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電氣工程研究熱點范文第1篇

關鍵字：電氣工程；自動化控制；應對措施

當代科學技術的法發展是趨于一體化、綜合化，現在計算機技術等信息技術的突破性發展，使得電氣工程與自動化的控制操作比以前更為簡單且靈活。自動化控制不僅降低了由于人為手工操作而導致的事故發生率，而且提高了工業技術的運作效率。我們可以毫不夸張的說，電氣工程與自動化的發展直接影響現代工業的發展，它的發展也很大程度上取決于信息技術的進步。但是，當前的電氣工程與自動化的發展存在著一些常見的熱點問題，亟需相應的有效措施來改進。

一、目前電氣工程與自動化的發展概況

電氣工程自動化控制系統是一個較為龐大的系統，它通過集成控制系統來運行，那么集成控制系統的運行快慢、運行效果就直接影響自動化控制效果。在這個集成系統中編程時間的長短制約著電氣工程系統的運作效率，目前該項系統工程的發展較為順利，但它的穩定性、可操作性、維修便捷性及可靠性等都還有待提高。比如說電氣工程系統的數據庫的存儲就是一個問題，系統的不斷改進意味著不斷有數據更新和儲存，現在的數據存儲問題就直接導致企業的設備成本費用。隨著控制技術和通信技術的發展，電氣工程與自動化的改進空間還很大。

二、當前電氣工程與自動化常見的熱點問題

1.電氣工程與自動化系統能源浪費量較大。在這個工程中有很多元器件對于能源的利用高，比如電阻的使用，它需要大量的電能同時釋放了沒有有效利用的熱能，這就導致在實施電氣工程與自動化的過程中效率低。目前，針對不同領域，電氣工程與自動化的建設要滿足各自需求，這樣就增加了設計成本，使得工程在具體的設計、運行和維護的過程變得繁雜無一定的規律去借鑒，延長了開發時間并且各個環節的費用增加，那么企業獲得的凈利潤就會減少。

2.不同領域不同企業對電氣工程與自動化的需求不同，使得這項工程無法形成統一、模塊化的運用系統。電氣工程與自動化的應用遍及各行各業，可以說從家用的一個淋浴頭到航天飛機的設計都離不開它，工業、農業甚至國防上都有它的身影，它是電氣信息領域的重頭戲。

從高校畢業的人才可以在電力設計、自動控制和電力公司就業，不同的企業對電氣工程與自動化的要求不盡相同，大都各取所需，比如一家企業對于電力的控制使用較為重視而另一家企業重在利用其自動化應用，那么這兩家企業所用到的電氣化與自動化控制的具體技術就不盡相同，因此無法形成統一模塊化的軟件或硬件設備來方便所有企業使用，這就延緩了這項工程的發展。

3.電氣工程與自動化在質量管理上存在很多的漏洞。在進行行業生產研究調查時，會發現不同領域不同企業的工程質量管理水平參差不齊，在這個高度追求效率的社會，人們將管理的目光僅僅放在工程的結果上而自動屏蔽和忽略了工程的內部質量，長此以往不合格質量的發現就會日益增長，這不僅拉低了工程的效率而且浪費了人力物力。疏忽了質量管理的問題就會直接影響現代化工業的發展。

4.人才的供應不足。由于它是包含文理、結合軟件與硬件、對控制理論和電力網理論的高要求交叉型學科，所以對人才的綜合素質要求較高。它不僅對人才的基礎理論知識要求嚴，更注重他們的實踐操作能力，由于這些難關，導致這門學科的畢業生人數并不多，加上學校教學設備的限制，使得他們的動手能力也無法很好的達到這項工程的質量要求，科研跟不上就直接導致電氣工程與自動化工程的進步進程減緩。

三、電氣工程與自動化常見熱點問題的應對措施

1.合理利用資源，選擇低耗能、低成本和安全系數高的的電力設備。在節能的基礎上不斷創新技術，采用新方法、新材料等不斷研發能提高效率并較少能源浪費的產品。比如電路板中電阻的使用就要根據不同的場所而有不同的選擇。不用調節阻值的就用固定電阻就可以了，這樣就可以減少一定的設備成本，而像用于電視音量的音量調節的電阻就需要使用可調電阻，另外有的設備對于電流電壓的要求較嚴謹時就必須使用特種電阻了。這樣，根據阻值特性的不同選擇不同的電阻就可以在節約能源及成本的基礎上最大化的實現設備的運作效率。

