电气工程及其自动化专业导论

本书是“十三五”国家重点出版物出版规划项目，介绍了电气工程及其自动化专业的内涵，电气工程及其自动化专业的发展与演变，电气工程及其自动化专业的培养目标、课程体系和专业基础，电气工程及其自动化专业学生的就业以及研究生教育等，并对电气工程及其自动化专业所涵盖的电机电器及其控制、电力系统及其自动化、电力电子与电力传动、高电压与绝缘技术、电工理论与新技术等专业（学科）方向的发展历程、研究内容、特点、新技术、应用范围和未来前景等进行了阐述。本书是专业导论课程的教材，没有深入的理论推演和技术原理分析，只是为使读者认识和了解电气工程及其自动化专业。本书可作为电气工程及其自动化专业的教学用书，也可作为需要了解电气工程及其自动化专业或教育的读者参考。

高等院校教师

前言 第1章　电气工程及其自动化专业教育 1 1.1　电气工程及其自动化专业的内涵与发展 1 1.1.1　电气工程及其自动化专业的内涵 1 1.1.2　电气工程及其自动化专业的发展 2 1.2　电气工程及其自动化专业的使命 9 1.2.1　人才培养模式的发展历程 9 1.2.2　相关学科与知识结构 10 1.2.3　人才培养目标与定位 12 1.2.4　素质和能力教育 13 1.2.5　师资队伍结构 13 1.2.6　专业规模 14 1.2.7　就业方向 15 1.2.8　研究生教育 16 1.3　电气工程及其自动化专业的课程 体系和专业基础 17 1.3.1　理论教学体系 18 1.3.2　实践教学体系 19 1.3.3　电气类专业教学质量国家标准与范例 20 1.4　电气工程及其自动化专业的未来需求和教学改革 21 1.4.1　相关行业现状与发展趋势 21 1.4.2　未来5～10年的社会需求状况 23 1.4.3　高等教育改革与发展 24 思考题 30 参考文献 30 第2章　电机电器及其控制 31 2.1　电机的作用和发展历程 32 2.1.1　电机的主要作用 32 2.1.2　电机的发展历程 33 2.2　电机的分类和主要类型 35 2.2.1　电机的分类 35 2.2.2　电机的主要类型 36 2.3　电机的主要应用 43 2.3.1　电力工业 43 2.3.2　工农业生产 45 2.3.3　交通运输 45 2.3.4　其他领域 48 2.4　电器的分类和主要类型 48 2.4.1　电器的分类 48 2.4.2　高压电器 50 2.4.3　低压电器 51 2.4.4　可编程控制器 52 2.5　电机电器及其控制的发展趋势 52 2.5.1　电机系统的发展趋势 52 2.5.2　电器技术的发展趋势 54 思考题 56 参考文献 56 第3章　电力系统及其自动化 58 3.1　电力系统的发展历程 58 3.2　电力系统简介 63 3.2.1　电力系统的组成 63 3.2.2　电力系统的电气设备 65 3.2.3　电气的一次系统和二次系统 66 3.2.4　电力系统中性点运行方式 66 3.2.5　电力系统运行及参数 68 3.2.6　电力系统的特点 68 3.2.7　电力系统的基本要求 69 3.3　发电厂 70 3.3.1　火力发电厂 70 3.3.2　水力发电厂 73 3.3.3　核电厂 76 3.3.4　其他可再生能源发电 77 3.4　电力网和变电站 84 3.4.1　电力网 84 3.4.2　变电站 85 3.4.3　输电线路 89 3.5　电力系统运行与控制 92 3.5.1　交流系统与直流系统 92 3.5.2　电力系统运行状态 93 3.5.3　电力系统安全控制 94 3.5.4　电力市场 95 3.6　电力新技术 96 3.6.1　电能传输新技术 96 3.6.2　智能电网 98 思考题 101 参考文献 101 第4章　电力电子与电力传动 102 4.1　电力电子与电力传动的发展历程 103 4.1.1　电力电子技术的发展历程 103 4.1.2　电力传动技术的发展历程 106 4.2　电力电子技术的基本内容 108 4.2.1　电力电子器件及其功率集成 109 4.2.2　电力电子变流技术 116 4.2.3　电力电子控制技术 118 4.3　电力传动系统的类型及应用 120 4.3.1　电力传动系统的主要类型 120 4.3.2　电力传动系统的应用 122 4.4　电力电子技术的应用 128 4.4.1　在电力传动中的应用 129 4.4.2　在电力系统中的应用 130 4.4.3　在电源变换中的应用 134 4.4.4　其他应用 137 4.5　电力电子与电力传动技术的发展 趋势 138 4.5.1　电力电子技术的发展趋势 138 4.5.2　电力传动技术的发展趋势 141 思考题 144 参考文献 144 第5章　高电压与绝缘技术 145 5.1　高电压与绝缘技术的主要内容 145 5.2　绝缘材料 146 5.2.1　无机绝缘材料 146 5.2.2　有机绝缘材料 149 5.2.3　新型纳米材料 155 5.2.4　新型高导热绝缘材料 156 5.3　高电压设备绝缘技术 157 5.3.1　电力变压器绝缘 157 5.3.2　电力电缆绝缘 161 5.3.3　电机绝缘 162 5.3.4　电力电容器绝缘 165 5.3.5　SF6开关设备绝缘 167 5.4　过电压保护与高电压试验技术 172 5.4.1　电网过电压与保护 172 5.4.2　高电压试验技术 176 5.4.3　电介质击穿与介电强度 试验 178 5.5　高电压设备绝缘诊断与状态 评价 182 5.5.1　绝缘老化概述 182 5.5.2　绝缘老化特征量 184 5.5.3　绝缘老化检测方法 187 5.5.4　绝缘状态评价 191 5.5.5　输变电设备物联网 192 思考题 198 参考文献 199 第６章　电工理论与新技术 200 6.1　电工理论与新技术的主要内容 200 6.2　电工理论研究进展 201 6.2.1　电工理论发展概况 201 6.2.2　电工理论发展特点 205 6.2.3　电工理论发展方向 206 6.3　新能源技术 208 6.3.1　新能源发电 208 6.3.2　储能新技术 211 6.4　无线电能传输 216 6.5　超导电力技术 217 6.6　磁悬浮技术 222 6.7　脉冲功率技术 224 6.8　生物电磁学 227 6.9　微机电系统 229 6.10　电工新技术展望 232 思考题 234 参考文献 235 附录 237 附录A　某国家级一流大学建设高校电气 工程及其自动化专业培养 方案 237 附录B　某国家级一流学科建设高校电气 工程及其自动化专业培养 方案 237 附录C　某省级一流大学建设高校电气 工程及其自动化专业培养 方案 237 附录D 　某应用型本科院校电气工程 及其自动化专业培养 方案 237