電氣工程基礎(chǔ)

前言

　　本書(shū)是根據(jù)普通高等學(xué)校應(yīng)用型電氣信息類(lèi)專業(yè)精品課程系列教材編審委員會(huì)于2009年7月在武漢會(huì)議上討論通過(guò)的編寫(xiě)大綱進(jìn)行編寫(xiě)的，是高等院校電氣工程及其自動(dòng)化（電氣工程與自動(dòng)化）專業(yè)與自動(dòng)化專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)平臺(tái)課程教材。也可作為電氣工程相關(guān)理工科專業(yè)的教學(xué)參考書(shū)，并可作為從事電氣運(yùn)行、建設(shè)、監(jiān)理、設(shè)計(jì)、管理等工程技術(shù)人員和管理人員的培訓(xùn)教材及參考書(shū)。　　電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)是電氣信息類(lèi)學(xué)科的寬口徑專業(yè)，“電氣工程基礎(chǔ)”是該專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)平臺(tái)課程，該課程的重要使命是初步建立電氣工程專業(yè)的系統(tǒng)觀和工程觀，為后續(xù)專業(yè)課程知識(shí)的進(jìn)一步加深加寬打下基礎(chǔ)?！　≡诮滩牡木帉?xiě)過(guò)程中，力求做到以下特點(diǎn)?！　≌蟽?nèi)容。刪繁就簡(jiǎn)，打造基礎(chǔ)平臺(tái)　既要知識(shí)面寬，又要避免多門(mén)專業(yè)課程知識(shí)內(nèi)容的簡(jiǎn)單疊加，使教材篇幅過(guò)大。本書(shū)注重基礎(chǔ)，為后續(xù)專業(yè)課程留下接口?！　∽⒅刂R(shí)的工程應(yīng)用　以培養(yǎng)注冊(cè)電氣工程師、電力建造師、電力監(jiān)理工程師為目標(biāo)，在介紹基本理論的同時(shí)，注重實(shí)踐應(yīng)用，增加工程應(yīng)用案例的介紹?！　◇w系新　在以前教材的基礎(chǔ)上重構(gòu)和重組，增加了電力法律法規(guī)簡(jiǎn)介；介紹了電氣工程設(shè)計(jì)、電氣工程監(jiān)理、電氣工程概算和預(yù)算、電氣工程招標(biāo)和投標(biāo)、電氣工程管理、電力市場(chǎng)、電力需求側(cè)管理等工程應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)?！　?nèi)容新在精選內(nèi)容方面，力求適應(yīng)電氣工程的需要，著重介紹電氣工程領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識(shí)，并對(duì)電氣工程的新設(shè)備和新技術(shù)進(jìn)行了介紹，每章的思考題利于啟發(fā)讀者思考和幫助讀者總結(jié)?！　∪珪?shū)共分11章，華東交通大學(xué)吳文輝主編并編寫(xiě)第1、8、10和11章，南昌工程學(xué)院章順華編寫(xiě)第5章，華東交通大學(xué)羅杰編寫(xiě)第2、3、4章，何人望編寫(xiě)第6章，彭春華編寫(xiě)第7章，程宏波編寫(xiě)第9章。全書(shū)由吳文輝統(tǒng)稿，華東交通大學(xué)宋平崗教授主審?！　≡摃?shū)獲得華東交通大學(xué)教材出版基金資助?！　≡诮滩囊?guī)劃和編寫(xiě)過(guò)程中得到華東交通大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院的支持，南昌工程學(xué)院趙志英教授審閱了書(shū)稿，在此一并表示感謝。

內(nèi)容概要

本書(shū)為高等學(xué)校電氣工程及其自動(dòng)化(電氣工程與自動(dòng)化)專業(yè)與自動(dòng)化專業(yè)的大類(lèi)專業(yè)基礎(chǔ)平臺(tái)課程教材。    全書(shū)共分11章，內(nèi)容包括：電氣工程概論，電器設(shè)備及選擇，電氣一次系統(tǒng)，電氣二次系統(tǒng)，電力系統(tǒng)運(yùn)行分析，繼電保護(hù)與安全自動(dòng)裝置，電力系統(tǒng)自動(dòng)化，高電壓工程，電氣工程設(shè)計(jì)，電氣工程監(jiān)理，電氣工程管理。全書(shū)概括了電氣工程的全貌，內(nèi)容全面，以電力系統(tǒng)為主，著重闡述了電氣工程的基本概念、基本理論和基本計(jì)算。本書(shū)有豐富的工程案例，實(shí)用性強(qiáng)，還有電氣工程運(yùn)行、建設(shè)、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、管理等相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，每章均附有思考題，便于所學(xué)知識(shí)的鞏固提高。    本書(shū)可作為電氣工程相關(guān)理工科專業(yè)學(xué)生了解電氣工程的參考書(shū)，也可作為從事電氣科學(xué)與工程運(yùn)行、建設(shè)、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、管理等工程技術(shù)人員和管理人員的培訓(xùn)教材及參考用書(shū)。