2.建立集成性較高的電氣自動化系統，形成統一化、模塊化的工程系統。雖然有不同的領域的不同企業運用的設備不盡相同，但是如果可以設計成具備兼容性系統平臺，那就能夠將各種已經健全和完善的技術充分運用到這個平臺上。比如說在開機這一操作上，各個領域的不同企業用的都不一定是同一種技術操作手段，但是如果去統一規定一種方式，那么，科研人員們就會相應的做研究，即致力于開發一種最優的開機操作程序，這不僅使得這種開機方式最有效而且便于統一工作模式。

3.建立通用的網絡結構是必不可少的提高快捷性操作的手段。隨著通信技術的不斷發展，原來凌亂繁雜的數據管理模式已經無法適應新的時代工業要求，要想快捷高效的實現各個管理系統數據之間的交換建立通用的網絡結構是最好的處理方法。同時在自動化數據管理上協調好各項數據才可以實現電氣工程與自動化工程的高效率。

4.注重電氣工程與自動化的質量管理和安全管理。首先建材的選擇是電氣工程與自動化的基礎，它直接決定工程質量的好壞，企業應該使用的經過權威鑒定的正規廠家生產的工程材料，從基礎上保證電氣工程與自動化的質量。其次，企業要完善安全管理環節，所謂安全管理就是要嚴格按照安全工作流程工作，比如在工作場地謹記設備對地電壓高于250V為高電壓但人體的安全接受電壓是36V一下，另外在雷雨天氣工作人員必須外出檢查室外高壓設備時，應盡量遠離避雷針和接地裝置并且穿上絕緣靴以保證人身安全。

5.提高電氣工程的建設團隊的專業技能和綜合素質。新時代最缺少最需要的是專業型人才，屬于三大產業之一的工業對人才的要求更高也更重要，電氣工程與自動化工程應在人才參與進去工程之前，認真積極的對他們進行系統的專業技能培訓和實踐考核，這樣才能打造一支具有扎實理論知識和熟練時間操作能力的技術人員。因此，作為專業人才輸出的學校更應該做的就是培養出適應生產建設的高技能素質人員，在提供必要的實驗環境和設備的同時，還要考慮到在學生學習的必要階段去安排他們進入社會的實際工作場所中去，這樣將知識和技能完備的結合在一起時才會提高電氣工程與自動化的工作效率。另外還應注重技術人員的創新，只有不斷的實踐不斷的創新才能使工程最大化的實現它的用途。

總之，人們對于工業的要求越來越高，對電氣工程與自動化的發展要求日益增高，電氣工程需要在克服一些存在的問題時更加完備它的發展，這樣才能推動工業發展進程。

參考文獻：

[1] 周亞峰.淺談電氣自動化控制系統的應用及發展趨勢[J]. 中小企業管理與科技（下旬刊）. 2011（06）

[2] 于洪亮.我國電氣自動化發展的現狀與趨勢[J]. 民營科技. 2011（12）

電氣工程研究熱點范文第2篇

關鍵詞：電氣工程；電氣自動化技術；應用；發展中圖分類號：TM73文獻標識碼：A

作者簡介：龍玉隆（1982－），男，貴州省黔西南州人，本科，助理工程師，主要從事電氣工程及其自動化工作

電氣自動化是多種科技相融合的新興技術，能夠應用到各個領域中。電氣工程中電氣自動化技術有控制和自動檢測兩種裝置，能夠對電力系統實現遠程控制管理或就地控制等，保證了其安全經濟的運行，保證了供電質量。

