电气工程导论——读书报告.doc

电气工程导论读书报告 学校： 学院： 专业： 学号： 姓名： 20电气工程导论读书报告年月日 目录 序-03第一篇电力电子与电器传动技术-04第二篇电工新技术和电机、电器-10第三篇电力系统及其自动化 -12第四篇高电压与绝缘技术 -15第五篇建筑电气与建筑智能化-16 序 与其他同学不同，电气工程及其自动化是我的第二门专业，因 此，对于我，可能与其他大一的同学有一些不一样的认识。我对于电气工程这门学科起初是从在国家科技发展中的地位以及这门学科今后的发展方向来定位的。 我们国家目前还处于社会主义初级阶段，是一个发展中的国家。因此，第一产业以及第二产业在国民生产总值中（特别是第二产业）占有很高的比重。这些产业对于电能的依赖是非常高的，因此，电力工业成为国民生产的基础命脉。 近年来，电气工程学科在与电子科学与技术，计算机科学与技术，控制科学与工程、信息与通信工程、环境科学与工程、生物医学工程等学科的交叉渗透中十分活跃与兴旺，拓宽了电气工程学科的内涵和外延。 因此，它有很好的学科基础性，学好电气工程不仅仅能在电气行业得到很好的应用而且可以在很多工科方面有较好的发展。从课程中学到，电力工业仅仅是电气工程学科所涉及的一部分，电气工程所涉及的方向还有电工新技术和电机、电器；高电压与绝缘技术；电力电子与传动技术；电工理论与新技术；建筑电气智能化等五个方面。 下面，我就将对这几个方向浅薄的理解做一一阐述。 第一篇电力电子与电气传动技术这一部分又可以分为电力电子方向与电气传动两个方向，下面，我们将对两块分别介绍： 电力电子 自1947年世界上第一只晶体管的诞生电力电子逐渐发展成为一门新的学科。其是以晶体集成电路为核心形成对信息处理的微电子技术和以晶闸管为核心的电力电子技术。 现代电力电子技术的发展方向,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率MOSFET和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件,表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。 1整流器时代 大功率的工业用电由工频(50Hz)交流发电机提供,但是大约20%的电能是以直流形式消费的,其中最典型的是电解(有色金属和化工原料需要直流电解)、牵引(电气机车、电传动的内燃机车、地铁机车、城市无轨电车等)和直流传动(轧钢、造纸等)三大领域。大功率硅整流器能够高效率地把工频交流电转变为直流电,因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以很大发展。 当时国内曾经掀起了-股各地大办硅整流器厂的热潮,目前全国大大小小的制造硅整流器的半导体厂家就是那时的产物。 2逆变器时代 七十年代出现了世界范围的能源危机,交流电机变频惆速因节能效果显著而迅速发展。变频调速的关键技术是将直流电逆变为 0100Hz的交流电。在七十年代到八十年代,随着变频调速装置的普及,大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管(GTR)和门极可关断晶闸管(GT0)成为当时电力电子器件的主角。类似的应用还包括高压直流输出,静止式无功功率动态补偿等。这时的电力电子技术已经能够实现整流和逆变,但工作频率较低,仅局限在中低频范围内。 3变频器时代 进入八十年代,大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展,为现代电力电子技术的发展奠定了基础。将集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合,出现了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的问世,导致了中小功率电源向高频化发展,而后绝缘门极双极晶体管(IGBT)的出现,又为大中型功率电源向高频发展带来机遇。MOSFET和IGBT的相继问世,是传统的电力电子向现代电力电子转化的标志。据统计,到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半导体器件市场上已达到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在电力电子领域巳成定论。新型器件的发展不仅为交流电机变频调速提供了较高的频率,使其性能更加完善可靠,而且使现代电子技术不断向高 读书报 告 书名：电气工程导论 姓名：曾德银 学号：04131800 xx年12月 。 