2021年版电气综合项目工程及其自动化专业概论(2)

科学是利用范围(​​)、定理(​​)、定律(​​)等思维形式(​​)反应现实世界多种现象本质和规律知识体系，是社会意识形态之一。 按研究对象不一样可分为自然科学(​​)、社会科学(​​)和思维科学(​​)。自然科学：基础科学-----数学、物理、化学、天文学、生物学等；技术科学----电子学、电工学、机械学、固体力学、流体力学等。社会科学：哲学、法学、经济学等。1技术：人类依据生产实践经验和自然科学原理改变或控制其环境手段和行动；2工程：应用科学知识使自然资源最好地为人类服务专门技术；3系统：相互关联相互制约相互影响部分部分组成；4信息：符号、信号或消息所包含内容；5控制：经过信息采集和加工而施加到系统作用；6管理：为了充足利用多种资源来达成一定目标而对社会或其组成部分施加一个控制1.1.2电气工程学科及其涵盖内容一：1电气工程是工学下属一级学科2电气工程学科形成于第二次技术革命1870；3传统电气工程定义为“用于发明产生电气和电子系统相关学科总和”。4电气工程学科关键任务是研究电磁现象规律及应用相关基础科学、技术科学及工程技术综合。这包含电磁形式能量、信息产生、传输、控制、处理、测量及其相关系统运行，设备制造技术等多方面内容。二：电气工程学科下属二级学：电机和电器，电力系统及其自动化，高电压和绝缘技术电力电子和电力传动，电工理论和新技术，脉冲功率和等离子技术ΔS三：电气工程学科特点覆盖面广，理论体系逐步完善，工程实践成功，应用领域宽广1.1.3电气工程学科发展趋势①信息技术对电气工程发展含有尤其大支配性影响。信息技术进步为电气工程领域技术创新提供了更新更优异工具基础。②电气工程和物理科学间紧密联络和交叉仍然是以后电气工程学科发展关键，而且将拓宽到生物系统、光子学、微机电系统等领域。二十一世纪中一些最关键新装置、新系统和新技术未来自这些领域。1.3电气工程和自动化专业本科培养：专业培养目标：本专业培养德、智、体全方面发展，能够从事和电气工程相关、设计、建设、系统调度运行维护、自动控制及保护、电力电子技术、信息处理、试验分析、研制开发和电子和计算机技术应用等领域工作宽口径符合型高级技术人才。专业特色和培养要求：本专业是按国家教育部工程类引导性专业目录设置宽口径专业，关键特色是电气工程和自动化相结合、强电和弱电相结合、电工技术和电子技术子技术相结合、电相结合、电工技术和电子技术相结合、软件和硬件相结合、理论研究和技术应用相结合、理论和实践结合，培养各行业需要强弱电兼顾复合型高级人才。学生关键掌握电工理论、电子学、控制理论、电气工程基础、高电压技术、电力系统运行和控制、信息和通信技术和计算机应用等方面较宽广工程技术基础和一定专业知识，掌握一定人文社会和经济管理知识。要求学生含有电气工程技术分析、系统运行和控制技术基础能力，含有较强创新意识。1.5.2对学习影响部分原因①智力原因②学习目标性学习环境原因经济条件1.5.3学习方法①确立目标、激发动机②调控心理、优化心境③科学用脑、提升效率④立即复习、增强记忆⑤科学运筹、巧用时间2电磁学理论建立和通信技术进步自从牛顿奠定理论物理学基础以来，物理学公理基础最伟大变革，是由法拉第和麦克斯韦在电磁现象方面工作所引发。——爱因斯坦历史：英国：16，吉尔伯特发觉天然磁石摩擦铁棒，能使铁棒磁化;德国：1663年，物理学家盖利克研制出摩擦起电简单机器。英国：1729年，学者格雷发觉电能够沿金属导线传输。法国：1733年，化学家杜菲发觉电有两种：“玻璃电”和“琥珀电（松香电）”。以后总结出“同性相斥，异性相吸”规律。荷兰：1745年，莱顿大学马森布罗克教授研制出贮电瓶—莱顿瓶。美国：1747年，富兰克林提出含有两种带电状态单一流体来描述电流。以后发明了避雷针；提出电荷守恒。1785年，法国物理学家库仑(CharlesAugustindeCoulomb,1736-1806)研究为电和磁研究开辟了新方向。