电工学简介含义起源历史及发展
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电工基础知识(初级版)电工基础知识(初级版)介绍电工基础知识是为了帮助读者了解电工领域的基本概念、原理和技能。
本文将从电力的起源、电路基础、电气安全和常用电器等方面为您呈现初级电工所需掌握的基础知识。
一、电力的起源电力的起源可以追溯到古希腊时期,古希腊人发现用琥珀摩擦后可以吸引小物体,这就是静电的起源。
经过多年的发展和研究,人们逐渐理解了电的本质和特性,并最终实现了电力的利用和应用。
二、电路基础电路是电流在导体中流动的路径。
了解电路基础对电工来说至关重要。
电路由电源、导线、负载和开关等元件组成。
电流根据电子的流动方向分为直流和交流两种类型。
直流电路中,电子始终沿着一个方向流动,而交流电路中,电子周期性地在正负两个方向流动。
三、电气安全电气安全是电工工作中最重要的一环。
电工在操作电器设备时必须保证自身和他人的安全。
首先要确保设备接地良好,以防止漏电和触电事故发生。
其次,要禁止在潮湿环境下操作电器设备,以免发生短路和触电。
另外,必须严格按照规定使用绝缘手套、护目镜等个人防护装备。
四、常用电器电工日常工作中经常接触到各种常用电器。
例如,灯泡是我们生活中最常见的电器之一,使用电流通过灯丝来产生光。
另外,电风扇、电磁炉、电视机等都是我们日常生活中不可或缺的电器。
电工需要了解这些电器的基本工作原理和维修方法。
五、电工工具在进行电工工作时,电工需要使用一系列专业的工具。
常见的电工工具包括万用表、螺丝刀、钳子、剥线钳等。
这些工具不仅有助于电工进行电路的测试和修理,同时也有效提高工作效率和安全性。
六、电工技能培养电工是一个技术性较强的职业,需要掌握一定的技能才能胜任工作。
电工应具备一定的电路分析和故障排除能力,能够熟练使用各种电工工具,并具备良好的团队合作精神和责任心。
为了提高电工技能,可以通过参加培训班、阅读相关专业书籍以及实际操作等方式进行学习。
七、电工行业前景随着科技的不断发展和社会的进步,电工行业的需求也在逐渐增加。
电工电子技术的发展概况在古籍中曾有“慈石召铁”和“琥珀拾芥”的记载。
磁石首先应用于指示方向和校正时间,航海事业发展的需要,我国在11世纪就发明了指南针。
电工技术的发展主要是从十八世纪末1785 年库仑建立库仑定律开始的。
1800 年化学电池的发明揭开了人类利用电能的序幕;1820 年,奥斯特发现了电流对磁针有力的作用,揭开了电学理论新的一页。
同年安培确定了通有电流的线圈的作用与磁铁相似,这就指出了磁现象的本质问题;1826 年,欧姆建立了欧姆定律;1831 年,法拉第发现电磁感应现象;电解定律,发现了苯,发明氧化数,氯气等液化。
1833 年,楞次建立楞次定律。
其后他致力于电机理论的研究并阐明了电机的可逆性原理。
1834 年,雅可比制造出世界上第一台电动机,从而证明了实际应用电能的可能性。
1838 年,用一台直流电动机拖动轮船,以4 km/h逆流而上和顺流而下,这是最早的实用电动机。
1844 年,楞次与焦耳分别独立确定了电流热效应定律。
1845 年,基尔霍夫建立了电压、电流定律(KVL、KCL)创立光谱化学分析法,发现了元素铯和铷。
1864 年,麦克斯韦提出了电磁波理论。
1887 年,赫兹通过实验获得了电磁波。
19 世纪末,发明了三相同步发电机、三相变压器、三相异步电动机以及三相输电方式。
1883年,爱迪生发现热电子效应,弗莱明在1904年利用这个效应制成了电子二极管,并证实电子管具有“阀门效应”。
1906年德福雷斯在弗莱明二极管放进第三个电极——栅极,而发明了电子三极管。
1948年美国贝尔实验室发明晶体管,并替代电子管,具有经济效应。