第一篇电力电子与电气传动技术由于刚接触专业课，先对该专业的相关基础知识作一了解。下面是对该书第一篇的知识总结和一些感悟。 电力电子 自1947年世界上第一只晶体管的诞生电力电子逐渐发展成为一门新的学科。其是以晶体集成电路为核心形成对信息处理的微电子技术和以晶闸管为核心的电力电子技术。 现代电力电子技术的发展方向,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率MOSFET和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件,表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。 1.整流器时代 大功率的工业用电由工频(50Hz)交流发电机提供,但是大约20%的电能是以直流形式消费的,其中最典型的是电解(有色金属和化工原料需要直流电解)、牵引(电气机车、电传动的内燃机车、地铁机车、 城市无轨电车等)和直流传动(轧钢、造纸等)三大领域。大功率硅整流器能够高效率地把工频交流电转变为直流电,因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以很大发展。当时国内曾经掀起了-股各地大办硅整流器厂的热潮,目前全国大大小小的制造硅整流器的半导体厂家就是那时的产物。 2.逆变器时代 七十年代出现了世界范围的能源危机,交流电机变频惆速因节能效果显著而迅速发展。变频调速的关键技术是将直流电逆变为 0100Hz的交流电。在七十年代到八十年代,随着变频调速装置的普及,大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管(GTR)和门极可关断晶闸管(GT0)成为当时电力电子器件的主角。类似的应用还包括高压直流输出,静止式无功功率动态补偿等。这时的电力电子技术已经能够实现整流和逆变,但工作频率较低,仅局限在中低频范围内。 3.变频器时代 进入八十年代,大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展,为现代电力电子技术的发展奠定了基础。将集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合,出现了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的问世,导致了中小功率电源向高频化发展,而后绝缘门极双极晶体管(IGBT)的出现,又为大中型功率电源向高频发展带来机遇。MOSFET和IGBT的相继问世,是传统的电力电子向现代电力电子转化的标志。据统计,到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率 半导体器件市场上已达到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在电力电子领域巳成定论。新型器件的发展不仅为交流电机变频调速提供了较高的频率,使其性能更加完善可靠,而且使现代电子技术不断向高频化发展,为用电设备的高效节材节能,实现小型轻量化,机电一体化和智能化提供了重要的技术基础。 电气传动 电气传动是一个比较贴近社会生产与实际应用的一门科学。简单的说，电气传动是通过控制电机来传动的传动方式。 电气传动技术是电力电子与电机及其控制相结合的产物，内容涉及电机、电力电子、控制理论、计算机、微电子、现代检测技术、仿真技术、电力系统、机械、材料和信息技术等多种学科，是这些学科交叉融合而形成的一门新型的综合性学科。对于位置控制(伺服)系统，也称为运动控制。 电气传动技术诞生于20世纪初的第二次工业革命时期，电气传动技术大大推动了人类社会的现代化进步。它是研究如何通过电动机控制物体和生产机械按要求运动的学科。随着传感器技术和自动控制理论的发展，由简单的继电、接触、开环控制，发展为较复杂的闭环控制系统。20世纪60年代，特别是80年代以来，随着电力电子技术、现代控制理论、计算机技术和微电子技术的发展，逐步形成了集多种高新技术于一身的全新学科技术一现代电气传动技术。 成绩：xx-xx学年2学期 “电气工程与自动化专业概论”课程读书报告电气工程体会电气工程与自动化专业读书报告摘要 利用现代信息技术、新材料技术、储能技术和新的电网组织结构和运行方式等的智能电 网，能大规模地容纳新能源系统的接入并使电网中的各个环节实现优化的自适应互动。可以 说，智能电网与清洁能源相辅相成、缺一不可，智能电网也可以称为未来电网或下一代电网。 