她是磁和电研究先驱者，制订了库仑定律。库仑定律是电学发展史上第一个定量规律，它使电学研究从定性进入定量阶段，是电学史中一个关键里程碑。库仑是18世纪一位学识渊博法国物理学家，也是当初欧洲最好工程师之一。她善于设计精巧试验，进而取得正确数据，找出数据改变规律，揭示运动基础法则。1780年，加法尼，意大利生理学家和内科医生。她从动物组织对电流反应开始研究化学作用而不是静电产生电流。这种动物组织和两种不一样金属接触所产生反应现在称为“电疗”。1799年，意大利物理学家伏特发明电容器(condenser)；18发明了第一块电池。2.2电流磁效应研究：1丹麦哥本哈根大学物理学教授奥斯特一直相信电、磁、光、热等现象相互存在内在联络。电流磁效应研究结果：在通电导线周围，发生一个“电流冲击”。磁性物质或磁性粒子受到这些冲击时，阻碍它穿过，于是就被带动，发生了偏转；“电流冲击”是沿着以导线为轴线螺旋线方向传输。法国数学家、物理学家安培发觉了两个载流导体相互作用力规律：电流方向相同两条平行载流导线相互吸引；电流方向相反两条平行载流导线相互排斥。还对两个线圈之间吸引和排斥也作了具体分析。德国物理学家欧姆她在法国数学家傅里叶热传导理论启发下进行电学研究。傅里叶用数学方法建立了热传导定律。欧姆认为电流现象和这类似，猜想导线中两点间电流可能正比于两点间某种推进力之差。欧姆称这种力为电张力。这实际上是电压。德国数学家和物理学家高斯。1832年，她改善和推广了库仑定律公式，而且提出了测量磁强度试验方法。她和韦伯合作，建立了电磁学中高斯单位制；发明了电磁铁电报机；绘制出世界第一张地球磁场图。法拉第发觉电磁感应亨利、楞次对电磁感应研究麦克斯韦建立电磁场理论赫兹发觉电磁波3电工技术和理论发展第一次技术革命（始于18世纪下半叶）基础：牛顿力学；关键标志：蒸汽机应用：机器制造、采矿、铁路、冶金、纺织第二次技术革命（始于19世纪下半叶）基础：电磁学原理、电路原理、化工原理，力学等；关键标志：电力、钢铁、化工；汽车、飞机、通讯应用：电气工程、电子信息、通信、自动控制化工、钢铁等领域第三次技术革命（始于20世纪中叶）基础：电子技术、信息理论、系统理论、控制理论关键标志：原子能利用、电子管、半导体、集成电路应用：电气工程、电子信息、通信、自动控制、计算机技术、家用电器、医疗设备、化工等领域。3.1.2电工技术早期发展1831年，法拉第发觉电磁感应原理，奠定了发电机理论基础。科学发觉，引发了一场技术发明。1866年，德国物理学家西门子发明了励磁电机，并预见：电力技术很有发展前途，它将会开创一个新1879年10月，美国发明家爱迪生（ThomasAlvaEdison，1847~1931）发明了电灯。1882年，爱迪生建成世界上第一座较正规发电厂，装有6台直流发电机，共900马力（1马力=0.735kW，），经过110V电缆供电，最大送电距离1.6km，供6200盏白炽灯照明用，完成了初步电力工业技术体系。1892年，爱迪生创建通用电气企业(GE)。爱迪生象征着美国由穷变富理想，爱迪生一生，是美国从落后农业国向工业国过渡、从全盘照搬欧洲技术到建立美国自己技术体系时代。1885年意大利科学家法拉里提出旋转磁场原理，对交流电机发展相关键意义。美国发明家、工业家威斯汀豪（GeorgeWistinghouse，1846~1914）生于纽约州一个农业机械制造商家庭。在龙宁学院学习后，参与南北战争北军，在陆军和海军服役。1865年发明旋转式蒸汽机而首次获专利。1869年设置威斯汀豪空气制动器企业（西屋空气制动器企业），在匹兹堡建设工厂，生产铁路制动器和铁路信号装置，其产品畅销欧美。美籍南斯拉夫电气工程师特斯拉（NikolaTesla，1856~1943）1883年发明了世界上第一台感应电动机。1888年发明两相异步特斯拉电动机和交流电力传输系统。