1電氣工程中電氣自動化技術的應用

1．1電網調度自動化

電網調度自動化是運用電氣自動化技術來調節電網調度，其中包含主站系統和遠動裝置的調度。電網調度自動化能夠確保電網發電供電的安全性、經濟性和優質性，大幅度提高電網調度的運行水平。運用電網調度自動化包括三個功能：（1）安全分析和提出對策：其基于對電網結構的分析和對電網狀態的估計，能夠對它的安全做出及時的分析。（2）安全監控和采集數據：其能夠通過信息系統采集和處理信息，使用模擬屏對電網實行監測，實時了解其運行情況，使用遠東系統和網絡來給電網的設備進行遙控。（3）經濟調度和自動化發電控制：其是電氣自動化技術的重要功能，它的功能體現在閉環控制功能，還體現在電網經濟安全性。它還可以調整電網頻率，實現經濟性的調度控制等，使系統對電網的控制更簡單方便。

1．2配電自動化

傳統的觀念重視發電忽略到配電的重要性，使配電網技術非常落后。隨著電氣自動化技術的發展，配電自動化得到廣泛的應用，改善了現在的配電網絡。配電自動化的優點是它能夠監視自動化、控制配電網。其功能包括電網分析、配電等。它包括配電主站、配電子站、通信通道和系統終端。配電自動化降低了電網損耗能力，提高了供電能力，降低了停電率，減輕了人力，減少了維護設備的費用。配電自動化可以確保供電質量，在高峰或者低估期，保證不會產生不良影響。

1．3發電廠自動化

發電廠自動化包括AVC自動電壓、AGC自動發電量和冬季機械等三種控制系統。我國目前發電廠主要以水電廠、火電廠為主，其中水電廠要比火電廠的自動化技術要高。

1．3．1水電廠的自動化

水電廠的自動化主要是通過控制水電廠的設備來實現，比如水輪發電機的勵磁裝置、水輪機和調速器設備。通過對水電廠設備的自動控制、監視、調節和管理四種功能，對水電廠運作的安全性、經濟性有很大提高。水電廠自動化包括單機、綜合和公用設備的自動化。

1．3．2火電廠自動化

火電廠自動化有很多種自動化應用，比如：計算機監視、采集數據、發電機控制等主控制系統。它具有信息處理和管理、自動保護、自我檢測和順序控制等方面的功能。

1．4變電站綜合自動化

變電站的綜合自動化需要在應用信息處理和傳輸、自動控制技術的基礎上進行，運用計算機的硬件系統和其他裝置，能夠代替人工作業，大幅度提高變電站的運行管理水平。信息技術近年來革新速度加快，引進微機檢測技術，變電站開始進入綜合自動化的方向。目前，變電站的遠程控制再被不斷的推廣。

2電氣自動化技術的發展

2．1熱點技術

20世紀80年代單片機的應用，使電力工程中的電氣自動化設備進入新的階段。電氣自動化技術以工業計算機、PC機的技術為基礎。90年代后，信息技術和網絡技術的發展和應用，電氣自動化技術依賴于IT技術，能夠實現智能化。

2．1．1光電式電力互感器

電力互感器是輸電線路中不可或缺的裝置。當電壓的等級到了一定的高度，信號就會縮小范圍，產生飽和現象，或者無法與其他設備接口通信，這是電力互感器的一個缺點。針對這樣的問題，光電式的電力互感器已經在發達國家研制出來，并公布了其標準。在我國的研究項目中也取得一些成果，目前最關鍵的是其穩定性，輸出信號小于傳統的互感器，輸出信號要通過轉換成數字信號。

2．1．2以GPS全球定位為基礎的動態安全監控

電力系統中的監測手段為SCADA，它是對采集數據和其穩定運行的監視控制。還有一種儀器是故障錄波，它主要是記錄電磁過程。這兩種監測手段都有其優缺點，但是都沒有準確的時間標記，對系統的動態行為不好進行分析。以GPS為基礎的將安全監測是SCADA和其他監測的結合，通過GPS定位獲取精確的時間地點。

2．1．3在線狀態檢測

該檢測是對系統內設備在線狀態的運行檢測，通過監測能夠掌握它的運行狀態，還能夠通過監測分析其運行參數，以此來判斷是否存在隱患和故障問題。這樣能夠提高設備的利用率，延長保修周期，將定期檢測轉變為實時檢測能夠減少不必要的遺漏現象。