智能化已成为世界电网发展的一个新趋势，鉴于发展智能电网对于保障能源安全、提高能源 效率、改善能源结构、应对气候变化、提升服务水平都具有重要作用，有些国家已将其纳入 国家能源战略，有的将其作为应对当前国际金融危机的重要举措。将特高压和智能电网作为 今后一个时期电网发展的主要趋势，无论从概念上，还是从实际上都是可行的，输变电设备 的未来发展战略也应以特高压和智能电网为基点来确定。关键词智能电网；特高压；自适应互动 一电机与电气 电气工程与自动化是我们说学习的专业，在这个专业中包括发电，输电，和用电端，电 机就是机械能与电能转化的工具，是一个很重要的环节，不同类型的电机都有不同的功能， 但都是能源转化的工具，像把煤，水，风等自然界的能源转化为我们可以用的电能，同时， 电机也可以把电能转化为机械能，可以用来拉重物等。可以说在目前的各个领域都离不开电， 我们平时常用的点灯，电视，等家用常见的电气，还有一些大型的用电，电动车，发动机， 大型车床等，在世界的各个地放，随处可见，当我们突然失去电的时候，谁也不知道世界会 变成什么样子。随着人们生活水平的提高，对电气的要求也逐渐的提高，特别是在电机与电 力电子技术、微电子技术、计算机技术等领域，人们的要求也更加的智能和方便，这就要求 电气的技术不断地提高，电机有发动机，电动机，也有控制电机，用来控制电力系统的运行， 保障各个环节的正常运行，各个行业使用的都是不同的电机，根据自己的使用要求对电机进 行改造，使他完成不同的功能，有大型的又有小型的，电机在除了我们随处可见的用处之外， 还要一些高技术方面的应用，像信息技术，航天、航空、航海生物医学工程，等地方运用于 雷达，医疗设备等地方，随着电机技术的发展，运用范围也越来越广泛。发动机由开始的直 流大电机到异步电动机，到现在主要的三相系统，的一个发展过程，目前在电机方面的研究主 要是在精确模型研究新能源技术，风力发电，波浪发电，高速电、热、冷三联供机组机电一 体化，电机、电力电子与微电子结合，特殊新用途，电磁发射，纳米电机等新的技术，在新 型的能源方面，包括风能发电，波两发电，潮汐，地热等都要求人们去发展，这些都是无污 染的新能源。在电机方面有着一些特殊的用途电磁发射技术，微电机与微型机器人技术，工 心脏技术，航天超声波电机，速发电的发电机，工肌肉直线电机，导电机，动机故障诊断， 船驱动用电动机，能型电力电子变压器。在电的传输过程中还包括一个重要的装置，那就是变压器，变压器是通过电磁感应原理， 通过电磁耦合实现电能传递的一种静止电气设备。变压器在电的发出和到用户端都要用到， 主要是要降低在传输过程的能量损失。电厂一般建于能源较丰富的地区，如何将发出的电能 经济、高效地输送到远距离用电区域，是电力系统运行的基本问题。目前普遍采用的办法是 将发电厂的电能通过升压变压器升压后输送出去。因此变压器对整个电力系统的安全、经济、 高效的运行起着至关重要的作用。 二电力电子与电力传动 主要是运用电子系统的技术对电机进行控制，进行自动化的操作过程，在过去很多的操 作都是人工进行，但是这样很不方便，随着电子技术的发展运用，对电机的控制也逐步提高， 在交直流电机、电化学工业、冶金工业，电气化铁道、电动汽车、航空、航海，高压直流输 电、柔性交流输电、无功补偿，ups、航天飞行器、新能源、发电装置等都有着广泛的运用。 总之，电力电子技术的应用范围十分广泛，激发人们学习、研究电力电子技术并使其飞速发 展。电气传动技术是电力电子与电机及其控制相结合的产物，内容涉及电机、电力电子、控 制理论、计算机、微电子、现代检测技术、仿真技术、电力系统、机械、材料和信息技术等 多种学科，是这些学科交叉融合而形成的一门新型的综合性学科。对于位置控制系统，也称 为运动控制。电气传动技术诞生于20世纪初的第二次工业革命时期，电气传动技术大大推动 了人类社会的现代化进步。它是研究如何通过电动机控制物体和生产机械按要求运动的学科。 随着传感器技术和自动控制理论的发展，由简单的继电、接触、开环控制，发展为较复杂的 闭环控制系统。 三电力系统及其自动化 电力系统及其自动化主要涉及电能的产生、变换、输送、分配、控制的理论，电力系统的规划、运行规律、以及相应的测量、保护、调节、控制系统的理论和 技术。电力工业的发展水平是反映国家经济发达程度的重要标志。在世界人均用电量中，中 国是很低的，相比较美国，加拿大等发达国家，还有很长的路要走，随着电在人们中的广泛 运用，一旦突发停电，会造成很大的损失，在我国湖北1972年7月27日大面积停电事故， 造成武汉、黄石、黄冈地区全部停电，经济损失2400余万元，华中1982年8月7日电网稳 定破坏事故，造成湖北地区大面积停电，武钢、冶钢等重要用户严重受损，部分设备损坏， 10小时后恢复正常。 在发电的过程中包括电力网，电力系统，和动力部分，电力网是发电设备和用电设备之 间输送和分配电能的网络。