1958年集成电路第一个样品面世电子管-晶体管-集成电路-大规模集成电路四代。
电气科学与工程的发展简史一、电气科学的萌芽与理论形成人类最初是从自然界的雷电现象和天然磁石中开始注意电磁现象的士希腊和中国的古代文献都记载了琥珀摩擦后吸引细微物体和天然磁石吸铁的现象。
公元前1100—前771 年,中国的青铜器上就出现了篆文的"电"字。
战国时期,出现了用磁石指示方向的仪器——司南,成为中国古代四大发明之一。
公元1世纪王充所著《论衡》一书中,记载了"顿牟授芥,磁石引针"的现象(顿牟∶琥珀,摄∶吸引,芥∶很轻的植物籽),最早把静电现象和磁现象相并列。
《论衡》中还对司南的形状和用法做了明确的记录,图1-1是后人根据书中的描述复制的司南模型。
到了宋代,用磁铁制成的指南针已经得到广泛应用。
司南近代电磁学的研究,可以认为开始于英国的W.吉尔伯特(William Gilbert 1544—1603)。
1600年,他用拉丁文发表了《论磁石》(De Magnete,英语译为 On the Magnet)一书(如图1-2 所示),系统地讨论了地球的磁性,认为地球是个大磁石,还提出可以用磁倾角判断地球上各处的纬度。
现代英语中Electricity(电)这个字就是他根据"琥珀"的希腊文字(ηλekrpop)和拉丁文字(electrum)创造的。
吉尔伯特的实验和研究发展了有关电的知识。
在他之前,人们对电的认识基本上停留在希腊哲学家泰勒斯所描述的琥珀经座擦会产生电的水平上。
吉尔伯特设计制作了一台验电器,由一个尖顶支撑一根能够灵活转动的指针。
他把钻石、宝石、玻璃、水晶、硫黄、树脂等各种物体摩擦后靠近指针,看指针是否被吸引向这些物体。
通过这样的实验,他得出结论;琥珀的性质是许多其他物质共有的。
他把这些物质称为"带电体",而血把金属物质列为"非带电体。
他当时还没有认识到,金属在摩擦时也会产生电荷,只不过因为是导体,静电荷会瞬间流失。
电气工程的发展历程与自动化的应用电气工程是一门以电子技术为基础,涵盖电力系统、电子电路、电机与控制等领域的学科。
自从电气工程的诞生以来,它经历了长期的发展与演变,并在各个领域中得到了广泛的应用。
随着科学技术的进步和社会需求的不断变化,自动化技术逐渐成为电气工程领域的重要组成部分,为各行各业的发展做出了巨大贡献。
一、电气工程的起源与初步发展电气工程起源于19世纪末的工业革命时期。
当时,蒸汽机的广泛应用导致了对于动力传输的需求,人们开始研究电力传输与控制技术。
1879年,托马斯·爱迪生发明了第一台实用的电动机,标志着电气工程学科的诞生。
此后,在电气工程师们的不断努力下,电力系统、电路分析等基础理论逐渐成熟,电气工程得以快速发展。
二、电气工程的发展进程1. 电力系统的建设随着电力需求的增长,人们迫切需要建立起可靠的电力系统。
电力系统由发电厂、输电网和配电网组成,通过输电线路将电能传送至用户。
20世纪初,人们开始建设大规模的发电厂,并建立高压输电网和低压配电网,实现了电力资源的大规模利用和远距离传输。
电力系统的建设为工业生产和居民生活提供了可靠的电力供应。
2. 电子技术的进步随着电子元件的不断发展和应用,电路的复杂度逐渐增加。
20世纪中叶,晶体管的发明使得电子技术迈入了新的阶段。
晶体管的小尺寸、低功耗和可靠性高等特点,促进了电子产品的快速发展,如电视、收音机、计算机等。
电子技术的进步为电气工程的发展注入了新的动力,同时也为后来的自动化技术奠定了基础。
3. 自动化技术的兴起在电气工程的发展过程中,自动化技术逐渐崭露头角并得到广泛应用。
自动化技术通过运用电气控制、计算机和通信等技术手段,实现对工业生产过程的自动控制。
随着电气元件、传感器和执行器的不断改进,自动化控制系统在工业自动化、交通运输、能源管理等领域中得到了广泛应用。