2．1．4對電力系統實施智能控制

智能系統可以說是新時期的控制領域的新階段，對一些非常規性的控制問題能夠得到很好地解決，一些復雜性的系統問題應該采取智能控制來解決。就目前形式而言，智能化系統有極好的前景，應用廣泛。

2．2自動化發展趨勢

人們的生活品質越來越高，對電力有更高的標準，要有可靠性、安全性、優質性和經濟性，因此電氣工程中電氣自動化也要不斷的發展。20世紀60年代，開始研制電氣自動化技術，70年代初期研究出一體裝置，80年代運用自動化和計算機監測系統。電氣自動化發展趨勢：（1）遠程通信、電力電子器件、微機已經應用到控制手段中；（2）理論多樣化，借助很多控制理論；（3）控制策略已經趨向協調化、智能化、最優化和自適應化的方向；（4）多級系統的處方法增加到設計分析中；（5）提高輸電和配電自動化的發展。

2．3熱點技術的運用

2．3．1管控一體化技術

管控一體化是一種現代自動化技術手段，是環節和自動化技術的集成和整合。集成和管理系統可以構成統一信息網絡，將ERP和MES互聯，這樣能夠確保獲取正確信息，也可以使用控制管理系統對檢修數據和其他信息來監控，實現無縫連接。

2．3．2狀態檢修技術

狀態檢修技術通過AMS系統使用其監視和診斷功能，根據設備的信息數據，來進行電氣設備的判斷和預判，將故障檢修轉變成狀態檢修。狀態檢修技術可以使電氣設備的安全性和可用性有效提高，能夠克服定期檢修的缺陷、遺留。

2．3．3應用先進的管理控制軟件

控制系統在電氣工程中有了廣泛的引用，并且促進了電氣自動化技術的發展。不過此時計算機控制系統并不夠完善，應該吸收先進的技術手段，充分開發出電氣工程的先進控制和管理水平，能夠充分發揮出控制系統的功能。目前有兩種管理控制軟件：注重實時控制功能軟件和注重管理軟件，在研發中要根據實際情況來選擇研發運用。

3電氣工程中電氣自動化運用的表現形式

3．1電力調度自動化技術

電力系統的應用的關鍵是電力調度自動化，它能夠保證系統供電的安全、優質和經濟性能。應當加強對電氣工程現代化的管理，實現生產自動化。電氣工程中的電力調度自動化技術分為調度主站系統和運動裝置系統，它主要具備的功能包括：應用電力調度自動化，保證監控指標的準確性和可靠性，使得到的數據規范；作為電網系統的保障，能夠實現電網調度的經濟性目標，能夠控制或減少能源問題，還能夠滿足供電發電的要求；有效處理技術性的事故分析，進行合理和科學的判斷。

3．2發電廠自動化技術的應用

發電自動化技術分為三方面，自動電壓控制、自動發電量控制、動力機械自動控制三種系統。它具體表現在兩方面：火電廠對此技術的運用，水電廠對此技術的應用。

4結束語

總而言之，隨著中國經濟的迅猛發展，科學技術的進步，電氣工程中電氣自動化技術得到了更好的發展，并且應用在很多領域中。我們也應當學習國外先進的自動化技術優勢，結合中國的實際，運用新理論新技術，為我國電氣工程中的自動化發展做貢獻。