美国采取60赫兹作为工业用电频率和她有很大关系。特斯拉出生于奥匈帝国一个牧师家庭，含有难以置信记忆力和对数学了解能力。1888年她发明了两相异步特斯拉电动机和交流电力传输系统，她多相交流发电、输电、配电技术也被社会接收。1890年发明高频发电机；1891年发明特斯拉线圈（变压器），以后被广泛应用于无线电、电视机和其它电子设备中；1893年发明了无线电信号传输系统。特斯拉一生中拥有700多项专利。1888年，俄国工程师德布罗夫斯基和德尔伏发明了三相交流制。第二年，三相交流电由试验到应用取得成功。很快三相发电机和电动机相继问世，这就为三相交流电在世界上普遍应用奠定了基础。1891年，在德国劳芬电厂安装了世界第一台三相交流发电机，建成第一条三相交流送电线路。三相交流电出现克服了原来直流供电容量小，距离　短缺点，开创了远方供电，电力除照明外，用于　电力拖动等多种用途新局面。3.2.1电路理论建立1778年，伏特就提出电容概念，导体上储存电荷Q＝CU。1826年欧姆发表欧姆定律。1831年法拉第发表电磁感应定律。1832年亨利提出了表征线圈中自感应作用自感系数L，即磁通Φ＝Li。俄国楞次提出：导体中由电磁感应产生电流，也遵守欧姆定律。1845年，德国物理学家基尔霍夫(GustavRobertKirchhoff,1824-1887)提出电流定律和电压定律。发展了欧姆定律，奠定了电路系统分析方法基础1853年，英国物理学家汤姆逊（WilliamThomson，1824～1907）采取电阻、电感(​..​/​..​/​..​/​..​/​电感​)和电容(​..​/​..​/​..​/​..​/​电容​)串联电路模型，分析了莱顿瓶放电过程，并发表了“莱顿瓶振荡放电”论文。论文中经过分析后得出了放电过程中电流有反复振荡并逐步衰减结论，还计算出振荡频率和R、L、C参数之间关系，由此建立了动态电路分析基础。1853年，亥尔姆霍兹提出电路中等效发电机原理。一个线性含有电源一端口网络，对外电路而言，能够简化为一个电压源和一个电阻串联电路来等效替换。1855年汤姆逊发表了电缆传输理论论文，她采取电容、电阻组成梯形电路，来组成长距离电缆等效电路模型，分析了电报信号经过长距离传送所产生衰减、延迟、失真原因。德国出生美籍电气工程师施泰因梅茨（C.P.Steinmetz,1865—1923）对交流电路理论发展作出巨大贡献；正弦交流电路计算方法一个关键进展，是由施泰因梅茨于1893年提出分析交流电路符号法（相量法）。她利用数学中第莫威定理，用复数模和辐角来代表有正弦量效值（或最大值）和初相位。在相同频率下三角函数运算，就能够转化为复数代数运算了。19英国电气工程师亥维赛德(OliverHeaviside,1850～1925)提出正弦交流电路中阻抗概念，用相量法分析正弦交流电路时，阻抗也是一个复数，其实部是电阻，虚部是电抗。亥维赛德还提出了求解电路暂态过程“运算法”。运算法关键点是将描述动态电路微分方程，变换成为对应代数方程，然后求解代数方程，最终由代数方程解对应找出原微分方程解。这一方法也称为积分变换法。数学中积分变换法是由法国著名数学家、力学家和天文学家拉普拉斯(PierreSimonLaplace，1749～1827年)于1779年首先提出来，大家习惯称之为拉普拉斯变换。拉普拉斯变换是将时域函数微分方程变换成为复频域函数代数方程，求得代数方程解后，经过普拉斯反变换就可求出微分方程解。这种求解微分方程方法在物理学、和工程学中应用广泛。电路暂态过程分析也使用这种方法。傅里叶（JeanBaptisteJosephFourier1768--1830），法国数学家及物理学家。关键贡献是在研究热传输时创建了一套数学理论，对19世纪数学和理论物理学发展产生深远影响。傅里叶级数（即三角级数）、傅里叶分析等理论均由此创始。