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电力工程(机械工业出版社) |  |
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电力工程(机械工业出版社) | |
1952年，我国大学进行院系调整时形成了一批以工科为主的大学。工科大学几乎都把电气工程专业作为本校的重要专业。在计划经济时代，专业分得很细，以适应经济建设的需要。原来的电气类专业共5个：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、工业自动化、电气技术。20世纪90年代开始，为了适应市场需要，提高学生的适应性，开始进行专业合并。目前的电气工程及其自动化专业，正是在上述5个专业的基础上合并而成的，专业内容主要是电能的产生、传输和
利用。
电力工程与许多学科专业是密切相关的，现代电力工程的发展也要求不断地拓展同学们的知识面。电力专业所需的知识结构如图O-1所示。电力工程的内容非常丰富，可以从两个角度进行概括：①电力技术，主要是从设备角度概括，包括电源、输电、配电等；②电力科学，主要是从系统角度概括，电力科学的结构(内容及相应的课程)如图0-2所示。电力工程课程涵盖了电力技术和电力科学的基本内容，作为电力专业的学生，自然要学好这门课。
专业合并前，电力系统分析国内较多采用的教材是《电力系统稳态分析》和《电力系统暂态分析》，这些教材内容丰富、介绍详细、叙述严谨、循序渐进。在专业细分时期，电力系统分析有8学分，这些教材尤其合适。但是，专业合并后，尤其是各高校压缩专业课程的学分后，电力工程或者电力系统方面的学分只有5学分左右。在这种背景下，最近几年出版了几本教材，如《电力系统分析》、《电能系统基础》等，大都简化了原有内容，各有千秋。西方国家也有几本相关教材，比如《Electric Power Systems》(John Wiley&Sons Ltd．)，覆盖内容相当宽，但不具体详细展开，只给出问题描述和基本方法。
本书内容分为4篇：电力设备、电力系统稳态分析、电力系统暂态分析、电力工程的设计与管理。这4个方面互相关联，从学习的角度，合适的次序应该是先了解元件，再了解系统，最后再设计。
本书的主要特色有：
1)注重体系上的模块式结构，以便不同专业的灵活选用。既可以作为电气工程及其自动化专业的“电力工程”或者“电力系统”课程的教材，同时也可以作为其他弱电专业有关电力工程类背景课程的教材。即使是电气工程及其自动化专业，根据各个高校的学分数情况，也可以选用不同内容。既可以选择不同篇，同一篇中也可以选择章。例如，如果有6学分，则可以讲解全部内容；如果只有4学分，可以选择第1篇中第2～4章，第2篇中第8、9章，第3篇中第11～13章(不讲13．4、13．5节)。另外，本书比较注重与其他课程(包括研究生课程)的衔接。
2)注重理论与实际的结合，尤其强调工程中定量分析与定性分析结合的重要性。
3)注重内容的综合性，实际上本书内容可以包括以前的“电力系统分析”、“电气设备”等互相关联的几门课程的内容。
4)注重新知识、新技术、新方法的纳入，比如直流输电技术、电能质量、电压稳定、电力市场等。
5)对一些内容的讲解方法进行了创新，比如同步发电机三相短路电流的推导、电压稳定的直观讲解等。另外，也纠正了以往教材中一些不妥之处。
6)注重基本点、要点和难点的讲解，注重教学的启发互动，为此设置了讨论课，思考练习题分为课堂、课后题目两种。
本书中加“※”的内容为选讲内容，主要供学生课外阅读。习题中加“*”的为研究型题目。
本书由鞠平教授任主编，第1、3、4、1l和13(部分内容)章由鞠平教授编写，第2、6、7、15(部分内容)章及附录由马宏忠教授编写，第8～10章由卫志农教授编写，第12、13(部分内容)和16章由袁越教授编写，第14、15(主要内容)章由张利民高级工程师编写，第5章由丁晓群教授编写。全书由鞠平教授、马宏忠教授统稿。全书承蒙浙江大学邱家驹教授审阅，并提出了宝贵的修改意见与建议。本书的立项和出版得到教育部高教司、机械工业出版社和河海大学的大力支持和资助，谨在此一并表示衷心感谢。
第1章 绪论
1.1 电力工程的发展
20世纪是电气时代！
电力工程的基石是电磁感应定律。电磁感应定律是法拉第（Faraday）在1831年10月发现的，即当磁铁和导线有相对运动时，回路中会产生电流。
电机的出现。不久，法拉第就依据电磁感应定律发明了最早的发电机原型——圆盘发电机，如图所示。此后，达文波特、西门子、惠斯通、格拉姆等发明制造出了发电机和电动机。
电厂的出现。1875年，巴黎北火车站建造了世界上第一座火电厂，是直流的。1879年，美国旧金山电厂是最早售电的电厂。1882年，美国纽约珍珠街电厂，是第一座较正规的电厂。1881年，英国戈德尔明电厂是第一座水电厂。
电力系统的出现。爱迪生在1882年创办的美国纽约珍珠街电厂，由发电机，输电线，电灯组成，应该说是电力系统的萌芽。俄国电工科学家多利沃在1888年创用三相交流技术，在1889年发明三相笼型感应电机，成为三相交流制的鼻祖。1891年，密勒主持建立了最早的三相交流输电系统。
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