參考文獻：

［1］周渝慧，王立德，王玉梁．基于創新型教學理念的電氣工程教育質量保證體系［J］．電氣電子教學學報，2008，（S1）：98－101．

［2］婁素華，吳耀武，尹項根，等．“電氣工程基礎”教學理念與方法研究［J］．電氣電子教學學報，2009，（03）：100－102．

［3］劉滌塵，向鐵元，丁堅勇，徐箭，吳軍．“電氣工程基礎”課程的建設與教學研究及實踐［J］．電氣電子教學學報，2010，（01）：89－94．

［4］尹項根，羅毅，張步涵，等．適應電氣大類培養方案的“電氣工程基礎”課程建設思路［J］．電氣電子教學學報，2008，（S1）：14－16．

電氣工程研究熱點范文第3篇

關鍵詞：電氣自動化 節能設計 變壓器 功率因數

中圖分類號：TP29 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2013）01-0144-01

伴隨著新時代到來的是能源的大量消耗，以及不合理的浪費，能源短缺已經成為一個世界級的問題。電力資源同樣如此，電能耗費和合理的電力設計已經成為人們普遍關注的問題，在追求各種生活場所、住宅樓辦公樓舒適辦公的個性化服務的同時，對于電氣自動化工程的節能設計，也開始了研究。電力設計是電力工程的核心部分，如何做到合理并兼顧節能技術的設計，是擺在眾多企業面前一個重要問題。本文從變壓器的節能設計、功率因數的管控以及輸配電線路的電力電纜合理選擇等方面，論述了電氣自動化工程中的節能設計技術。

1 變壓器的節能設計技術

作為電力自動化工程中的重要設備，變壓器負責電壓、電流和功率的轉換工作，它需要消耗大量的能源，即使是空載運行狀態，變壓器的運行也會造成低壓系統的大量能耗。所以如何做好變壓器的節能設計，是電氣自動化工程節能設計的首要關鍵問題。一般來說，變壓器的節能設計主要涉及以下幾個方面：

（1）避免變壓器型材帶來的大量能耗。變壓器的制備材料需要優化設計組合在一起才能真正實現節能，硅鋼片、銅片以及絕緣材料等如果設計不合理的話，就會造成很多不必要的能耗。應該秉承節約的理念，滿足變壓器工作的前提下，選擇最為合理的材料和運行介質，既能減少電氣自動化工程的成本，又能實現變壓器節能的目的。

（2）銅材是一種優秀的材料，為變壓器配備的電柜和電線可以采用銅質材料，并用換位導線措施。降低磁密并采用高質量、較薄的冷軋硅鋼片，可以有效降低空載運行時變壓器的能耗，實現節能的目標。

（3）現在市場上已經出現了專門為節能設計的變壓器，在電器工程中應該優先考慮這樣的變壓器。比如S11和S10等型號，它們除了具備傳統變壓器的有點，從長遠看也具有很好的節能效果。有了節能變壓器，其之間的接線方式也很重要，除此之外應該杜絕變壓器長期過度運行的現象出現，這樣不僅會過度磨損變壓器，而且也會消耗更多的電力資源。

（4）在工廠或者大型寫字樓等建筑中，作為電力系統的關鍵部分，變壓器應該被放置在電力消耗的中間位置，和其他的輔助設備放在一起，不僅便于管理，還能減少電纜的長度，節約成本和資源，降低電壓降和多長電纜造成的能耗，提高供電功率和質量。

（5）合理選擇變壓器的容量和使用臺數。所選變壓器的額定容量應該根據實際所需電量來確定。如果變壓器的容量太小，會讓變壓器長期處于過度運行狀態，加速其老化，減少使用壽命；但是如果所選變壓器的容量太大的話，也會使其長期處于輕載狀態，過低功率會極度浪費電力資源和變壓器使用效率。綜合考慮，在選擇變壓器的時候應該留出大約百分之二十的冗余空間，過多過少都不可取。關于變壓器臺數的選擇，應綜合考慮擴容和可能出現的過度耗損情況，不能用過多的變壓器臺數，那是一種資源浪費。如果使用的變壓器臺數在2臺或者2臺以上的話，應該采取并聯措施，這樣不僅可以提高其安全可靠性能，還能增加電力系統的功率因數，實現真正的節能設計。

2 功率因數的管控措施

功率因數是和電氣設備節能緊緊相關的一個物理量，提高功率因數，也會提高電力系統的無功功率，進而提高系統電能的轉化效率。提高功率因數的方法一般有以下幾點：一是對用戶的負載率進行提高處理。比如可以在滿足需要的前提下，選擇極數少的電動機。少極數的電動機在轉動的時候，具有比較大的轉矩，產生的電流也大，能夠用最短的時間進行正常的運行，提高效率，減少能耗，實現節能的目的。當然變頻自動控制也可以實現較高功率因數的獲取。二是在低壓動力系統中安置具有自動補償無功功率的電容柜，所補償無功功率的額度一般選擇為變壓器的三分之一左右，這樣既可以維護電力系統穩定，也可以實現節能。