3.2.2电网络理论建立20世纪初，因为通讯技术兴起，促进了电网络理论研究。1920年，坎贝尔和瓦格纳研究了梯形结构滤波电路。1923年，坎贝尔还提出了滤波器设计方法。1924年，福斯特提出了电感、电容二端网络电抗定理。以后便建立了由给定频率特征而设计电路电网络综合(​..​/​..​/​..​/​..​/​网络综合​)理论。在电子管问世以后，电子电路分析理论快速发展。1932年瑞典科学家奈奎斯特提出了由反馈电路开环传输函数频率特征，来判定闭环系统稳定性判据。1945年，美国伯德出版了《网络分析和反馈放大器》一书，书中总结了负反馈放大器原理，由此形成了分析线性电路、控制系统频域分析方法，并取得了广泛应用。20世纪中期以后电子计算机出现，为电工理论应用提供了强有力工具。电网络计算机辅助分析、计算机辅助设计应运而生。电工理论和其它学科理论相互借鉴，继续在新技术进步中共同发展。3.2.3电磁场理论建立19世纪中期已经有了相关静电现象库仑定律、相关电流和磁场关系安培环路定律和法拉第电磁感应定律(三大定律)。1846年法拉第发表了一篇论文，设想光是力线振动表现。她这些论断，由英国科学家麦克斯韦所继承。麦克斯韦在1856年发表“论法拉第力线”一文，对力线进行了严格数学描述；1861年麦克斯韦发表“论物理力线”关键论文中提出了电位移概念，并称电位移矢量时间导数为“位移电流”密度。1864年麦克斯韦发表了“电磁场动力学”论文，描述电磁场空间分布和时间改变规律，提出了电磁场基础方程组。1887年赫兹用试验证实了电磁波存在，使麦克斯韦预言得到证实。她电磁场理论含有相当普遍意义，成为电工技术、无线电技术基础依据。50年代以来，因为电子计算机发展，有了求数值解有力手段，扩大了能够进行计算问范围，电路仿真技术（proteus7.10、PSpice）、电磁场仿真技术（ANSYS、Ansoft）也逐步推广使用。电工理论伴随科学技术进步而不停发展。第三次技术革命（始于20世纪中叶）基础：电子技术、信息理论、系统理论，控制理论关键标志：新能源利用、电子管、半导体、集成电路、新技术广泛应用3.3.3自动控制技术自动控制是在没有些人直接参与情况下，利用控制装置，对生产过程、工艺参数、目标要求等进行自动调整和控制，使之根据预定方案达成要求指标。自动控制技术属于信息科学和信息技术范围，它是信息处理技术一项技术。控制系统关键由控制器和控制对象两大部分组成。控制系统数字模型有两部分组成：一部分是目标函数，由一个相关状态变量X(t)，控制变量U(t)和时间t函数积分来表示；另一部分是约束条件，这些约束条件包含被控对象状态方程、状态初始条件等。3.3.5激光技术：“受激辐射”基于伟大科学家爱因斯坦在19提出一套全新理论。这一理论是说在组成物质原子中，有不一样数量粒子（电子）分布在不一样能级上，在高能级上粒子受到某种光子激发，会从高能级跳到（跃迁）低能级上，这时将会辐射出和激发它光相同性质光，而且当处于高能级上粒子数大于低能级上粒子数时，就能出现一个弱光激发出一个强光现象。这就叫做“受激辐射光放大”，简称激光。产生激光装置称为激光器。等离子体；发生电离(不管是部分电离还是完全电离)气体称之为等离子体(或等离子态)。等离子体独特行为和固态、液态、气态截然不一样，所以称之为物质第四态。4.1.3电能利用发展历程火力发电系统组成：燃烧系统，汽水系统，控制系统，电气系统水力发电类型：1流水式水利发电：大坡度河川上修坝，取水口水借助落差驱动水轮机2调整式水利发电：建设调整水库（溪谷）能够存放一天容量来调整发电3水库式水力发电：建设大型水库、存放洪水、丰水，枯水期补给发电4扬水式水力发电：用谷期多出电量抽下部水库水到岛上部水库，峰期发电；核反应堆类型：压水堆，重水堆，沸水堆，石墨沸水堆，石墨气冷堆，高温气冷堆，快中子增殖堆；；潮汐能发电：利用海水涨落及其所造成水位差来推进水轮机，再由水轮机带动发电机来发电，其发电原理和通常水力发电差不多。