电气工程基础绪论(ppt50页).pptx
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《电气工程基础》课件
03
核能发电厂
利用核裂变反应产生的热能，通 过热能转换为机械能，再带动发
电机发电。
02
水力发电厂
利用水流的势能和动能，通过水 轮机带动发电机发电。
04
风力发电厂
利用风能驱动风力发电机旋转， 通过发电机将机械能转换为电能
。
电力系统的组成与结构
发电机组
负责将其他形式的能源转换为电能。
变压器
用于升高或降低电压，以适应不同输电和用 电需求。
电力系统的功能是实现电能的集中 生产、传输、分配和消费，保障社 会生产和生活对电能的持续需求。
电力系统的重要性
电力系统是现代社会的重要基础设 施，对经济发展、社会进步和人民 生活水平的提高具有重要意义。
发电厂类型与工作原理
01
火力发电厂
利用化石燃料（煤、油、气）燃 烧产生的热能，通过热能转换为 机械能，再带动发电机发电。
电机的分类与原理
• 步进电机：根据工作原理可分为永磁式、反应式和混合式 。
电机的分类与原理
电机原理
基于电磁感应定律，当磁场发生变化时，会在导体中产生感应电动势，从而产生电 流。
电机的旋转原理基于磁场和电流的相互作用，通过改变电流和磁场的方向，实现电 机的旋转。
变压器的原理与结构
变压器原理
利用电磁感应定律，当一次绕组上施加交流电压时，会在一次绕组中产生交变电流，从而在 二次绕组中产生感应电动势。
输电线路
负责传输电能，通常由架空线路和电缆组成 。
变电站
负责汇集、分配和调节电能，包括变压器、 开关设备和无功补偿装置等。
电力系统的运行与控制
电力系统的运行状态
正常运行状态、警戒状态、紧急状态和崩溃状态。
电气工程基础引论课件
控制系统的数学模型
总结词
解释线性时不变控制系统的基本概念和特点 。
详细描述
线性时不变控制系统是指系统的动态行为可 以用线性微分方程或差分方程来描述，且系 统参数不随时间变化的系统。这类系统具有 叠加性和时不变性，即多个输入产生的输出 等于单个输入产生的输出，且系统对相同的 输入产生的响应不随时间变化。
电子与通信
集成电路、电子设备、通信系 统等的设计与制造。
自动化与智能控制
工业自动化、智能家居、智能 交通等领域的控制系统的设计
与实现。
02
电路基础
电路的基本概念
电路
由电源、负载、开关和 导电路径组成的闭合回
路。
电流
电荷在导体中流动的现 象，方向从高电位流向
低电位。
电压
电场力将单位正电荷从 高电位点移到低电位点
传输、分配和消费的系统。
电力系统的重要性
电力系统是现代社会运转的基础， 保障了工业、商业和居民的电力需 求。
电力系统基本构成
包括电源、电网和负荷三部分，其 中电源负责发电，电网负责传输电 能，负荷则是各类电力用户。
电力系统分析
稳态分析
研究电力系统的运行状态，分析系统的电压、电 流、功率和频率等参数，确保系块芯片上，实现一定的 电路或系统功能。
集成电路具有小型化、高性能、低功耗等特点，广泛应用于 计算机、通信、消费电子等领域。集成电路的设计和制造需 要先进的工艺和技术，是现代电子工业的重要支柱之一。
04
控制理论
控制系统的基本概念
总结词
概述控制系统的定义、组成和分类。
总电阻。
电路的分析方法
支路电流法
节点电压法
通过列写电路的KVL和KCL方程，解出各支 路电流的方法。
《电气工程基础》课件
电气工程基础知识
本节课将介绍电气工程的基本概念，包括电流、电压、电阻和功率。我们将探讨电路元件、欧姆定律和基本电 路分析技术。
电路分析与计算
1
分析方法
学习不同的电路分析方法，如基尔霍夫定律和戴维南定理，以解决复杂电路中的 问题。
2
计算技巧
掌握电路计算的技巧，如串并联电阻的计算、电压和电流分配的规律。
《电气工程基础》PPT课 件
欢迎来到《电气工程基础》PPT课件。本课程将带您深入了解电气工程的基础 知识，探索电路分析与计算、电力系统与电能转换、控制与自动化以及实验 与实践的内容。
课程介绍
通过本节课，您将了解本课程的目标、学习方法和评估方式。我们将深入研究电气工程的基础概念和原理，并 展示它们在实际应用中的重要性。
3
仿真软件
使用电路仿真软件进行电路分析和验证，以加深对电路行为的理解。
电力系统与电能转换
电力分配
学习电力系统中的电力分配 流程和组件，如变压器和变 频器。
电能转换
了解电能转换技术和设备， 如发电机和变流器，以及能 源转换的效率和可持续性。
能源管理
