，但網(wǎng)絡(luò)的運行方式、參數(shù)及無功補償類型對該問題絡(luò)的運行方式、參數(shù)

60、及無功補償類型對該問題也有相當(dāng)影響。產(chǎn)生的原因有，如大電機重負也有相當(dāng)影響。產(chǎn)生的原因有，如大電機重負荷啟動及切斷過程，在極端情況下可使設(shè)備斷荷啟動及切斷過程，在極端情況下可使設(shè)備斷電或設(shè)備損壞，例如照明系統(tǒng)有感的閃爍現(xiàn)象。電或設(shè)備損壞，例如照明系統(tǒng)有感的閃爍現(xiàn)象。1.3.5 電力系統(tǒng)的基本參數(shù)電力系統(tǒng)的基本參數(shù)三相電路的主要電氣參數(shù)：電壓、電流、三相電路的主要電氣參數(shù)：電壓、電流、阻抗（電阻、電抗、容抗）、功率（有功阻抗（電阻、電抗、容抗）、功率（有功功率、無功功率、復(fù)功率、視在功率）、功率、無功功率、復(fù)功率、視在功率）、頻率等。頻率等。表征電力系統(tǒng)的基本參數(shù)有：總裝機容量、表征電力系統(tǒng)的基