电气专业介绍.ppt

1、电气工程专业是从研究电磁现象开始的。电磁理论是电气工程的理论基础。电磁理论是从物理学中的电学和磁学逐步发展而形成的。电气工程专业主要研究电能的产生、传输、转换、控制、存储和利用的专业。近几十年来，有关电能的转换、控制、利用在该专业中所占的地位日益重要，这集中体现在专业名称中的“及其自动化”。,电气工程专业,电气工程及其自动化专业设置及其沿革 1993年 1998年,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,电气技术,工业自动化(一部分),电气工程及其自动化,1. 电气工程专业的科学内涵及发展趋势,信息科学,能源科学,电气工程,电工理论,电气装备（制造和应用）,电力系统（运行）,电

2、气工程学科的描述：大三角形： 电气工程和相关 学科的关系小三角形： 电气工程内部 各学科的关系,从应用领域看，电气工程和能源科学密切相关。能源是人类永恒的话题。电力是传输方便、应用灵活高效的能源型式。电力是人类社会最重要的能源。可以预计人类对电力的依赖将进一步增强。寻找新的发电方式是全世界关注的课题。从学科基础看，电气工程和（电子）信息学科基础相同。电子信息学科是从电气工程脱胎而出的。通信工程、电子工程、自动化、计算机工程等都是从电类专业派生出来的弱电学科。电力系统已经发展为地球上最庞大的人造系统，无论电能的生产、传输和利用，都日益依赖于控制技术、通信技术和管理信息系统的应用，可以说本学科是具

3、有清晰行业背景的强电弱电紧密结合的交叉学科。,电工理论：电工理论与新技术、电路理论（含电网络理论）、电磁理论电气装备：电机与电器、高电压与绝缘技术、电力电子技术电力系统：电力系统及其自动化（运行）、电力传动三者相互联系、相互渗透，不能截然分开,电力系统（运行）,电气装备 （制造和应用）,电工理论,电能的生产,电网的规划、建设和维护,电网的安全、经济、稳定、可靠运行,高性能电气设备（电机、电器、电力电子、控制软硬件）的制造、运行、控制,国外发展状况（发达国家） 保留了“电气工程系”的名称， 但“电气工程系”中主要是电子、通信等内容，传统“电气工程”的内容已很少。 许多著名大学已找不到真正研究“电

4、气工程”的学者。 其背景是：认为电气工程已经成熟，从而转向研究电子和通信。 发达国家的发电机装机容量、输电走廊已趋饱和，所需人才不多。所需电气工程优秀人才多来自海外。,电气工程及其自动化,电力系统是由发电厂、输配电系统(电力网络)及负荷组成的统一整体，通常覆盖广阔的地域。,2 . 电力系统及其自动化,2.1 发电（power generation ） 电能在生产、传送、使用中比其他能源更易于调控，因此，它是最理想的二次能源。 发电是指利用发电动力装置将水能、石化燃料（煤、油、天然气）的热能、核能以及太阳能、风能、地热能、海洋能等转换为电能的生产过程。所发电能用以供应国民经济各部门与人民生活之需

5、。 发电在电力工业中处于中心地位，决定着电力工业的规模，也影响到电力系统中输电、变电、配电等各个环节的发展。,发电动力装置按能源的种类分为火电动力装量、水电动力装置、核电动力装置及其他能源发电动力装置。火力发电受煤、石油、天然气资源以及环境污染的影响，就全世界范围而言，所占比重在降低；水力发电因工业发达国家的水资源开发已近90，故所占比重维持在20左右；核能发电的比重则呈上升趋势。核电将越来越受重视。火电动力装置由电厂锅炉、汽轮机和发电机（惯称三大主机）及其辅助装置组成。水电动力装置由水轮发电机组、调速器、油压装置及其他辅助装置组成。核电动力装置由核反应堆、蒸气发生器、汽轮发电机组及其他附属设