探讨能源管理的重要性，包 括节能和可再生能源的应用。
控制与自动化
控制系统
自动化技术
可编程包括传感器、执行器和控制器。
介绍自动化技术在电气工程中的 应用，如工业自动化和智能家居。
学习可编程逻辑控制器的工作原 理和编程技巧，以实现自动化控 制和流程优化。
绪论电气运行基础知识PPT课件
29
4.3 事故处理的一般程序
(1) 判断故障性质 (2) 判明故障范围 (3) 解除对人身和设备安全的威胁 (4) 保证非故障设备的运行 (5) 做好现场安全措施 (6) 及时汇报
30
电气运行基础知识
目录
1、电气运行概述 2、电气运行的管理制度
3、倒闸操作 4、事故处理原则
2
1.1 电气运行及主要任务
进行电气运行的电业人员，常称为电气运行工 作者或运行值班人员。 所谓电气运行，就是电气运行值班人员对完成电 能在“发、输、配、供、用”过程中的电气设备与 输配线路所进行的监视、控制、操作与调节的过 程
8
执行工作票程序
1、签发工作票 2、送交现场 3、审核把关 4、布置安全措施 5、许可工作 6、开工会 7、收工会 8、工作终结 9、工作票终结
9
2.2 操作票制度
操作票的作用： 电气运行人员要完成一个操作任务一般都需要
进行十几项甚至几十项的操作，对这种复杂的操 作，仅靠记忆是办不到的，也是不允许的，因为 稍有疏忽、失误，就会造成人身、设备事故或严 重停电事故。填写操作票是安全正确进行倒闸操 作的根据，他把经过深思熟虑制订的操作项目记 录下来，从而根据操作票面上填写的内容依次进 行有条不紊的操作。电气设备改变运行状态，必 须使用操作票进行倒闸操作，这是防止误操作的 主要措施之一。
进行综合分析、判断，作出处理方案。 (4)在不影响人身及设备安全的情况下，尽一切可能使设备继
续运行。 (5)在事故已被限制并趋于正常状态时，应设法调整系统运行
方式，使之合理，让系统恢复正常。 (6)尽快对已停电的用户恢复供电。 (7)做好主要操作及操作时间的记录，及时将事故处理情况报
告有关领导和系统调度员。
4.3 事故处理的一般程序
(1) 判断故障性质 (2) 判明故障范围 (3) 解除对人身和设备安全的威胁 (4) 保证非故障设备的运行 (5) 做好现场安全措施 (6) 及时汇报
30
电气运行基础知识
目录
1、电气运行概述 2、电气运行的管理制度
3、倒闸操作 4、事故处理原则
2
1.1 电气运行及主要任务
进行电气运行的电业人员，常称为电气运行工 作者或运行值班人员。 所谓电气运行，就是电气运行值班人员对完成电 能在“发、输、配、供、用”过程中的电气设备与 输配线路所进行的监视、控制、操作与调节的过 程
8
执行工作票程序
1、签发工作票 2、送交现场 3、审核把关 4、布置安全措施 5、许可工作 6、开工会 7、收工会 8、工作终结 9、工作票终结
9
2.2 操作票制度
操作票的作用： 电气运行人员要完成一个操作任务一般都需要
进行十几项甚至几十项的操作，对这种复杂的操 作，仅靠记忆是办不到的，也是不允许的，因为 稍有疏忽、失误，就会造成人身、设备事故或严 重停电事故。填写操作票是安全正确进行倒闸操 作的根据，他把经过深思熟虑制订的操作项目记 录下来，从而根据操作票面上填写的内容依次进 行有条不紊的操作。电气设备改变运行状态，必 须使用操作票进行倒闸操作，这是防止误操作的 主要措施之一。
进行综合分析、判断，作出处理方案。 (4)在不影响人身及设备安全的情况下，尽一切可能使设备继
续运行。 (5)在事故已被限制并趋于正常状态时，应设法调整系统运行
方式，使之合理，让系统恢复正常。 (6)尽快对已停电的用户恢复供电。 (7)做好主要操作及操作时间的记录，及时将事故处理情况报
告有关领导和系统调度员。
电气工程基础熊信银第一章绪论-PPT课件
❖ 发电机通常接于线路始端，因此发电机的额定 电压为线路额定电压的1.05倍
❖
❖ UGN ＝UN（1＋5％）
2、变压器的额定电压
❖ 变压器一次侧额定电压取等同于电力系统的额 定电压。
❖ 对于直接和发电机相联的变压器，其一次侧额 定电压等于发电机的额定电压即： U1N＝UGN ＝UN（1＋5％）
❖ 二次侧额定电压取比线路额定电压高5% ，又因 变压器二次侧额定电压规定为空载时的电压， 而额定负荷下变压器内部电压降落约为5%。为 使正常时变压器二次侧电压较线路额定电压高 5%，变压器二次侧额定电压取比线 路额定电压 高10%。
❖ 我国国家规定的标准电压等级：