例如,自动化生产线可以提高生产效率和质量稳定性,自动驾驶技术可以提升交通安全性和行驶效率,智能电网可以实现电力信息的快速传输和优化调度。
电子行业电子电工学第章引言电子行业是一个涵盖广泛领域的行业,其中电子电工学是其中最核心的学科之一。
本文将重点介绍电子行业电子电工学的第一章内容,包括电子电工学的定义、发展历程以及主要研究内容。
1. 电子电工学的定义电子电工学是研究电子器件、电路和电力系统的学科。
它涉及到电子器件的原理与设计,电力系统的分析与优化,以及电路的建模与仿真。
电子电工学是电子行业的基础学科,对于电子设备的研发和应用具有重要意义。
2. 电子电工学的发展历程电子电工学作为一门学科,起源于19世纪末的电学研究。
随着电子技术的飞速发展,电子电工学也得到了广泛的应用和发展。
以下是电子电工学的主要发展历程:2.1 电子器件的发展电子器件是电子电工学的核心研究对象之一。
随着电子技术的进步,越来越多的电子器件被发明和应用。
从最早的电子管到今天的集成电路和纳米器件,电子器件的种类和功能不断丰富和创新。
2.2 电路理论的建立电路理论是电子电工学的基石,它研究电子器件之间的连接和相互作用。
在20世纪初,电路理论开始逐渐形成,并且得到了广泛的应用。
电路理论的建立为电子设备的设计和分析奠定了坚实的基础。
2.3 电力系统的发展电力系统是电子电工学另一个重要的研究方向。
随着能源需求的不断增长,电力系统的规模和复杂度也在不断提高。
电子电工学通过研究电力系统的分析、控制和优化,为电力供应和利用提供了重要的支持和保障。
2.4 现代电子技术的快速发展随着信息技术的迅猛发展,现代电子技术正在经历着革命性的变化。
从传统的电子设备到互联网、物联网和,现代电子技术正不断刷新着人们的想象力。
电子电工学在这一过程中扮演着重要的角色,为新技术的应用和创新提供了支持和保证。
3. 电子电工学的研究内容电子电工学研究的内容十分丰富,包括电子器件的原理与设计、电路的分析与优化、电力系统的建模与仿真等。
以下是电子电工学的主要研究内容:3.1 电子器件的原理与设计电子器件是电子电工学的核心研究对象之一,研究电子器件的原理与设计是电子电工学的重要内容。
电工学历史沿革.txt心是自己的,干嘛总被别人伤......没有伞的孩子必须努力奔跑▓敷衍旳青春总昰想太多怨,只怨现实太现实╰⌒﹏为什么在一起要两个人的同意丶而分手只需要一个人本文由amiferous贡献doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。
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《电工学》历史沿革《电工学》是研究电工技术.电子技术的理论和应用的课程,是高等院校非电专业必修的重要的技术基础课,通过本课程的学习使学生获得电气技术必要的基本理论、基本知识和基本技能,了解电气工程学科的发展历程和最新动态。
《电工学》课程最早开设于机械制造及自动化专业,由李广祺、唐晓影等一笔教师主持教研室的工作,为电工学课程的建设与发展做出了贡献。
到现在,数控技术、数控维修、以及模具和焊接专业也已经开设了电工学课程或曾开设过电工学课程。
教研室的教师队伍也逐渐的壮大,现今,有的老教师也已调离其他院校继续主持教研室工作,也有的教师仍在本课程组教学。
电工学课程组根据学校非电类各专业的发展情况、针对课程内容、教材建设、教学手段、实验室的建设等对电工学课程进行了持续性的建设。
自开设该课程以来,电工学教研室为全校非电类专业分别开设了电工学课程,使用过的教材有《电工学 I》姚海彬主编;《电工学 II》刘忠全编;后来,根据不同专业需要《电工学》的内容区别,部分专业还开设过《电工学(少学时)》、《电工电子技术》。
并且针对于针对课程内容德不同,撰写和完善了多套不同学时的教学大纲,制定了规范的教学进度表。