电力系统是由发电机、升降压变压器、各种电压等级的输电线路 和广大用户的用电设备所组成的统一整体。动力部分是电力系统加上带动发电机转动的动力 部分。电力网包括超高压电力网，区域电力网，地方电力网。电力系统中，发电厂是个很重要的环节，其中有火力，水力，核电厂，还包括一些新的 能源，火力是利用固体、液体、气体燃料的化学能来生产电能的工厂。水力是利用水库、河 流所蕴藏的水力资源来生产电能的工厂。核电厂是利用核能发电的工厂。潮汐能发电厂是利 用核能发电的工厂。还有地热发电厂，太阳能发电厂等，都是我们需要去开发的能源，中国 电力工业展望：装机容量成倍增长2020年达到900gw用于发电的能源比重大幅提高，发电 能源占一次能源消费的比重提高，加强电源建设，继续发展火电，大力发展水电，加速核电 国产化，加强新能源的开发力度。 四前沿展望 如果在二十世纪中期以前，电工学的发展主要基于电磁场与固体的相互作用，电机学主 要在发展旋转电机，则从新原理与新理论的角度看，二十世纪后半期电工新技术的重大进 展则基于电磁场与流体的相互作用的研究和直线电机研究的深入。这时物理与天文研究中发 展起来的等离子体物理学与电磁流体力学开始向工程应用方面蓬勃前进，与人类能源、电力、 交通及其他工业发展的需要相结合，开创并推进着受控核聚变，半导体的发展为电工领域提 供了多种电力器件与光电器件。电力电子器件为直流输电，电气铁路，各种节能电源和自动 控制的发展做出了重大贡献。光电池效率的提高及成本的降低为光电技术的应用与发展提供 了良好基础，使太阳能发电已在边远、缺电地区得到了实际应用，并有可能在未来电力提供 中占有一定的份额。 五体会 通过对电气工程相关书籍的学习，我们对要学习的课程有了更进一步的了解，也了解到 了目前电气工程发展的状况，和我国电力的现状，目前我国的电力发展还很低，相比较发达 国家而言，还有很大的路要走，随着各行业对电力依赖越来越高，电力工业成为国民生产的 基础命脉。怎样节约能源，和发展新的能源，方便的运用能源，是我们需要去研究的，电网 的自动调节，新型能源的开放，都是新的发展方向。参考文献 【1】肖登明。电气工程概论，中国电力出版社。xx。 【2】熊信银。电气工程概论。中国电力出版社。xx,。 【3】范瑜。电气工程概论。高等教育出版社。xx. 【4】李志民，电气工程概论。电子工业出版社。xx. 【5】胡敏强程明李扬。新形势下电气工程及其自动化专业人才培养模式与知识体系框架。xx,4:44-46. 【6】于仲安梁建伟杨杰。电气工程及其自动化特色专业建设与实践。xx,3:175-177. 【7】解乃嘉，电气工程中自动化技术的运用。xx，33（1）：100-100. 【8】吴小凤，电气工程发展战略及人才培养机制探讨。xx，30（2）：173-173. 【9】丁中奎。浅谈城市电气工程的自动控制技术。xx,29（1）：291-291. 【10】黄亦东。关于电气工程中自动化技术运用的探讨。xx,20（1）：317-317.篇二： 电气专业概论读书报告成绩：xx-xx学年2学期 “电气工程与自动化专业概论”课程读书报告未来电力技术趋势姓名：xxx专业：电气工程xx自动化班级：xx学号：xx年5月未来电力技术趋势 摘要 在跨入21世纪之际，人类面临着实现经济和社会可持续发展)的重大挑战。在有限资源 和环保严格要求的制约下发展经济已成为全球最重要的话题。所谓“可持续发展”是指当代 的发展应以不损坏子孙后代的环境权益和生活质量为前提。由于人类的活动造成的全球气候 变化便是当今世界关注的焦点，由于化石燃料利用产生的二氧化碳等温室效应气体引起的全 球变暖的趋势还在发展。近年然灾害大幅增加、地表平均气温升高、冰川溶化便是证据。 另一方面，人口增长和工业发展能源需求不断增加。据国际能源协会（iea)统计，19711991 年期间全世界一次需求量每年平均增加2.4%，电力每年平均增长4.1。预计，1991xx 年间，全球一次能源需求每年平均增长2.1，发展中国际由于人口快速增长，工业化发展 和城市化进程等因素，对能源需求的增长更快。目前发展中国家有70人口（20亿）缺电， 今后这些地区的能源短缺将更加严重。为了维持当代的发展，化石燃料利用的势头不减。我国人口众多，又处在经济高速发展阶段，能源供需矛盾突出。此外，化石燃料在一次 能源中占很大比例。为实现可持续发展，必须实施新的能源发展战略，采用新技术。舍此别 无他途。 本文将分析21世纪我国电力工业面临的挑战，实现可持续发展需要的技术，下世纪可 能出现的技术突破，在此基础上，介绍几项电力新技术的发展现状和前景。