❖ 220、380V；3、6、10、35、（60）、110、 （154）、220、330、500、750和1000KV
为了保证设备在偏离其额定电压允许值的范围内工 作，在同一个电力系统的额定电压下，电气设备的额定 电压值是不相同的。
1、线路、发电机的额定电压
❖ 用电设备容许的电压偏移一般为±5%，沿线 电压降落一般为10%，因而要求线路始端电压 为额定值的1.05倍，并使末端电压不低于额定 值的0.95倍。
电力系统的基本参量
❖ （1） ❖ （2） ❖ （3） ❖ （4） ❖ （5）
总装机容量 年发电量 最大负荷 额定频率 最高电压等级
❖ 总装机容量——电力系统中实际安装的发电机 组额定有功功率的总和。
❖ 年发电量——所有发电机组全年实际发出电能 的总和。
❖ 最大负荷——一般在规定时间内，电力系统总 有功功率负荷的最大值。
第一章 绪论
1、电力系统的基本概念 2、电能的质量指标 3、电力系统的电压等级 4、电力系统中性点接地 5、电力系统发展概况及前景
❖
❖ UGN ＝UN（1＋5％）
2、变压器的额定电压
❖ 变压器一次侧额定电压取等同于电力系统的额 定电压。
❖ 对于直接和发电机相联的变压器，其一次侧额 定电压等于发电机的额定电压即： U1N＝UGN ＝UN（1＋5％）
❖ 二次侧额定电压取比线路额定电压高5% ，又因 变压器二次侧额定电压规定为空载时的电压， 而额定负荷下变压器内部电压降落约为5%。为 使正常时变压器二次侧电压较线路额定电压高 5%，变压器二次侧额定电压取比线 路额定电压 高10%。
❖ 我国国家规定的标准电压等级：
❖ 220、380V；3、6、10、35、（60）、110、 （154）、220、330、500、750和1000KV
为了保证设备在偏离其额定电压允许值的范围内工 作，在同一个电力系统的额定电压下，电气设备的额定 电压值是不相同的。
1、线路、发电机的额定电压
❖ 用电设备容许的电压偏移一般为±5%，沿线 电压降落一般为10%，因而要求线路始端电压 为额定值的1.05倍，并使末端电压不低于额定 值的0.95倍。
电力系统的基本参量
❖ （1） ❖ （2） ❖ （3） ❖ （4） ❖ （5）
总装机容量 年发电量 最大负荷 额定频率 最高电压等级
❖ 总装机容量——电力系统中实际安装的发电机 组额定有功功率的总和。
❖ 年发电量——所有发电机组全年实际发出电能 的总和。
❖ 最大负荷——一般在规定时间内，电力系统总 有功功率负荷的最大值。
第一章 绪论
1、电力系统的基本概念 2、电能的质量指标 3、电力系统的电压等级 4、电力系统中性点接地 5、电力系统发展概况及前景
电气工程基础通用课件
03 电子技术基础
半导体器件
半导体器件
介绍半导体的基本性质和常见的 半导体器件，如二极管、晶体管 等，以及它们在电路中的作用和 工作原理。
半导体材料
介绍常用的半导体材料，如硅、 锗等，以及它们在制造半导体器 件中的应用。
半导体器件的特性
参数
介绍半导体器件的特性参数，如 伏安特性、频率特性、噪声等， 以及如何选择和使用合适的半导 体器件。
电路的分析方法
电路的分析方法是根据电路的基本定律，对电路进行建模、分析和优化的过程。
常见的电路分析方法包括时域分析、频域分析和复域分析。时域分析关注电路在时间域上的动态行为，频域分析则将电路转 换为频率域进行解析，复域分析则结合了时域和频域的特性，能够全面分析电路的性能。这些分析方法对于理解电路的工作 原理、优化电路设计和提高系统性能具有重要意义。
涉及面广，实践性强，与实际应用 紧密结合。
电气工程发展历程
01
02
03
18世纪
电学研究的萌芽阶段，以 静电和静磁现象的研究为 主。
19世纪
进入电磁现象的研究阶段， 包括电磁感应、交流电等。
20世纪
电子技术和计算机技术的 飞速发展，电气工程领域 不断拓展。
电气工程在现代社会中的应用
电力系统
电子技术
电力电子器件
应用领域
介绍晶体管、可控硅整流器、绝缘栅 双极晶体管等常用电力电子器件的结 构、特性及工作原理。
分析电力电子技术在电力系统、新能 源、智能电网等领域的应用。
变换技术
阐述直流-直流变换、直流-交流变换、 交流-直流变换等基本电力电子变换技 术。
电机控制技术基础
01
控制策略
介绍电机的调速控制、位置控制 等基本控制策略，以及PID控制、 模糊控制等现代控制策略。
01概论电气工程基础-PPT文档资料
第一章 概论
一、电力工业在国民经济中的地位 二、电力网、电力系统、动力系统 三、发电厂 四、电力网 五、电力系统 六、我国电力工业的现状和展望