3 選擇合適的電力電纜

作為輸配電系統中不可或缺的部分，電力電纜占據了電氣工程投資成本的較大部分，尤其是因長期維護電力線路而產生的費用。故而在選擇電力電纜的時候應該謹慎為之，通常按照相對經濟的電流密度曲線和可以通過的電流強度來選擇電力電纜的截面，對于電力電纜材質的選擇，主要有銅材和鋁材兩種。從成本的角度來看，較之銅電纜，鋁電纜較為便宜，所以很多電氣工程都選擇鋁電纜，但是從安全和節能的方面，鋁電纜雖然較為便宜，但是這兩項性能卻落后于銅電纜。只是截面越粗，銅電纜比鋁電纜要貴重很多，因此這種情況下可以選擇鋁電纜，而其他情況下，從安全和節能方面考慮的話，推薦銅電纜。

4 結語

綜上所述，電氣工程的節能設計已經成為當下普遍關注的熱點問題，相關部門和單位應該從變壓器的選擇、功率因數的管控以及輸配電線路中電力電纜的節能設計等方面，來做好節能設計，盡可能減少能耗。通過選取合適的變壓器，變壓器之間的優化組合，處理好功率因數和無功功率之間的關系，按照實際線路需要，選擇合適的電力電纜等等方面的優化設計，相信電氣自動化工程的節能設計將不再是空談。

參考文獻

[1]張蘭蘭.電氣自動化節能設計技術應用研究[J].科技致富向導，2012，（20）：38.

[2]張崇蘭.節能技術在電氣自動化中的應用研究[J].北京電力高等專科學校學報：自然科學版，2012，29（3）：211-211.

電氣工程研究熱點范文第4篇

關鍵詞：教學改革；電氣工程概論；互動式教學法；教學效果

作者簡介：韓楊（1982-），男，四川成都人，電子科技大學機電學院，講師。（四川 成都 611731）

基金項目：本文系電子科技大學中央高校基本科研項目（項目編號：2672011ZYGX2011J093）的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）10-0057-02

“電氣工程概論”課程是電氣工程及其自動化專業的專業基礎課。課程圍繞電氣工程領域的幾個主要分支——電機電器及其控制、電力系統及其自動化、高電壓與絕緣技術、電力電子與電力傳動、電工新技術等方面進行全面系統的介紹。通過該課程的學習，學生對電氣學科的發展歷史和應用現狀有全景式的了解，對進一步深入電氣工程學科類專業學習起到導航作用，并逐步培養對電氣科學與工程的崇尚與追求的專業精神以及創新意識。[1，2]

實踐表明，學生總是習慣于知識的“定量”化灌輸模式，而對于這樣一門以“定性”介紹為主、沒有公式講解和詳細專業理論分析的課程，最初還有些不適應。如何激發學生對電氣專業的興趣，引導學生通過網絡搜索和圖書館資料查詢等手段，去主動了解和掌握一些專業知識背景，是課堂教學中需要著重思考和實踐的課題。[3-5]筆者經過兩三年的電氣工程概論教學后，在重點講述電力系統自動化、電力電子與電力傳動等的基礎上，把互動式教學方法成功應用到教學實踐中。課堂教學表明，這對于提升學生學習興趣和培養學生自主學習能力方面是非常有效的。

一、 采用互動式教學方法，探索改革教學模式

“電氣工程概論”課程涵蓋內容多，采用傳統滿堂灌式教學方法，效果不佳。筆者通過教學實踐，摸索出一套有效的方法，教學安排按照如下順序：教師理論講解—多媒體PPT展示—視頻演示—給學生布置課后調研題目—學生自主學習、分組研討、制作PPT—學生課堂專題演講—同學問答互動、教師總結—教師提出整改意見—學生課后再次收集資料、完成研究報告。這種互動式方法培養了學生對課程的興趣，使他們在PPT演講、書面表達、創新能力培養方面都起到積極作用。