在实践课程方面,创建了电工实验室。
学生们曾做过实验由《基尔霍夫定律验证》、《电源等效变换验证》、《叠加定理验证》以及《日光灯电路》四个实验。
使学生在提高动手能力的基础之上,把理论知识和实际相结合,更深层次的理解电工学知识。
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《电工学》历史沿革《电工学》是研究电工技术.电子技术的理论和应用的课程,是高等院校非电专业必修的重要的技术基础课,通过本课程的学习使学生获得电气技术必要的基本理论、基本知识和基本技能,了解电气工程学科的发展历程和最新动态。
电工电工指研究电磁领域的客观规律及其应用的科学技术,以及电力生产和电工制造两大工业生产体系。
电工的发展水平是衡量社会现代化程度的重要标志,是推动社会生产和科学技术发展,促进社会文明的有力杠杆。
早在1883年电能开发的萌芽时期,恩格斯就曾经评价了它的意义:“……这实际上是一次巨大的革命。
蒸汽机教我们把热变成机械运动,而电的利用将为我们开辟一条道路,使一切形式的能──热、机械运动、电、磁、光──互相转化,并在工业中加以利用。
循环完成了。
德普勒的最新发现,在于能够把高压电流在能量损失较小的情况下通过普通电线输送到迄今连想也不敢想的远距离,并在那一端加以利用──这件事还只是处于萌芽状态──,这一发现使工业几乎彻底摆脱地方条件所规定的一切界限,并且使极遥远的水力的利用成为可能,如果在最初它只是对城市有利,那末到最后它终将成为消除城乡对立的最强有力的杠杆。
”一个世纪以来人类社会的发展历程,充分说明了这一预见的正确性。
电磁是自然界物质普遍存在的一种基本物理属性。
因此,研究电磁规律及其应用的电工科学技术对物质生产和社会生活的各个方面,包括能源、信息、材料等现代社会的支柱都有着深刻的影响。
电能作为一种二次能源,它便于与各种一次能源进行转换,从多种途径获得来源(如水力发电、火力发电、核能发电、太阳能发电等);同时又便于转换为其他能量形式以满足社会生产和生活的种种需要(如电动力、电热、电化学能、电光源等)。
与其他能源相比,电能在生产、传送、使用中更易于调控。
这一系列优点,使电能成为最理想的二次能源,格外受到人们关注。
电能的开发及其广泛应用成为继蒸汽机的发明之后,近代史上第二次技术革命的核心内容。
20世纪出现的大电力系统构成工业社会传输能量的大动脉,以电磁为载体的信息与控制系统则组成了现代社会的神经网络。
各种新兴电工材料的开发、应用丰富了现代材料科学的内容,它们既得益于电工的发展,又为电工的技术进步提供物质条件。
电工科学技术的基础理论的成就极大地丰富了人类思维的宝库。
课外阅读报告《电动机概述》学号:201**505201X年X月摘要从1820年奥斯特发现电流的磁效应到1821年法拉第发现电磁感应定律并建立电动机实验模型,从直流电动机到交流电动机,从极小功率电机到如今的大功率电机,从单一驱动功能的电机到现今多功能电机,电动机发展经历了一次又一次的变革,以至于今天的电动机在人们生活中扮演了举足轻重的作用。
本文着手于电动机的一些常识,简单介绍电动机的发展历程,基础知识,详细介绍三相交流异步电动机及其起动制动等问题,从而为日常购买,使用,以及维修电动机等带来一定的常识和便利。
一、电动机起源和发展历程1.1电动机早期发展1820年奥斯特发现了电流磁效应,随后安培通过总结电流在磁场中所受机械力的情况建立了安培定律。
1821年9月法拉第发现通电的导线能绕永久磁铁旋转以及磁体绕载流导体的运动,第一次实现了电磁运动向机械运动的转换,从而建立了电动机的实验室模型,被认为是世界上第一台电机。
1831年,法拉第利用电磁感应发明了世界上第一台真正意义上的电机──法拉第圆盘发电机。
这台发电机制构造跟现代的发电机不同,在磁场所中转动的不是线圈,而是一个紫铜做的圆盘。