2019/3/1 1
一、电力工业在国民经济中的地位
一 电 力 工 业 的 地 位
1.电力工业
2.电力工业的地位
2019/3/1
2
1.电力工业
风力发电示意图
发 电 厂
2019/3/1
31
地热发电示意图
火山 汽轮机 发电机 蒸汽包
发 电 厂
地下水 循环水泵
冷却塔
2019/3/1
32
潮汐发电
潮汐发电：利用海水涨潮、落潮中的动
能和势能来发电
发 电 厂
2019/3/1
33
太阳能发电示意图
防反射膜 负荷
发 电 厂
N型硅
P型硅
2019/3/1
3.核电厂
4.其他能源发电
2019/3/1 13
1. 火力发电厂
火力发电厂：利用固体、液体、气体
燃料的化学能来生产电能的工厂 原动机：凝汽式汽轮机、燃气轮机、 内燃机 我国大部分火电厂为凝汽式火力发电 厂
发 电 厂
2019/3/1
14
凝汽式火力发电厂示意图
输电线路 烟囱
发 电 厂
发电机
39
3.各设备额定电压的确定
四 电 力 网
（1）用电设备的额定电压
（2）发电机的额定电压
（3）变压器的额定电压
2019/3/1
40
（1）用电设备的额定电压
四 电 力 网
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％。
一、电力工业在国民经济中的地位 二、电力网、电力系统、动力系统 三、发电厂 四、电力网 五、电力系统 六、我国电力工业的现状和展望
2019/3/1 1
一、电力工业在国民经济中的地位
一 电 力 工 业 的 地 位
1.电力工业
2.电力工业的地位
2019/3/1
2
1.电力工业
风力发电示意图
发 电 厂
2019/3/1
31
地热发电示意图
火山 汽轮机 发电机 蒸汽包
发 电 厂
地下水 循环水泵
冷却塔
2019/3/1
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潮汐发电
潮汐发电：利用海水涨潮、落潮中的动
能和势能来发电
发 电 厂
2019/3/1
33
太阳能发电示意图
防反射膜 负荷
发 电 厂
N型硅
P型硅
2019/3/1
3.核电厂
4.其他能源发电
2019/3/1 13
1. 火力发电厂
火力发电厂：利用固体、液体、气体
燃料的化学能来生产电能的工厂 原动机：凝汽式汽轮机、燃气轮机、 内燃机 我国大部分火电厂为凝汽式火力发电 厂
发 电 厂
2019/3/1
14
凝汽式火力发电厂示意图
输电线路 烟囱
发 电 厂
发电机
39
3.各设备额定电压的确定
四 电 力 网
（1）用电设备的额定电压
（2）发电机的额定电压
（3）变压器的额定电压
2019/3/1
40
（1）用电设备的额定电压
四 电 力 网
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％。
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：
电气工程基础课件大全PPT课件
节点电压法
通过已知的电源和电导值求解 未知的电压。
网孔电流法
通过已知的电源和电阻值求解 未知的电流和电压。
叠加定理
将多个电源分别作用在电路中 ，再求出总电流或总电压。
欧姆定律与基尔霍夫定律
欧姆定律
描述电路中电压、电流和电阻之 间的关系。
基尔霍夫定律
描述电路中电流和电压之间的关 系，包括基尔霍夫电流定律和基 尔霍夫电压定律。
应用场景
电机广泛应用于电力、能源、交通和工业等领域，如电动机 、发电机、控制器等；变压器广泛应用于输配电、电机控制 、电子设备等领域，起到变换电压、电流和阻抗的作用。
供配电技术
04
电力系统概述
电力系统组成
电力系统由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成， 主要功能是将一次能源转换为电能，并通过输配电网络向 用户提供安全、可靠、经济、优质的电能。
电源
提供电能，为电路提供电压和 电流。
电路模型
理想元件模型
将实际元件抽象化，表 示其基本特性和参数。
实际元件模型
考虑实际元件的物理特 性和参数，更接近实际
应用。
等效电路模型
将复杂电路简化，便于 分析和计算。
模拟电路模型
用数学方程描述电路行 为，用于计算机模拟和
分析。
电路分析方法
支路电流法
通过已知的电源和电阻值求解 未知的电流。