書(shū)籍目錄

第1章  電氣工程概論  1.1 電氣工程的地位和作用  1.2 電機(jī)工程  1.3 電力系統(tǒng)工程  1.4 電力電子技術(shù)  1.5 高電壓工程  1.6 電氣工程新技術(shù)  思考與練習(xí)題第2章  電器設(shè)備及選擇  2.1 電弧與滅弧  2.2 高壓斷路器  2.3 隔離開(kāi)關(guān)、高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)、高壓熔斷器  2.4 低壓電器  2.5 互感器  2.6 電氣設(shè)備的選擇  思考與練習(xí)題第3章  電氣一次系統(tǒng)  3.1 發(fā)電工程  3.2 電氣主接線  3.3 配電裝置  3.4 電力系統(tǒng)負(fù)荷  思考與練習(xí)題第4章  電氣二次系統(tǒng)  4.1 電氣二次回路基本概念  4.2 斷路器的控制與信號(hào)回路  4.3 中央信號(hào)  4.4 發(fā)電廠變電所的操作電源  思考與練習(xí)題第5章  電力系統(tǒng)運(yùn)行分析  5.1 電力網(wǎng)的參數(shù)計(jì)算和等值電路  5.2 電力系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行  5.3 電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行  5.4 電力系統(tǒng)故障分析  5.5 電力系統(tǒng)穩(wěn)定性  5.6 遠(yuǎn)距離輸電  思考與練習(xí)題第6章  繼電保護(hù)與安全自動(dòng)裝置  6.1 繼電保護(hù)概述  6.2 電力線路的繼電保護(hù)  6.3 變壓器保護(hù)  6.4 發(fā)電機(jī)保護(hù)  6.5 安全自動(dòng)裝置  思考與練習(xí)題第7章  電力系統(tǒng)自動(dòng)化  7.1 電力系統(tǒng)通信  7.2 電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化  7.3 電廠自動(dòng)化系統(tǒng)  7.4 變電站綜合自動(dòng)化  思考與練習(xí)題第8章  高電壓工程  8.1 高電壓絕緣  8.2 高壓絕緣試驗(yàn)  8.3 電力系統(tǒng)過(guò)電壓及其保護(hù)  8.4 電力系統(tǒng)絕緣配合  思考與練習(xí)題第9章  電氣工程設(shè)計(jì)  9.1 電氣工程設(shè)計(jì)的基本知識(shí)  9.2 電氣制圖規(guī)范  9.3 電氣工程設(shè)計(jì)的內(nèi)容  9.4 電氣設(shè)計(jì)CAD簡(jiǎn)介  9.5變配電工程設(shè)計(jì)示例  思考與練習(xí)題第10章  電氣工程建設(shè)監(jiān)理  10.1 工程建設(shè)監(jiān)理概述  10.2 工程進(jìn)度控制  10.3 工程投資控制  10.4 工程質(zhì)量控制  10.5 工程安全控制  思考與練習(xí)題第11章  電氣工程管理  11.1 電氣工程概、預(yù)算編制及其要點(diǎn)  11.2 電力工程招標(biāo)和投標(biāo)  11.3 電力企業(yè)生產(chǎn)管理  11.4 電力市場(chǎng)  11.5 電力需求側(cè)管理  思考與練習(xí)題參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　1820年，丹麥科學(xué)家?jiàn)W斯特在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了電可以轉(zhuǎn)化為磁的現(xiàn)象。同年，法國(guó)科學(xué)家安培發(fā)現(xiàn)了兩根通電導(dǎo)線之間會(huì)發(fā)生吸引或排斥。安培在此基礎(chǔ)上提出的載流導(dǎo)線之間的相互作用力定律，后來(lái)被稱為安培定律，成為電動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)?！　?827年，德國(guó)科學(xué)家歐姆用公式描述了電流、電壓、電阻之間的關(guān)系，創(chuàng)立了電學(xué)中最基本的定律——?dú)W姆定律?！　?831年8月29日，英國(guó)科學(xué)家法拉第成功地進(jìn)行了“電磁感應(yīng)”實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了磁可以轉(zhuǎn)化為電的現(xiàn)象。