圆心处固定一个摇柄,圆盘的边缘和圆心处各与一个电刷紧贴,用导线把电刷与电流表连接起来;铜圆盘放置在蹄形永磁体的磁场中,当转动摇柄使铜圆盘旋转起来时,电流表的指针偏向一边,电路中产生了持续的电流。
1831年夏,亨利对法拉第的电动机模型进行了改进。
该装置的运动部件是在垂直方向上运动的电磁铁,当它们端部的导线与两个电池交替连接时,电磁铁的极性自动改变,电磁铁与永磁体相互吸引或排斥,使电磁铁以每分钟75个周期的速度上下运动。
亨利的电动机的重要意义在于这是第一次展示了由磁极排斥和吸引产生的连续运动,是电磁铁在电动机中的真正应用。
1.2直流电动机1832年,斯特金发明了换向器,据此对亨利的振荡电动机进行了改进,并制作了世界上第一台能产生连续运动的旋转电动机。
电工学简介含义起源历史及发展Revised final draft November 26, 2020电工指研究电磁领域的客观规律及其应用的科学技术,以及电力生产和电工制造两大工业生产体系。
电工的发展水平是衡量社会现代化程度的重要标志,是推动社会生产和科学技术发展,促进社会文明的有力杠杆。
早在1883年电能开发的萌芽时期,恩格斯就曾经评价了它的意义:“……这实际上是一次巨大的革命。
蒸汽机教我们把热变成机械运动,而电的利用将为我们开辟一条道路,使一切形式的能──热、机械运动、电、磁、光──互相转化,并在工业中加以利用。
循环完成了。
德普勒的最新发现,在于能够把高压电流在能量损失较小的情况下通过普通电线输送到迄今连想也不敢想的远距离,并在那一端加以利用──这件事还只是处于萌芽状态──,这一发现使工业几乎彻底摆脱地方条件所规定的一切界限,并且使极遥远的水力的利用成为可能,如果在最初它只是对城市有利,那末到最后它终将成为消除城乡对立的最强有力的杠杆。
”一个世纪以来人类社会的发展历程,充分说明了这一预见的正确性。
电磁是自然界物质普遍存在的一种基本物理属性。
因此,研究电磁规律及其应用的电工科学技术对物质生产和社会生活的各个方面,包括能源、信息、材料等现代社会的支柱都有着深刻的影响。
电能作为一种,它便于与各种进行转换,从多种途径获得来源(如、、、太阳能发电等);同时又便于转换为其他能量形式以满足社会生产和生活的种种需要(如电动力、电热、电化学能、等)。
与其他能源相比,电能在生产、传送、使用中更易于调控。
这一系列优点,使电能成为最理想的二次能源,格外受到人们关注。
电能的开发及其广泛应用成为继蒸汽机的发明之后,近代史上第二次技术革命的核心内容。
20世纪出现的大构成工业社会传输能量的大动脉,以电磁为载体的信息与控制系统则组成了现代社会的神经网络。
各种新兴的开发、应用丰富了现代材料科学的内容,它们既得益于电工的发展,又为电工的技术进步提供物质条件。
电工科学技术的基础理论的成就极大地丰富了人类思维的宝库。
物质世界统一性的认识、近代物理学的诞生,以及系统控制论的发展等,都直接或间接地受到电工发展的影响。
反过来,各相邻学科的成就也不断促进电工向更高的层次发展。
电气化与现代社会能源是人类社会赖以生存的最基本的物质条件之一。
电能以其独特的优点成为人类开发自然能源的最重要方式,是人类征服自然过程中所取得的具有划时代意义的光辉成就。
自19世纪80年代开始应用电能以来,几乎所有社会生产的技术部门以及人民生活,都逐步转移到这一崭新的技术基础上,极大地推动了社会生产力的发展,改变了人类的社会生活方式,使20世纪以“电世纪”载入史册。
是较早开发的电能应用。
它消除了黑夜对人类生活和生产劳动的限制,大大延长了人类用于创造财富的劳动时间,并且改善了劳动生产条件,丰富了人们的生活。
这为电能的应用奠定了最广泛的社会基础,成为推动电能生产的强大动力。
电传动是范围最广、形式最多的电能应用领域。