6、备组成。,火力发电一般是指利用石油、煤炭和天然气等燃料燃烧时产生的热能来加热水，使水变成高温、高压水蒸气，然后再由水蒸气推动发电机来发电的方式的总称。以煤、石油或天然气作为燃料的发电厂统称为火电厂。,水力发电的基本原理是利用水位落差 ，配合水轮发电机产生电力，也就是将水的位能转为水轮的机械能，再以机械能推动发电机，而得到电力。科学家们按照水位落差的天然条件，有效的利用流力工程及机械物理等，精心搭配以达到最高的发电量，供人们使用廉价又无污染的电力。,水 电,核能发电的核心装置是核反应堆。利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电的方式。它与火力发电极其相似。只是以核反应堆及蒸汽发生器来代替火力发

7、电的锅炉，以核裂变能代替矿物燃料的化学能。,核 电,把风能转变为电能是风能利用中最基本的一种方式。风力发电机一般有风轮、发电机（包括装置）、调向器（尾翼）、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组成。风力发电机的工作原理比较简单，风轮在风力的作用下旋转，它把风的动能转变为风轮轴的机械能。发电机在风轮轴的带动下旋转发电。,风 电,电能的传输。它和变电、配电、输电、用电一起，构成电力系统的整体功能。通过输电，把相距甚远的（可达数千千米）发电厂和负荷中心联系起来，使电能的开发和利用超越地域的限制。 输电是用变压器将发电机发出的电能升压后，再经断路器等控制设备接入输电线路来实现。,2.3 配电 （dist

8、ribution of electricity ）,电力系统中直接与用户相连、并向用户分配电能的环节。配电系统由配电变电所（通常是将电网的输电电压降为配电电压）、高压配电线路（即1千伏以上电压）、配电变压器、低压配电线路（1千伏以下电压）以及相应的控制保护设备组成。配电电压通常有3560千伏和310千伏等。 通常将配电变电所到用户入户线以前的部分称为配电系统。,3 电机与电器,电机及其控制： 电机理论，电机调速，电机内电磁场的分析与计算，特种电机及其控制，电机在线监测及故障诊断，电力电子装置在电机中的应用及对电机性能的影响。变压器理论与应用。电器及其控制： 开关电器电弧和电接触理论，开关电器内

9、电场、磁场的分析与计算，智能电器，开关电器控制。,4 高电压及绝缘技术,本研究方向为：脉冲功率及应用技术、电磁脉冲防护技术、高频高压电源技术、特殊条件下电介质结构与材料绝缘特性、放电等离子体及其应用。高电压技术是以试验研究为基础的应用技术，主要研究在高电压作用下各种绝缘介质的性能和不同类型的放电现象，高电压设备的绝缘结构设计，高电压试验和测试的设备及方法，电力系统的过电压，高电压或大电流产生的强电场、强磁场或电磁波对环境的影响和防护措施，以及高电压、大电流的应用等。,5 电力电子与电力传动,电力电子与电力传动学科主要研究新型电力电子器件、电能的变换与控制、功率源、电力传动及其自动化等理论技术和

10、应用。它是综合了电能变换、电磁学、自动控制、微电子及电子信息、计算机等技术的新成就而迅速发展起来的交叉学科，对电气工程学科的发展和社会进步具有广泛的影响和巨大的作用。,电力电子与电力传动是电能工业与用电工业间的接口，对电能进行有效控制。,电力电子与电力传动是信息、计算机控制与用电工业间的接口，对电能进行高质量的控制。,电工理论与新技术 本学科主要研究方向为：应用超导技术、可再生能源新技术、新型储能技术、电磁推进技术、新型发电技术、新型电工材料与器件、机电系统的综合物理场理论与应用、强磁场材料科学等。,6 电工理论与新技术,我校的电气工程及其自动化专业,专业沿革：工业自动化（一部分） 、电力系统、电气技术合并组成。质量工程：1）国家级特殊专业； 2）“现代供电技术”国家级精品课程招生：第一批一本招生专业（3个专业之一）。师资：6名教授，10名副教授。10人有博士学位。 （专业课）主要研究方向： 1）特种直线电机理论及其控制 （直线电机研究所） 2）功率变换与系统控制 （电气传动研究所） 3）矿山供电系统优化与控制 4）电气安全与绝缘技术 （电气安全研究室）,