关键字：发展能源电力momentumdontreduce.chinaspopulationisnumerous,andrapideconomicdevelopmentstage,energy supplyanddemandcontradiction.inaddition,fossilfuelsintheprimaryenergy aountingforalargeproportion.torealizesustainabledevelopment,mustimplement newenergydevelopmentstrategy,usingnewtechnology.thereisnowaytheshaped.thisarticlewillanalysethe21stcenturychallengesfacingourcountryelectric powerindustry,torealizethesustainabledevelopment,thetechnologyneededtonext centuryoftechnologicalbreakthroughsmightappear,onthisbasis,introduces severalpowernewtechnologydevelopmentpresentsituationandprospect.keyword:developmentelectricalenergy 一、我国电力工业面临的挑战、电力供需矛盾难以根本缓解按照统计分析、每个国家的人均gdp（国民生产总值）与人均的能耗有十分密切的相关 关系。我国要在下世纪中叶达到中等发达国家水平，人均用电水平的增长是步可避免的。人 口增长和现代化进程使我国对电力需求不断增加。按照规划，2050年我国发电装机应超过15 亿千瓦，比现有的装机净增13亿千瓦以上。按常规的发展摸式机乎不可能达到这个目标。除 非寻求新的发展途径。 2、有限资源的制约日趋严重我国去年已成为石油今口国，不能指望靠石油发电。水电可发容量不足3.7亿千瓦，在 相当长的时期内煤碳仍是主要的一次能源。但燃煤生产的环境污染的治理是一个极为困难的 问题。此外。煤炭基地资源短缺是我国发展火电的又一重要制约因素。 3、治理环境的任务艰巨更为严峻的问题是环境保护。我国是煤炭生产和消费大国，电力的构成中约又80是煤 炭。一座240千瓦的火电站，如不加一控制，每小时排放的二氧化硫达712吨，灰达70 80吨，渣为150吨，各类废水100吨。中国许多城市的酸雨已成关注的焦点。中国大气二氧 化硫的平均浓度为0.03，比日本高倍，个别地区达到15。酸雨引起森林和农 作物破坏、水变质、土壤退化，已成为十分严重的问题。 4、对电网可靠性和电能质量要求不断提高20世纪电力系统发展的特征常以“达机组、达电网、高电压”来描述。近以二十年的世 界各国的经验表明，在下世纪，这各趋势不会再继续下去。研究表明，机组的单机容量和交 流输电电压等级的发展已出现饱和和趋势，单机容量20mw和电压等级800kv似已达到由电 网可靠性决定的极限。尽管现代电网的设计运行技术近年取得了常足发展，单仍不能完全避 免达电网的瓦解事故发生。近级年内，世界上的达电网事故仍有发生，有时还造成了灾难性的后果。1996年发生的美国 西部达停电、马来西亚全国达停电就时李子。另一方面，随着生活现代化的进程，对电力供 应的可靠性要求日益提高。因此，输电和配电系统的可靠性已成为规划、设计、运行应考虑 的首要因素。 电网发展的另一各重要趋势时：独立发电者（ipp）日益增多，在电力管理体制上进行重 达改革，在发电环节引入竞争机制，实施所谓“放松规制”（dergulation)，在电网管理方 面实行所谓第三方介入（thirdpartaess)和电力送(powerwheeling)等等。这似已成为 一些国家的潮流。这就要求电网变的更加开放和灵活。综上所述，对现代电网的要求可以概括为“可靠、高效、灵活、开放”。用它描述未来电 网的特征似更恰当。 过去，由于我国对电网的投资强度偏低，电网结构相对薄弱，建设电网的任务更加艰巨。 今后一段设计靠外延发展电网仍时主要的，发展电网的策略与西方发达国家不尽相同。但是， 在确定网架结构、输电方式、电压等级以及制定电网技术发展战略时都必须考虑这一总的发 展趋势。 根据我国“九五”规划和xx年发展目标，我国电力工业还会有很大发展，将继续维持 较高的增长速度。单从长远出路在于进一步依靠科技进步，大幅度增加再生能源发电的比例， 实现能源的高效利用，发展与环境兼容的能源利用技术，发展新型输配电技术及电能质量控 制技术。 二、电力技术发展趋势预测 1、新型发电技术预计会有重大突破21世纪被称为可再生能源的世纪，预计可再生能源利用技术、新型发电技术将会有重大 突破，其工业应用规模将有达幅