发电分类：利用潮汐动能发电利用潮汐势能发电4.3.3风能发电风能特征：可再生能源；清洁能源；含有统计性规律；风能发电优势：占地极少；工程建设周期短；装机规模灵活方便；运行简单；产品质量可靠；经济性日益提升。地热能：地热能就是地球内部热释放到地表能量。形成地热资源四要素：热储层、热储体盖层、热流体通道、热源地热能利用方法1.直接利用方法2.地热发电方法燃料电池优点：污染极少、噪音小；能力转换效率高；适应能力强，供电质量高；占地少，建设快，结构简单，便于维护保养；燃料广泛，补充方便；不需要大量冷却水，适合于内陆及城市地下应用；灵活性强，可组成不一样规格、功率电池。燃料电池分类：碱性燃料电池（AFC）磷酸型燃料电池(PAFC)熔融碳酸盐型燃料电池(MCFC)固体电解质型燃料电池(SOFC)固体高分子型（对称质子交换膜）燃料电池(PEFC/PEMFC)直接甲醇型燃料电池（DMFC）垃圾发电-3项关键技术：垃圾焚烧炉设计、制造和管理；垃圾质量管理；对焚烧炉温度和蒸汽产量控制4.4.2变压器变压器最基础形式，包含以电感方法耦合在一起两组线圈。当一交流电流于其中一组线圈时，于另一组线圈中将感应出含有相同频率交流电压，感应电压大小取决于两线圈耦合及磁交链程度。用公式表示以下：一次电压/二次电压=一次线圈/二次线圈；一次侧功率=二次侧功率5.1.2断路器断路器(英文名称:circuit-breaker，circuitbreaker)是指能够关合、承载和开断正常回路条件下电流并能关合、在要求时间内承载和开断异常回路条件下电流开关装置(​"\t"_blank​)。5.1.4电力系统继电保护电力系统对安全可靠有着很高要求，系统中短路、雷击、误操作等故障全部可能损坏设备、不能正常供电而使生产停顿，甚至发生人员伤亡事故。早期电力线路中只装有简单熔断器(​file:​/​​/​​/​D:\\走进电世界\\熔断器​)、避雷器(​D:\\走进电世界\\避雷器​)。1930年左右，已研制出多个电磁继电器及对应保护设施，继电保护技术已趋成熟引入电子技术，使用固体电子器件如晶体管、晶闸管(​D:\\走进电世界\\晶闸管​)整流元件，进而使用计算机技术，更为电力系统继电保护技术发展开辟了新路径5.1.5电力网络电力网络已成为现代社会生产、人民生活中关键动力起源。保持这种系统正常运行，对其进行管理、调度、监控，就形成了包含很多技术部门庞大产业体系。伴随电能应用日益广泛，电力需求不停增加，很多电厂经过输电线相互联接，形成功率强大、遍布广大地域电力网5.3.1社会对电力生产、供给要求安全可靠：假如电力生产过程、供电设备发生故障造成供电中止，不仅影响用户正常生产、生活，还可能造成发电、供电设备严重损坏和人身伤害。努力争取经济：现在，中国电力生产仍以火电为主，假如发电煤耗平均下降lg/kWh，按发电量计算，整年可节省标准煤200多万吨。确保质量：电能是一个商品，衡量电能质量关键是电网频率、电压。在功率因数较低或无功功率改变较大局部地域，应进行无功赔偿控制污染：对于部分生产工艺落后而严重污染环境、高耗能小型机组给予关闭，以达成“节能减排”目标。5.3.2电力工业三个特点：社会公用事业，技术密集产业，资金密集产业5.3.3电力生产特征：1平衡性，发电、用电同时完成且二者平衡2瞬时性，开关一合，电能就以300000km/s速度送到用户，发电、用电瞬间完成3功率特殊性，电力系统所特有无功功率。为保持电网电压在一定水平和电网稳定，必需保持无功功率平衡。6．1电力系统及其组成电力系统组成：由发电厂、变电站、输电网、配电网和电力用户等步骤组成电能生产和利用系统。电力系统功效：一次能源转化成电能，将电能输送到负荷中心，再由配电变电站向用户供电或直接分配到大用户，由大用户配电装置为用户进行供电。