在此基礎(chǔ)上，法拉第創(chuàng)立了研究暫態(tài)電路的基本定律——電磁感應(yīng)定律。至此，電與磁之間的統(tǒng)一關(guān)系被人類(lèi)所認(rèn)識(shí)，并從此誕生了電磁學(xué)。法拉第還發(fā)現(xiàn)了載流體的自感與互感現(xiàn)象，并提出電力線與磁力線概念?！　?831年10月，法拉第創(chuàng)制了世界上第一部感應(yīng)發(fā)電機(jī)模型——法拉第盤(pán)?！　?832年，法國(guó)科學(xué)家皮克斯在法拉第的影響下發(fā)明了世界上第一臺(tái)實(shí)用的直流發(fā)電機(jī)。　　1834年，德籍俄國(guó)物理學(xué)家雅可比發(fā)明了第一臺(tái)實(shí)用的電動(dòng)機(jī)，該電動(dòng)機(jī)是功率為15 w的棒狀鐵芯電動(dòng)機(jī)。1839年，雅可比在涅瓦河上做了用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)船舶的實(shí)驗(yàn)?！　?836年，美國(guó)的機(jī)械工程師達(dá)文波特用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)木工車(chē)床，1840年又用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)印報(bào)機(jī)?！　?845年，英國(guó)物理學(xué)家惠斯通通過(guò)外加伏打電池電源給線圈勵(lì)磁，用電磁鐵取代永久磁鐵，取得了成功，隨后又改進(jìn)了電樞繞組，從而制成了第一臺(tái)電磁鐵發(fā)電機(jī)。　　1864年，英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋在《電磁場(chǎng)的動(dòng)力學(xué)理論》中，利用數(shù)學(xué)進(jìn)行分析與綜合，進(jìn)一步把光與電磁的關(guān)系統(tǒng)一起來(lái)，建立了麥克斯韋方程，最終用數(shù)理科學(xué)方法使電磁學(xué)理論體系建立起來(lái)。　　1866年，德國(guó)科學(xué)家西門(mén)子制成第一臺(tái)自激式發(fā)電機(jī)，西門(mén)子發(fā)電機(jī)的成功標(biāo)志著制造大容量發(fā)電機(jī)技術(shù)的突破。　　1873年，麥克斯韋完成了劃時(shí)代的科學(xué)理論著作——《電磁通論》。麥克斯韋方程是現(xiàn)代電磁學(xué)最重要的理論基礎(chǔ)?！　?881年，在巴黎博覽會(huì)上，電氣科學(xué)家與工程師統(tǒng)一了電學(xué)單位，一致同意采用早期為電氣科學(xué)與工程作出貢獻(xiàn)的科學(xué)家的姓作為電學(xué)單位名稱，從而電氣工程成為在全世界范圍內(nèi)傳播的一門(mén)新興學(xué)科?！　?885年，意大利物理學(xué)家加利萊奧·費(fèi)拉里斯提出了旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)原理，并研制出二相異步電動(dòng)機(jī)模型，1886年，美國(guó)的尼古拉·特斯拉也獨(dú)立地研制出二相異步電動(dòng)機(jī)。1888年，俄國(guó)工程師多利沃.多勃羅沃利斯基研制成功第一臺(tái)實(shí)用的三相交流單鼠籠異步電動(dòng)機(jī)?！　?9世紀(jì)末期，電動(dòng)機(jī)的使用已經(jīng)相當(dāng)普遍。電鋸、車(chē)床、起重機(jī)、壓縮機(jī)、磨面機(jī)和鑿巖鉆等都已由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，牙鉆、吸塵器等也都用上了電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的電力機(jī)車(chē)、有軌電車(chē)、電動(dòng)汽車(chē)也在這一時(shí)期得到了快速發(fā)展。1873年，英國(guó)人羅伯特·戴維森研制成第一輛用蓄電池驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車(chē)。1879年5月，德國(guó)科學(xué)家西門(mén)子設(shè)計(jì)制造了一臺(tái)能乘坐18人的三節(jié)敞開(kāi)式車(chē)廂小型電力機(jī)車(chē)，這是世界上電力機(jī)車(chē)首次成功的試驗(yàn)。1883年，世界上最早的電氣化鐵路在英國(guó)開(kāi)始營(yíng)業(yè)。

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