随着电力系统的规模不断扩大和复杂度不断提高，电力系统自动化已成 为保障电力系统安全、稳定、经济运行的关键手段。
03
电力系统自动化的主要内容
电力系统自动化主要包括发电控制自动化、输电控制自动化、配电自动
化、调度自动化等方面。
远动技术与应用
远动技术的定义
通过已知的电源和电导值求解 未知的电压。
网孔电流法
通过已知的电源和电阻值求解 未知的电流和电压。
叠加定理
将多个电源分别作用在电路中 ，再求出总电流或总电压。
欧姆定律与基尔霍夫定律
欧姆定律
描述电路中电压、电流和电阻之 间的关系。
基尔霍夫定律
描述电路中电流和电压之间的关 系，包括基尔霍夫电流定律和基 尔霍夫电压定律。
应用场景
电机广泛应用于电力、能源、交通和工业等领域，如电动机 、发电机、控制器等；变压器广泛应用于输配电、电机控制 、电子设备等领域，起到变换电压、电流和阻抗的作用。
供配电技术
04
电力系统概述
电力系统组成
电力系统由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成， 主要功能是将一次能源转换为电能，并通过输配电网络向 用户提供安全、可靠、经济、优质的电能。
电源
提供电能，为电路提供电压和 电流。
电路模型
理想元件模型
将实际元件抽象化，表 示其基本特性和参数。
实际元件模型
考虑实际元件的物理特 性和参数，更接近实际
应用。
等效电路模型
将复杂电路简化，便于 分析和计算。
模拟电路模型
用数学方程描述电路行 为，用于计算机模拟和
分析。
电路分析方法
支路电流法
通过已知的电源和电阻值求解 未知的电流。
随着电力系统的规模不断扩大和复杂度不断提高，电力系统自动化已成 为保障电力系统安全、稳定、经济运行的关键手段。
03
电力系统自动化的主要内容
电力系统自动化主要包括发电控制自动化、输电控制自动化、配电自动
化、调度自动化等方面。
远动技术与应用
远动技术的定义
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右手定则
右手定则（又称发电机 定则）：伸开右手，使 拇指与其余四个手指垂 直，并且都与手掌在同 一平面内；让磁感线从 手心进入，并使拇指指 向导线运动方向，这时 四指所指的方向就是感 应电流的方向。这就是 判定导线切割磁感线时 感应电流方向的右手定 则。
左手定则 右手定则
记忆口诀：左通力右生电。
强，用E表示。(单位电荷在电场中受到的电
场力）
b.表达式： E=
F q
（定义式，适用于任意电场）
c.单位： N/C（牛顿/库仑）=V/m（伏特/米）
电压
电压，也称作电势差或电位差，是指电路中两点A、B 之间的电位差(简称为电压)
电压的国际单位制为伏特（V，简称伏），常用的单位 还有毫伏（mV）、微伏（μV）、千伏（kV）等。
电流的方向，是正电荷定向移动的方 向
电阻
电阻R 是带电粒子在导体内流动时与导体分子、原子碰撞而遇到的阻力。
与导体材料、截面积、长度有关。R =ρl/s。
电导G 表示某一种导体传输电流能力强弱程度。单位是Siemens（西门
子），简称西，符号S。 电阻和电导成倒数关系：R=1/G 电阻是所有有功负荷的模型。 阻性负载： 负载在电路中呈现电阻性质，比如白炽灯、电炉丝、电加热器等。 金属性电阻一般随温度升高而增大。
对于电源：从正极到负极取+号，反之取-号。
对于电阻：电流方向与绕行方向相同取+号，反之取-号
3. 开口电压可按回路处理
对回路1： U=0 I2R2 – U2 + UBE = 0
B
++
+
UR1–
1
U2– R2
1 I2
UBE _
E
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近年来的研究热点：
① 电力大系统、电力传动系统及电力电子变流系统中的各 类问题；
② 生物、医学与健康领域中的电磁方法与新技术； ③ 气体放电及多相混合体放电问题； ④ 基于新材料、新原理或为开拓新应用领域的电机、电器； ⑤ 反映各类电器设备电器或绝缘性能演变的多因子规律及
其观察和测量技术； ⑥ 电能质量的理论及其测量、控制； ⑦ 可再生能源发电、电能存储和电力变换技术； ⑧ 现代测量原理及传感技术； ⑨ 脉冲功率技术与低温等离子体应用基础； ⑩ 电力电磁兼容问题以及复杂电力系统的经济安全运行、
在我国高等学校的本科专业目录中，电气工程对应的 专业是电气工程及其自动化或电气工程与自动化。 本科和博士生的专业为电气工程及其自动化,硕士研究 生就读电气工程有5个二级学科.