是冶金、机械、化工、纺织、造纸、矿山、建工等一系列工业部门与交通运输以及医疗电器、家用电器的最重要的动力源。
各种类型的电动机占去全部用电设备总功率的70%左右。
电传动在效率、精度、操作、控制、节能、安全等许多方面都具有无可比拟的优越性,并且在向着机电一体化以及工业机器人等新技术方向发展,从根本上改变了19世纪以蒸汽动力为基础的初级工业化的面貌。
电能转换为热能是电能的另一重要用途。
电加热可以直接作用到物体内部,且加热均匀、热效率高、容易控制。
因此,电加热在冶金工业及制造工业中成为重要的加工方式。
电能在化工领域的应用开辟了电化学工业体系,包括电解工业、电热化学工业,以及等离子体化学、放电化学、界面电化学、电池工业等,推动了化工工业的发展。
电物理装置的研制成为电能应用的新领域。
各种能级和不同用途的加速器、大功率电脉冲装置、大功率激光设备、受控核聚变装置等所需要的电源技术、磁体技术、控制和监测技术等都促进了电能的利用和电工的发展。
总之,随着科学技术的发展,电的应用不仅影响到社会物质生产的各个侧面,也越来越广地渗透到人类生活的各个层面(医疗电器的广泛应用和家用电器的普及只是人们熟知的两个例证)。
电气化已在某种程度上成为现代化的同义语,电气化程度已成为衡量社会物质文明发展水平的重要标志。
世界各国都十分重视电能在国民经济中的地位和作用。
近一个世纪的实践表明,许多工业发达国家的电力生产大约以年平均7%的速率增长,超前于国民经济的发展速度,避免了经济发展受电能短缺的限制。
例如,1950~1980年30年间,美国实际国民经济生产总值年平均增长率为%,而电能生产量年平均增长率为%,两者之比即为;英国、法国、苏联等国家的电力弹性系数也在与之间。
1937年世界发电量为亿千瓦时,1950年9589亿千瓦时,1980年约为82400亿千瓦时,1988年已达到 11万亿千瓦时。
50年来增长了240倍,大大超过其他经济部门的增长速度。
中国1949~1991年间,电力工业发展也极为迅速。
年发电量1949年为亿千瓦时,居世界第25位,而1991年已增至6750亿千瓦时,跃升为世界第4位。
据数十个国家的统计,各国人均年产值的增长与人均年耗电量的增长呈线性关系。
电能消费的单位指标如单位国民生产总值、单位国民收入和单位人口的电能消费也都呈增长的趋势。
例如,1920~1970年期间美国的人均用电量由540千瓦时增加到7950千瓦时,年增长率约为%;1989年达到13450 千瓦时。
50年代以前发达国家的电能消耗量约占能源消耗总量的4%,1985年已占30%以上,预测2000年将达到40~50%。
扩大电能应用是20世纪各国国民经济发展的显着特征。
电能已经成为现代化社会须臾不可中断的经济命脉。
社会发展对电能的需求成为电工必将持续发展的巨大动力。
大规模、多层次的工程系统电能的生产与应用从诞生之日起就具有鲜明的系统性,这是由电能的本质决定的。
电能以光速传播,至今未能实现工业规模储存。
因此,电能的生产与消费几乎是在同一瞬间内完成,随发随用,、、、、用电组成了始终处于连续工作的不可分割的整体。
各种电工产品归根到底都要纳入这一整体以发挥功效,经受检验。
随着电能需求的增长,为充分提高电能利用的效率,发电机组容量及电站规模日益扩大(机组容量由20世纪20年代的10万千瓦左右扩大到70年代的百万千瓦;电站由几十万千瓦扩大到几百万千瓦),输电电压等级日益提高(由20年代的220千伏高压,经过380、500、750千伏的超高压等级到80年代中出现1150千伏的特高压),电力系统的覆盖面积日益拓广(由万平方公里扩展到1000多万平方公里)。
为了保证供电安全,还必须有调度、通信、保护、远动等一系列服务于电能生产和供应的信息与控制系统。
