电气工程概论

本书是为“电气工程及其自动化”等电气工程类专业而编写，内容包括绪论、电力系统及其自动化技术、电机与电器技术、电力电子技术与电力传动、高电压与绝缘技术、电工新技术。本书从培养应用型创新人才的目标出发，各章重点介绍了电气工程各领域的发展现状、基本理论、实用新技术的应用、典型实例及未来的发展趋势。 本书内容涉及的知识面广，注重理论与实际相结合并突出应用。另外，每章都配有思考题，以指导读者深入地进行学习。 本书较好地平衡了工程应用与基础理论之间的关系，对电气工程类专业的学生全面了解电气工程及其学科、专业与课程体系，提高学习自主性有很大帮助，能进一步激发学生学习过程中的积极性与主观能动性。本书既可作为本科电气工程类相关专业学生的教材，也可用作工程技术人员的参考用书。

高等院校教师

序 前言 第1章 绪论1 1.1 电气工程的地位1 1.2 电气工程及其自动化专业的发展3 1.2.1 电气科学与工程的起源3 1.2.2 电气科学进入实用阶段7 1.2.3 电力工业的演进与发展10 1.2.4 电气工程专业高等教育的形成11 1.3 电气工程及其自动化专业的 展望15 1.4 电气工程的理论基础18 1.4.1 电路理论的基本概念与基本定律18 1.4.2 电磁场及电磁学的基本概念与基本 定律19 1.4.3 电气工程及其自动化专业常用 计算机软件简介20 1.5 本科生培养目标及就业领域24 1.5.1 人才培养模式的发展历程24 1.5.2 培养目标与定位25 1.5.3 素质和能力教育26 1.5.4 师资队伍结构26 1.5.5 专业规模27 1.5.6 就业方向28 思考题29 第2章 电力系统及其自动化技术30 2.1 电力系统发展简史30 2.1.1 电力工业概况31 2.1.2 中国电力系统的发展现状31 2.1.3 中国电力系统的展望33 2.2 电力系统简介34 2.2.1 电力系统的功能与作用34 2.2.2 现代电力系统的特点35 2.2.3 电力资源与负荷35 2.2.4 电力系统的构成43 2.2.5 电力系统设备44 2.2.6 交流系统与直流系统46 2.2.7 电力系统的运行49 2.3 现代发电技术53 2.3.1 火力发电53 2.3.2 水力发电55 2.3.3 核能发电60 2.3.4 新能源发电63 2.4 现代电网技术69 2.4.1 电力网的构成和功能69 2.4.2 变配电所69 2.4.3 电力线路69 2.4.4 电网运行和调度70 2.4.5 电网的安全稳定控制73 2.4.6 电力企业的节能77 2.4.7 输电技术及新输电方式78 2.5 电力系统供用电技术79 2.5.1 电力负荷控制技术79 2.5.2 电能质量80 2.5.3 节电技术82 2.6 电力系统可靠性84 2.7 电力系统继电保护85 2.7.1 继电保护的基本知识85 2.7.2 常用保护继电器及操作电源88 2.8 计算机技术在电力系统分析和 自动化中的应用89 思考题91 第3章 电机与电器技术92 3.1 电机技术92 3.1.1 电机的发展历程92 3.1.2 电机的分类94 3.1.3 电机的制造材料95 3.1.4 电机的作用和地位96 3.1.5 电机的典型结构97 3.2 变压器技术98 3.2.1 变压器的基本结构98 3.2.2 变压器的分类100 3.2.3 变压器的基本原理101 3.2.4 变压器的应用102 3.3 电机的应用领域103 3.3.1 发电厂与新能源发电设备中的 发电机103 3.3.2 工业领域中的电机应用110 3.4 电器113 3.4.1 电器的发展113 3.4.2 高压电器113 3.4.3 低压电器116 思考题118 第4章　电力电子技术与电力传动119 4.1 电力电子技术概述119 4.1.1　电力电子技术的发展史119 4.1.2 电力电子技术的经济和社会意义120 4.1.3　电力电子器件的发展历程121 4.1.4　电力电子技术的地位125 4.2 电力电子器件及功率集成电路127 4.2.1　不控型器件—二极管128 4.2.2　半控型器件—晶闸管130 4.2.3　全控型器件136 4.3 电力电子变流技术144 4.3.1 AC-DC变换145 4.3.2 DC-AC变换146 4.3.3 DC-DC变换150 4.3.4 AC-AC变换152 4.3.5 软开关技术154 4.4 电力电子技术在电气工程 领域的应用155 4.4.1 电力电子技术在电源领域中的 应用155 4.4.2 电力电子技术在电力系统中的 应用156 4.4.3 电力电子技术在电机传动中的 应用156 思考题157 第5章 高电压与绝缘技术158 5.1 高电压与绝缘技术的发展158 5.2 电介质的电气强度160 5.2.1 气体放电的物理过程161 5.2.2 液体和固体介质的电气特性162 5.2.3 常用的绝缘材料166 5.3 高电压试验技术175 5.3.1 电气设备绝缘的预防性试验176 5.3.2 电气设备绝缘的耐压试验179 5.4 电力系统过电压防护与绝缘 配合183 5.4.1 雷电过电压及防护183 5.4.2 内部过电压与绝缘配合188 5.4.3 电力系统绝缘配合191 5.5 高电压新技术及应用192 5.5.1 等离子体技术及其应用192 5.5.2 静电技术及其应用192 5.5.3 液电效应及其应用193 5.5.4 电磁发射技术及应用196 5.5.5 在环保领域的应用197 5.5.6 其他应用197 思考题198 第6章 电工新技术199 6.1 超导电工技术199 6.1.1 超导现象199 6.1.2 超导技术发展历程199 6.2 超导技术在各领域的应用203 6.3 等离子体技术211 6.3.1 等离子体概述211 6.3.2 等离子体技术应用212 6.3.3 聚变电工技术213 6.3.4 磁流体发电技术216 6.3.5 等离子发动机218 6.4 高功率脉冲技术219 6.4.1 高功率脉冲技术概述219 6.4.2 高功率脉冲电源发展历程220 6.4.3 高功率脉冲技术的应用221 6.5 环境保护中的电工新技术223 6.5.1 电磁环境技术223 6.5.2 输变电工程电磁环境控制关键 技术227 6.5.3 环保电工技术227 6.6 生物、医学中的电工学新技术231 6.6.1 生物领域电工新技术231 6.6.2 生物医学领域电工新技术应用231 思考题236 参考文献237