4
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
•电气技术
电气工程在国民经济中的地位参看P4第3段。
10
1.2 电气科学与工程的发展简史
司南模型
11
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 现象（近代电磁学 吉尔伯特，英国 研究的开端）
发明摩擦起电机 奥托·冯·库克，德国
麦克斯韦方程（现代电 磁学最重要的理论基础）
法拉第，英国（电容F） 麦克斯韦，英国
18
安培与他的实验装置
19
电工科学所涉及的领域十分广泛，包括电磁学与电路理论、电机电器学、电力系统、电工材料学等12学科分类。 4 电气工程的理论基础 电气工程在国民经济中的地位参看P4第3段。 DMS/DSM/GIS 皮克斯发明的直流发电机 3 电气工程的发展前景 电工科学所涉及的领域十分广泛，包括电磁学与电路理论、电机电器学、电力系统、电工材料学等12学科分类。 080804电力电子与电力传动 法拉第，英国（电容F） 3．获得较好的工程实践训练，具有较熟练的计算机应用能力； 教育部将高等院校里的学科门类分类为一级学科和二级学科一级学科是学科大类,用四位码表示。 麦克斯韦方程组（联系电荷、电流和电场、磁场的基本微分方程组） 二级学科是其下的学科小类，用六位码表示。 电气科学与工程所涉及的领域： 5 电气工程常用的计算机程序简介
电力工程基础第一章绪论
2019/10/28
2
第1 章 绪论(1)
2019.09.15
本章内容概要
电力工业发展概况和前景 电能系统的定义 电力系统的组成 电力系统工程学科的范畴
2019/10/28
4
楔子
现在教室里的“电”是哪里来
的？怎么来的？ 如果用专业的角度去回答…
打电话回家时问问爸妈你家什么
时候用上电的？ 了解电力行业的历史和发展…
2019/10/28
5
①我国电力工业发展如何？
一、基本概况
据预测
到2019年底，中国发电总装机容量预计为
8.18亿千瓦，“十一五”年均增长9.8%；
到2020年，中国大陆发电总装机容量预计
达到11.86亿千瓦。
2019/10/28
8
①我国电力工业发展如何？
二、电源发展情况
我国发电厂发展水平（2019年）：
20
①我国电力工业发展如何？
2019/10/28
21
2019/10/28
22
①我国电力工业发展如何？
三、电网的发展
1000kV晋东南—南阳—荆门特高压交流试
验示范工程
2019/10/28
全线单回路架设，全长654公里，跨越 黄河和汉江。变电容量600万千伏安。 系统标称电压1000千伏，最高运行电压 1100千伏，静态投资约57亿元。
U ——用电设备的实际端电压，kV。
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48
③电能的质量指标-电压
2.电压波动
一系列的电压变动或电压包络线的周期性变动，电压
的最大值与最小值之差与系统额定电压的比值以百分 数表示，其变化速度等于或大于每秒0.2％时称为电压
电气工程基础(第一章)
有人统计，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。 在技术科学范围内，不少学科都发生了“旧貌换新颖”的变 化，电工学科的巨大变化也十分显著。
张刘春设计
电气工程概论
第一章绪论
在支持和加强电工科学技术发展时，应从宏观方面考虑 到以下几个重要问题：
（1）电工科学是一门技术科学，只从纵向关系看，它与其所依 赖的基础科学（如电磁学、力学、数学、化学等）和指引并支持 的生产技术（包括设计、工艺、产品开发等）是一条连续线，但 又各有分工。 （2）电工科学应指导电力和电工的生产应用．而生产应用应促 进电工科学进步。
张刘春设计
电气工程概论
第一章绪论
在电力系统方面：
1949年，只有东北、京津唐和上海三个容量不大（分别为646 ，259和250MW）的电力系统； 2003年，已有11个电力系统发电装机容量超过20000MW，其 中东北、华北、华东、华中电网发电装机容量均超过30000MW， 华东、华中电网甚至超过40000MW ，西北电网的装机容量也达 到20000MW； 其他几个独立省网，如四川、山东、福建等电网发电装机容 量超过或接近10000MW； 大区电力系统目前正进入各自加强和彼此互联以及进一步发 展形成全国统一电力系统的过程中。
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
张刘春设计
电气工程概论
第一章绪论
在断路器和避雷器等电器制造方面：
解放时，我国只能制造10kV的充油式断路器；
目前，可制造500kV新型的SF6的断路器；从10kV管式避雷器 提高到500kV氧化锌避雷器的制造水平，均已进入了世界先进行 列。
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。
张刘春设计
电气工程概论
第一章绪论
在支持和加强电工科学技术发展时，应从宏观方面考虑 到以下几个重要问题：
（1）电工科学是一门技术科学，只从纵向关系看，它与其所依 赖的基础科学（如电磁学、力学、数学、化学等）和指引并支持 的生产技术（包括设计、工艺、产品开发等）是一条连续线，但 又各有分工。 （2）电工科学应指导电力和电工的生产应用．而生产应用应促 进电工科学进步。
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电气工程概论
第一章绪论
在电力系统方面：