一个世纪以来,电能生产的规模已经从爱迪生时代的住户式电站发展到跨国界、跨洲际的联合电力系统,成为社会物质生产部门中空间跨度最广、时间协调严格、层次分工极复杂的实体系统。
电能的开发和分配,电力系统的建设和运行,是与宏观经济规划密切联系的,如能源开发的基本方针,工业的合理布局,电站和电网的最优规划,电价政策的制定,电网的经济调度等。
大型发电站以及水利枢纽的建设,还涉及勘测、设计、施工、运输、通信以及生态、环境保护等一系列错综复杂的关系。
在电能生产的内部,必须处理集中开发与分散使用以及电能的连续供应与负荷的随机变化的矛盾。
这涉及水、热、机、电等各种综合的动态过程。
这些都说明,电工作为先进的生产力,必须作到技术经济和社会效益的统一,局部和整体的统一,目前和长远的统一;必须应用系统工程的观点和方法处理宏观乃至微观的各个层次的问题。
这就需要从全局的观点出发,综合应用现代科学技术,使系统达到最优的规划、设计、装备、实施和运行,电工正是沿着这一基本方向不断前进的。
20世纪出现的大电力系统,是人类工程科学史上最重要的成就之一。
到70年代,世界上已建成好几个总装机容量超过亿千瓦的大型电力系统。
其中覆盖面积最大的达1000多万平方公里。
每个系统年传输、分配的电能都超过万亿千瓦时,为整个国家甚至整个大陆数亿人民的生产、生活和其他活动不间断地供应优质电能。
这种纵横千万里、网络结点千百个交织密布的巨系统,有功潮流、无功潮流、高次谐波、负序电流等以光速在全系统范围瞬间传播。
它既能输送大量电能,创造巨大财富,也可能在瞬间造成重大的灾难性事故。
为保证如此巨大系统安全、稳定、经济地运行,必须采取集中与分散相结合的控制方式,使用高度自动化的装置,广泛应用电子计算机以及在线实时遥测和调控,以完成状态监视、运行调度、自动保护、事故处理以及计价收费等管理方面的事务。
电能传播的高速度要求电力系统必须能以几分之一秒乃至百分之一秒的快速响应进行优化自动调控,否则,就会造成难以估量的后果。
1977年7月13日美国纽约市电力系统因雷击引起全市停电大事故,前后延续25小时,影响到900万居民的供电,事故所造成的直接和间接损失达3亿5千万美元。
事故原因是由于保护装置未能及时正确动作,调度中心掌握实时信息不足等,以致使事故扩大,导致系统瓦解。
正是电力系统安全、稳定运行的重大经济意义和社会影响,使得人们在发展电力系统的整个过程中,对于它的自动化程度,控制的实时性和响应的灵敏度,以及设备和运行的可靠性等,提出了广泛而高标准的要求。
同其他工程系统相比,可以说电力系统是要求极严的优化受控系统。
随着电力系统电压等级的增高、增大以及社会广泛深入的电气化、自动化,问题日益突出。
例如,机电型继电器约需10-1瓦的驱动力,而集成电路所需的驱动力比它小若干个数量级,因而极小的功率就会引起集成电路扰动,继而可能导致通信、制导、计算机网络等系统的误动或失效,造成重大损失。
必须使电工装置、设备及系统在自身所处的电磁环境中能够满意地行使其功能,既具有抗干扰性,同时还不允许对周围环境引入超过限度的电磁干扰。
电磁干扰的范围几乎包括了从直流到吉赫频段,如谐波,电压突变和失压,频率变动等低频扰动;雷电及开关操作等微秒级的电磁暂态过程;静电放电;磁场扰动;高频、甚高频的电磁场扰动等,均需针对不同的干扰源和抗干扰对象制定相应的技术措施和管理对策。
面临实现和驾驭这一全社会规模的电能供需系统,计算机是最有力的工具。
它的广泛应用正深刻改变着电工的面貌。
许多复杂的基础性课题如、电磁场、温度场、杂散损耗、振动噪声、发热通风、应力分析等,都已经有计算机辅助分析和计算。
在电力系统中,计算机的应用还在改变电力系统二次回路的概念和功能。
应用微机可以全面完成参数巡回检测、数据处理、越限警报、制表打印、图像显示等。
由单元控制级、集中监控级、中央调度级相配合,组成统一控制的大系统,实现、经济调度、在线监测、安全控制等。