电力系统主体结构：电源电力网负荷中心电力网功效是将电源出电压升高到一定等级后，经过高压输电线路将电能输送到负荷中心变电站，再降压至一定等级后，经配电线路和用户相联。为确保系统安全、稳定、经济地运行，必需在不一样层次上按技术要求配置各类自动控制装置和通信系统，组成信息和控制子系统。系统运行分为正常运行状态和异常运行状态。其中，正常状态又分为安全状态和警戒状态；异常状态又分为紧急状态和恢复状态。电力系统运行包含了全部这些状态及其相互间转移。多种运行状态之间转移需经过不一样控制手段来实现。电力系统在确保电能质量、实现安全可靠供电前提下，还应实现经济运行。即努力调整负荷曲线，提升设备利用率，合理利用多种动力资源，降低燃料消耗、厂用电和电力网络损耗，以取得最好经济效益。6．2．1火力发电利用煤、石油、天然气等自然界蕴藏量极其丰富化石燃料发电称为火力发电。按发电方法分为：汽轮机发电，燃气轮机发电，内燃机发电，燃气－蒸汽联合循环发电，火电机组既供电又供热“热电联产”火力发电厂三大系统1燃烧系统包含锅炉燃烧部分和输煤，除灰和烟气排放系统等,燃烧系统功效是将煤化学能转换成热能，把锅炉里水加热变为蒸汽。2汽水系统：包含锅炉，汽轮机，凝汽器及给水泵等组成汽水循环和水处理系统，冷却水系统等。3电气系统：电气系统包含发电机，励磁系统，厂用电系统和升压变电站等。发电机机端电压和电流随其容量不一样而改变，其电压通常在10～20千伏之间，电流可达数千安至20千安。6.3变电站变电站是电力网关键组成部分，它任务是聚集电源、变换电压、分配电能。它经过变压器将各级电压电网联络起来。变电站若按其变换电压功效划分可分为：升压变电站、降压变电站；按其容量和关键性划分可分为：枢纽变电站、中间变电站和终端变电站。变压器按作用分为：升压变压器和降压变压器；按分接头切换方法分为：有载和无载调压变压器；电压互感器和电流互感器是变电站用来测量高电压和大电流设备。变电站开关设备包含：断路器、隔离开关、负荷开关、高压熔断器等。变电站还装有防雷设备，关键有避雷针和避雷器。6．3．2配电配电是指电力系统中直接和用户相连并向用户分配电能步骤。配电系统由配电变电所（通常是将电网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）和对应控制保护设备组成。配电电压通常有35～60千伏和3～10千伏等。配电系统中常见交流供电方法有：三相三线制，三相四线制，三相二线一地制，三相单线制，单相二线制配电系统直流供电方法有：二线制，三线制配电：一次配电网络接线方法有：放射式和环式。二次配电网络接线方法有：放射式、环式、双回线接线和网格式接线。配电线路按结构分有：架空线路和地下电缆。7高电压和绝缘技术粒子加速器：粒子加速器是用人工方法产生高速带电粒子装置，是探索原子核和粒子性质、内部结构和相互作用关键工具1.粒子加速器分类：静电加速，直线加速器，回转加速器，电子感应加速器，同时回旋加速器，对撞机2世界范围：交流输电经历了35、60、110、150、230kV高压，287、400、500、735～765kV超高压，1150kV特高压发展；直流输电线路经历了±100 、±250、±400、±450、±500、±750kV发展。3中国：超高压电网：交流330kV、500kV、750kV电网和直流±500kV输电系统;；特高压电网：指交流1000kV电网和直流±800kV输电系统。4这些阶段发展和高电压技术处理了输电线路电晕现象、过电压防护和限制和静电场、电磁场对环境影响等问题亲密相关5气体绝缘全封闭组合电器（GasInsulatedSwitchgear简称GIS）：它由断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线、连接件和出线终端等组成，这些设备或部件全部封闭在金属接地外壳中，在其内部充有绝缘性能和灭弧性能优异SF6(六氟化硫)气体作为绝缘和灭弧介质，故也称SF6全封闭组合电器。