電氣工程基礎
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本書為全國電力行業 十四五規劃教材,中國電力教育協會高校電氣類專業精品教材。本書是在原書第三版的基礎上經過總結提高、修改完善編寫而成的。全書共八章,內容包括常用低壓電器、電氣控制線路的基本規律、電氣控制線路設計、可編程控制器概述、FX系列可編程控制器編程元件及指令系統、FX系列可編程控制器程序設計方法、PLC控制變頻器方法及PLC在PID控制中的應用。可編程控制器是以當前極具代表性的FX3U型PLC為例進行了系統闡述,同時也對FX3U型PLC的升級產品FX5U 型PLC同步進行了介紹。本書語言通暢、敘述清楚,講解由簡到繁、循序漸進,注重讀者應用能力的培養,通過案例分析來幫助讀者完成知識的理解和吸收。一些主要習題附有答案,供讀者參考學習。
1.以問題為導向組織內容。2.基于最Z新的國家標準和行業規范。3.融入電力新技術和行業最Z新政策。4.注重培養學生工程意識、問題意識與設計能力的培養
隨著電力行業與相關領域科學技術的快速發展,以及電力系統運行管理水平的不斷提高,許多電力新技術、新設備的應用日趨成熟,體現新理論、新理念的國家與行業新標準與新規范不斷涌現,電力信息化變革不斷深入,部分傳統的電氣設備與工程設計方法已不再使用。同時,近年來體現工程教育專業認證要求的教學改革不斷深入,強調信息化、智能化與多學科交叉的新工科成為高等工程教育發展的新方向。本書結合電力行業的實際發展、工程教育專業認證要求以及新工科建設的高等教育教學改革需要,參考國內外部分經典教材的體例,全面進行了內容重構完善與結構體例優化。本書的主要特色有:(1)聚焦復雜工程問題,主題突出,體系新穎全面。本書以復雜工程問題 如何建設電力系統向社會供電為主題,構建了全新的內容體系。新體系以電力系統建設設計為主線,探索建立解決復雜工程問題 如何建設電力系統向社會供電所需的整體知識框架。新框架包含了能源發展趨勢、電力系統規劃、發電廠變電站電氣部分、電力系統分析、電力系統繼電保護、高電壓技術、接地與電氣安全、電力信息化背景下的電氣二次系統、電力工程的環境與社會影響等方面的相關內容,又盡量避免了與其他專業課程主干內容的重復,有利于學生從整體上理解電力系統的發展與建設問題,安排更趨合理。(2)以學生能力與工程素養的發展為中心,體例設計體現產出導向理念。本書在每章首頁列出本章學習產出目標;產出目標設置注重學生解決實際問題的能力;圍繞學習產出目標組織內容;減少理論推導,盡量做到通俗易懂;在重點小節前列出思考問題,引導學生基于問題與產出目標進行研討式學習;在相關章節后設置討論,引導學生思考電力行業的發展問題,關注對學生分析與解決復雜工程問題的能力要素與工程意識、創新意識的培養;在重點與難點部分結合工程應用設置例題與練習,章后設有習題。為便于教師教學和學生自學與復習自測,本書配套的數字化教學資源中給出了教學大綱、每章問卷與小結、測驗與練習題、部分習題參考答案、階段測驗參考題等學習輔助材料與課程設計課題與附圖示例。(3)內容與時俱進,貼近工程實際。本書按照近年來的國家及電力行業新標準、新規范的要求,結合電力新技術與新方法,重新梳理了教學內容。補充了世界能源發展趨勢、電網規劃設計基礎、高壓直流輸變電主要設備、全生命周期效益最優原則、我國電價結構與機制、電力系統絕緣配合、電力信息化、電力工程與社會、電力工程環境保護等方面的基本內容;刪去了與其他專業課程內容重復或相對陳舊、次要的內容。(4)資料新穎豐富,參考性強。本書內容基于近年來的國家與行業標準及規范,參考了近期的電力行業典型設計與電力工程設計手冊等工具書,附有較豐富的電力工程設計常用技術資料,可作為課程設計、畢業設計中有關電力工程設計教學環節的簡潔工具書。附錄中還給出了電氣常用文字符號、角標符號與電氣設備圖形符號以供參考。本書中加*的內容為選講。各院校可以結合本校專業特色與課程設置選擇學習內容。課程主要內容建議按48學時進行教學。講授應以幫助學生建立工程意識、問題意識和設計思維、梳理知識框架、拓展解決思路為主,每次授課建議先圍繞問題與產出目標梳理知識框架,如問題的背景、目標、解決思路、具體方法、應用評價等,然后對重難點進行研討式學習并進行練習,一般性內容可由學生自學。
前言第1 章 能源發展趨勢與電力系統概述1.1 能源問題及其發展趨勢1.2 供電模式及其基本要素1.3 電力系統與電力工程習題第2 章 電氣一次設備2.1 電氣一次系統與一次設備2.2 輸電線路2.3 高壓直流輸變電主要設備2.4 開關電器中的電弧2.5 高壓開關電器2.6 互感器2.7 避雷器、高壓熔斷器與電抗器習題第3 章 電網規劃設計基礎3.1 電網規劃設計3.2 配電網規劃設計3.3 變電站規劃設計與電力變壓器選擇3.4 電網無功補償規劃設計習題第4 章 電氣一次系統4.1 發電廠和變電站的電氣主接線4.2 電力系統中性點接地方式4.3 電氣一次設備的配置4.4 電氣總平面布置與配電裝置習題第5 章 簡單電力系統短路電流計算5.1 電力系統短路概述5.2 標幺值及其應用5.3 無限大容量系統三相短路電流5.4 有限容量系統三相短路電流的實用計算*5.5 不對稱短路電流計算簡介*5.6 低壓電網短路電流計算簡介習題第6 章 電氣設備選擇6.1 導體的發熱與電動力6.2 電氣設備選擇的一般條件6.3 高壓開關電器選擇6.4 互感器選擇6.5 保護與限制電器選擇6.6 氣體絕緣金屬封閉開關設備選擇*6.7 絕緣子和穿墻套管選擇6.8 中性點設備與接地變壓器選擇6.9 無功補償裝置選擇習題第7 章 導體導線與電纜選擇7.1 概述7.2 配電裝置母線與聯絡導體選擇7.3 架空電力線路導線選擇7.4 電力電纜選擇習題第8 章 過電壓、絕緣配合、接地與電氣安全8.1 電力系統過電壓與防雷保護8.2 電力系統絕緣配合基礎8.3 電氣裝置的接地8.4 電氣安全基礎習題第9 章 電力信息化背景下的電氣二次系統9.1 電力系統信息化概述9.2 電氣二次系統與二次回路9.3 電力系統通信及通信規約概述9.4 計算機監控系統簡介*9.5 繼電保護與自動裝置習題第10 章 電力工程的環境與社會影響10.1 電力工程環境保護10.2 電力工程水土保持10.3 電力職業安全與職業衛生10.4 電力節能減排習題附錄附錄 A 電氣常用文字符號與圖形符號附錄B 短路電流標幺值計算曲線數字表附錄C 常用電氣設備技術數據附錄D 部分電力導體線纜技術數據參考文獻
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