1949年，只有东北、京津唐和上海三个容量不大（分别为646 ，259和250MW）的电力系统； 2003年，已有11个电力系统发电装机容量超过20000MW，其 中东北、华北、华东、华中电网发电装机容量均超过30000MW， 华东、华中电网甚至超过40000MW ，西北电网的装机容量也达 到20000MW； 其他几个独立省网，如四川、山东、福建等电网发电装机容 量超过或接近10000MW； 大区电力系统目前正进入各自加强和彼此互联以及进一步发 展形成全国统一电力系统的过程中。
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
张刘春设计
电气工程概论
第一章绪论
在断路器和避雷器等电器制造方面：
解放时，我国只能制造10kV的充油式断路器；
目前，可制造500kV新型的SF6的断路器；从10kV管式避雷器 提高到500kV氧化锌避雷器的制造水平，均已进入了世界先进行 列。
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。
电气工程基础通用课件
发电厂等。
电力系统构成
电力系统主要由发电机、变压器、输电线路和配电系统等设备组 成，这些设备通过电网连接成一个整体，实现电能的产生、传输
和分配。
发电厂与电力系统之间的关系
发电厂是电力系统的源头，负责产生电能，而电力系统则是电 能的生产、传输和分配网络，保障电力供应的可靠性。
电力系统运行与控制
电力系统运行 电力系统运行是指电能的生产、传输和分配过程，涉及到 发电、输电、变电和配电等多个环节。
电磁辐射与防护包括电磁辐射的产生、传播和影响，以及如何采取屏蔽、滤波 等措施降低电磁辐射对环境和人体的影响。
电气工程中的环保问题
总结词
电气工程中的环保问题主要涉及到能源消耗和废弃物的处理。
详细描述
电气工程中的环保问题包括节能减排、减少废弃物的产生和 排放、降低对环境的影响等，需要采取一系列措施来减少能 源的消耗和废弃物的产生，同时加强废弃物的处理和回收利用。
总结词
电气安全是电气工程中的重要概念， 涉及到设备、线路、人员的安全。
详细描述
电气安全基础包括电气设备的接地、 绝缘、过载保护、短路保护等基本概 念，以及如何正确使用和维护电气设 备，避免发生触电、火灾等事故。
电磁辐射与防护
总结词
电磁辐射是电气工程中的一种常见污染，对环境和人体健康有一定影响。
详细描述
电路的基本元件
电阻器
用于限制电流的元件，其阻值通常由其材料和几 何尺寸决定。
电容器
用于存储电荷的元件，其容值由其几何尺寸和介 质材料决定。
电感器
用于存储磁能的元件，其感值由其几何尺寸和线 圈匝数决定。
电路的基本定律
欧姆定律
流过电阻器的电流与其两端电压 成正比，与电阻成反比。
电力系统构成
电力系统主要由发电机、变压器、输电线路和配电系统等设备组 成，这些设备通过电网连接成一个整体，实现电能的产生、传输
和分配。
发电厂与电力系统之间的关系
发电厂是电力系统的源头，负责产生电能，而电力系统则是电 能的生产、传输和分配网络，保障电力供应的可靠性。
电力系统运行与控制
电力系统运行 电力系统运行是指电能的生产、传输和分配过程，涉及到 发电、输电、变电和配电等多个环节。
电磁辐射与防护包括电磁辐射的产生、传播和影响，以及如何采取屏蔽、滤波 等措施降低电磁辐射对环境和人体的影响。
电气工程中的环保问题
总结词
电气工程中的环保问题主要涉及到能源消耗和废弃物的处理。
详细描述
电气工程中的环保问题包括节能减排、减少废弃物的产生和 排放、降低对环境的影响等，需要采取一系列措施来减少能 源的消耗和废弃物的产生，同时加强废弃物的处理和回收利用。
总结词
电气安全是电气工程中的重要概念， 涉及到设备、线路、人员的安全。
详细描述
电气安全基础包括电气设备的接地、 绝缘、过载保护、短路保护等基本概 念，以及如何正确使用和维护电气设 备，避免发生触电、火灾等事故。
电磁辐射与防护
总结词
电磁辐射是电气工程中的一种常见污染，对环境和人体健康有一定影响。
详细描述
电路的基本元件
电阻器
用于限制电流的元件，其阻值通常由其材料和几 何尺寸决定。
电容器
用于存储电荷的元件，其容值由其几何尺寸和介 质材料决定。
电感器
用于存储磁能的元件，其感值由其几何尺寸和线 圈匝数决定。
电路的基本定律
欧姆定律
流过电阻器的电流与其两端电压 成正比，与电阻成反比。
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U 2
P2R Q2 X U2
S L
P22 Q22
U
2 2
R
j
P22 Q22
U
2 2
X
可见，电压等级越高，输电线路的电压损耗和 功率损耗越小，输电效率越高
时间
1873年 1874年
1882年
1883年
电力发展简史
事件
在维也纳国际博览会上，法国弗泰内使用2000m导线， 连接一台瓦斯发动机拖动的格拉姆直流发电机和一台 带动水泵的电动机，证明了远距离输电的现实性
电力发展简史
当时直流输电装置和运行方式复杂、造价高、可靠性差，很快 被竞争的三相交流取代
时间
1876年 1883年
事件
英国法拉第（M. Faraday,1791-1867）电磁感应实验中， 两个绕在铁芯上的线圈，但断开或接通一个线圈中的 电流时在另一个线圈上感应有电压，这实际上是变压 器的雏形 美国亨利（J. Henry,1797-1878）用多匝线圈作为原边， 用少匝线圈作副边，使高电压感应出低电压
遵守规则，关爱生命
上课请关闭手机
电气工程基础II
华中科技大学电力工程系 罗毅
luoyee@.