6现在世界上不管是交流输电、还是直流输电，总趋势是输电电压等级越来越高。这种趋势形成原因关键有以下几点：一、从节省输电走廊方面考虑；二、从提升输送容量和增大送电距离方面考虑；三、从改善电网结构和提升系统运行可靠性方面考虑；四、经济性要求7.2高电压和绝缘技术基础任务及特点：基础任务：研究在高电压作用下多种绝缘介质性能和不一样类型放电现象，高电压设备绝缘结构设计，高电压试验和测量设备及方法，电力系统过电压、高电压或大电流产生强电场、强磁场或电磁波对环境影响和防护方法，和高电压在其它领域应用等。特点：试验性强，理论性强，交叉性强7.3高电压和绝缘技术理论基础及关键研究内容：7.3.1高电压和绝缘技术理论基础：绝缘介质放电和击穿理论和相关理论知识，气体（关键包含大气条件下空气、压缩空气、六氟化硫SF6气体及高真空）放电过程规律；2、不一样电压形式下多种气体电介质绝缘特征；3、绝缘子沿面放电、污秽放电；4、液体、固体电介质极化、电导和损耗和击穿理论；5、液体、固体电介质老化机理。7.3.2高电压和绝缘技术关键研究内容：1高电压绝缘特征研究和绝缘诊疗:在高电压技术领域，不管是取得高电压还是研究高电压下系统特征或随机干扰下电压规律，全部离不开绝缘支撑。高压电工设备绝缘承受着多种高电压作用，包含交流和直流工作电压、雷电过电压和内部过电压。过电压及其防护：电力系统过电压是电力系统运行中因为内、外原因引发电压超出额定工作电压现象。过电压：1外过电压（直击雷过电压，感应雷过电压）2内过电压：（临时过电压，操作过电压，谐振过电压）高电压试验设备、方法和测量技术：高电压发生装置有：由工频试验变压器及其调压设备等组成工频试验设备、模拟雷电过电压或操作过电压冲击电压发生装置、利用高压硅堆等作为整流阀高压直流发生装置等。高电压新技术：高功率脉冲技术：是研究高电压、大电流、高功率窄脉冲产生和应用技术。等离子体：是一个拥有离子、电子和关键粒子不带电离子化物质。等离子体包含有几乎相同数量自由电子和阳极电子。线爆技术：强大电流经过金属线时，会使金属线熔化、气化、爆炸，产生很强力学效应及光、电、热和电磁效应。液电效应：液电效应是液体电介质在高电压、大电流放电时伴随产生力、声、光、热等效应总称8电力电子和电力传动技术电力电子技术：电力半导体器件（应用半导体工艺制作可承受或控制一定功率半导体元件。），电力电子成套装置（应用电力半导体器件和所需控制理论，按生产机械要求而实现一个电气整体。），控制理论（实现弱电控制强电接口强有力桥梁。）；电力电子技术是以电力为对象电子技术，是一门利用电力电子器件对电能进行转换和控制新兴科学8.1.1电力电子技术关键技术::功率变换;控制技术(模拟技术,数字技术)功率变换和控制基础功效8.1.3电力电子技术关键应用：在输电系统中应用：柔性交流输电技术；高压直流输电技术；静止无功赔偿器在配电系统中应用：用户电力技术；电力拖动系统两项关键技术应用::高频开关电源如：现代通信电源；变频调速技术如：感应加热装置应用电力电子技术所实现要求：增强功效（实现迄今不能实现要求）提升性能（加紧响应速度，提升控制精度）提升效率（可做到节电，节能）；保养简单（可采取没有电刷和换向器交；流电动机，来替换含有电刷和换向器直流电动机）体积小重量轻（利用高频导通和关断，可使含有铁芯装置小型化8.1.5电力电子技术发展和特点：全控化，集成化，高频化，模块化数字化，绿色化，高效率化，变换器小型化，改善和提升供电电网质量，电力电子器件容量和性能优化电力传动技术：电气传动系统组成8.2.1电气传动技术分类和特点电气传动系统：1以转速为被控参数调速系统2以直线位移或角位移为被控参数位置随动系统电气传动系统关键优点：适用功率范围宽，转速范围广，和负载配合方便，运行特征种类多，动态特征好、稳速精度高、定位正确，可实现四象限运行，空载损耗小、效率高