教学目的
• 建立电力系统整体概念； • 掌握电力系统“发电-输电-配电-用电”各个
环节的构成和工作原理； • 通过本课程的学习，具备基本的电力工业背
景知识，为后续专业课的学习奠定基础，也 为学生从事电力系统相关行业的工作打下必 要的基础。
压分别为三相功率和线电压。
单位：功率用MVA，电压用kV， 阻抗用Ω。
S 2
S1
S L
S1
P12 Q12
U
2 1
(R
jX )
U 2 (U1 U1 )2 (U1 )2
arc tg - U1
U1 U1
式中，
U1
P1R Q1X U1
;U1
P1X Q1R U1
输电线路的电压损耗和功率损耗
许变化范围； • 掌握电力系统的额定电压等级及规定，了解电力系统电压等
级与输电距离之间的关系； • 了解电力系统发展历史、现状和前景。
单线图
• 单线图：采用一根线表示对称三相
输电线路等值电路
输电线路的电压和功率分布
1．给定同一节点的功率和电
压的潮流计算 U2求S1、U1）
（如：已知S2、
线路末端导纳支路上的功率：
S y2
j
B 2
U
2 2
流出线路末端阻抗支路的功率：
S2 S2 S y2
S2
j
B 2
U
2 2
P2
jQ2
阻抗支路中的功率损耗：
SL 3
S2 3U 2
2 (R
jX )
P22 Q22
U
2 2
(R
jX )
PL
jQL
取末端电压为电压参考相量，
这时首端电压为
U 1 U 2
3I(R
jX)
由于高压大容量直流发电机的制造技术问题，远距离 输电所需的高电压不可能直接从直流电机直接获得。 法国芳建在送端串联多台直流发电机提高输电电压， 将75kW电力输送75km ，效率50%
瑞典瑟雷在各台串联的直流发电机上装上短路器，使 任意发电机投切不停电。该系统在其后20多年中建成 了15条直流输电线路，规模最大的是1906年投运的从 法国慕吉水电站到里昂180km、57kV、4700kW线路， 1927年改建为260km、125kV、19000kW，多接入两 座水电站
俄国亚布洛契科夫发明了单相变压器，用于照明
美国特斯拉研制感应电机
电力发展简史
时间
1883年
事件
法国高拉德(L. Gauland)和英国吉布斯（J. D. Gribbs） 将多台变压器原边串联在输电线路中，当副边接入的 电弧灯盏数变化时，输电电压会受到干扰
1885年
匈牙利吉伯纳基斯、贝利、波拉其共同设计多台变压 器并联连接方式
U2
( S2 U2
) (R
jX)
U2
P2
jQ2 U2
(R
jX)
U2
P2R Q2X U2
j
P2X Q2R U2
U 2 U 2 jU 2 U1
式中， U1 (U 2 U 2 )2 (U 2 )2
arctg U 2 U 2 U 2
输电线路的电压和功率分布
其中：
U 2
P2R Q2 X U2
主要教学参考书
• 熊信银. 电气工程基础. 华中科技大学出 版社，2010
课程衔接
• 先修课程：电路理论，电机学 • 主要后续课程：电力系统分析、继电保
护、电力系统自动化、高电压技术
第一章 主要内容
• 掌握与电力系统相关的若干基本概念，包括电力系统、电力 网、动力系统、变电站等；
• 理解电力系统的特点； • 理解对电力系统提出的要求； • 掌握电力系统的三个电能质量指标，包括国家标准规定的允
19世纪80年代到90 年代
1889年5月
美国威斯汀豪斯（G. Westinghouse，1846-1914）预见 交流输电是发展方向，开始了交流输电工业尝试。围 绕交直流输电问题爆发了“交直流之战”
爱迪生、凯尔文等主张大力推广直流电，极力反对交 流电。首先，他们认为当负荷波动很大时，采用直流 电效率更高。当时主要供给照明，交流1度电煤耗 9.072kg，而直流是4.536kg；其次，他们认为交流电 具有很大的危险性，1889年5月购买威斯汀豪斯3台交 流发电机，然后卖给监狱执行罪犯威廉.凯姆勒死刑
俄国皮罗茨基在彼得堡架设了输送功率4.5kW的直流 输电线路，距离为500m，后增至1000m。1876年，又 利用铁路轨道输送了3.6km，后来被用于有轨电车牵 引
法国德普勒架设首条57km直流试验线路，采用4.5mm 电报线，首端电压1343V，末端850V，输送功率不到 200W，损耗78%，把米斯巴赫水电站直流发电机发出 的电力送到慕尼黑国际博览会
德普勒从法国南部比塞尔到格勒诺布尔进行14km输电 试验，输送功率1.1kW
时间
1885年 1882年10月
19世纪末
20世纪初
电力发展简史
事件
采用6000V高压直流发电机从瓦利尔输电到巴黎， 56km，损耗55%
英国霍普金森（J. Hopkinson）发明直流输电三线制系 统，外线到中线110V，两外线之间220V。后来扩展 到五线制
— —电压降落纵分量
U 2 简化计算：
P2X Q2 R — —电压降落横分量
U1
U2 U2
U 2
U2
P2R Q2 X U2
➢线路首端导纳支路的功率
S y1
j
B 2
U
2 1
注意线：路首端功率
若已知S1、U1，则可推出
S1
S1
j
B 2
U
2 1
P1
jQ
S1△US11≠△SUy21、 δSU2 1≠δSUL2 S y1 计点的算S2功功率率S和损L 电耗j压时B2 值U，12。必须P1取 用jQ1同一 等值电路及各公式中，功率和电