二、調整更新教學內容，提升課堂教學質量

1.課程緒論

（1）主要內容：電氣工程在國民經濟中的地位；電氣科學與工程的發展簡史、前景、理論基礎和常用計算機程序，譬如EMTP、MATLAB、BPA、EMTDC、PSPICE等。應達要求：了解電氣科學與工程的產生過程；了解電氣工程及其自動化專業的二級學科分布；了解電氣工程學科的發展前景和在國民經濟中的主要應用和作用。

（2）教學設計：圍繞使學生對本課程的專業背景、主要應用前景有一個清晰的認識和激發其對本專業的熱愛這一目標來展開。在講授過程中，補充智能電網、新能源的開發利用技術等當前國內外的研究熱點，擴展學生的專業視野。

2.電機電器及其控制技術

（1）主要內容：電機的作用及其發展簡史；電機的分類與結構、應用領域、選用與運行控制；電機學的研究內容概要；電器的發展歷史和分類。應達要求：了解電機的基本作用、發展簡史、電器的發展歷史；理解電機在國民經濟中的應用領域；掌握電機的可逆原理；理解電機學的主要研究內容、高壓電器與低壓電器的基本結構與作用；掌握電機分類方法和不同類別的電機特點。

（2）教學設計：介紹電機與電器學科的概況、發展簡史，使學生對電機學等后續專業基礎課程以及電機的微機控制技術等專業課程的學習建立初步的感性認識。通過FLASH制作的同步電機勵磁過程和旋轉磁場模擬動畫來加強學生對電機學理論知識的理解。對于電器部分，通過圖片的形式向學生展示各種電器，增強學生的感性認識；對于高壓電器部分，由于裝置體積龐大，采用視頻錄相講解的方法，拉近學生對高壓電器的感性距離。

3.電力系統及其自動化技術

（1）主要內容：電力系統發展簡史；電力系統簡介；發電廠、電網概述；電力市場簡介；電力新技術與發展趨勢。應達要求：了解電力系統的發展簡史和我國電力工業的發展概況、交直流輸電技術的發展過程、各種類型的能源發電原理及其特點；了解電力市場的概念、電力新技術的發展趨勢；理解電力系統的功能與作用、現代電力系統的主要特點和運行過程。

（2）教學設計：主要講授電力系統的概況、基本概念，內容涉及發、輸、供、配、用幾大部分，按發電部分、電網運行與調度、電力應用三個環節順序介紹。教學過程中首先從系統的角度對電力系統進行介紹，使學生建立對電力系統整體功能及結構的認識，在此基礎上，進一步對各個組成部分分別闡述。在講述電力系統發展前沿技術的時候，本著自動化、數字化、智能化的發展主線，將智能電網的概念引入課堂。

4.電力電子技術與電力傳動

（1）主要內容：電力電子技術的作用與發展簡史；電力電子技術的特點和研究內容、應用領域；電力電子技術的地位、發展方向和電力傳動概況。應達要求：了解電力電子技術的作用、發展歷史；了解電力電子技術的主要應用領域和新技術的發展趨勢；了解電力傳動的主要應用領域；理解電力電子技術的概念與特點和直流電機、交流電機傳動的基本原理。

（2）教學設計：介紹電力電子技術的作用、歷史、主要特點及其發展趨勢。電力電子技術是我院電氣專業一門重要的專業課程。對半導體變流技術的發展歷程進行講授，讓學生明確電力電子技術的本質和重要意義；將實驗室電力電子器件作為道具，在課堂上實物演示，讓學生建立感性認識。在講述電力傳動部分時，結合工程實踐進行案例教學，使學生明確電力傳動在工業中的應用概況；結合科研課題，將典型案例通過PPT向學生展示。

5.高電壓與絕緣技術

（1）主要內容：高電壓與絕緣技術發展簡史及主要內容；高電壓新技術及其在各領域的應用。應達要求：了解高電壓與絕緣技術的作用；了解高電壓的產生原理和試驗設備；了解高電壓新技術及其在各領域的應用；理解基本的高電壓及絕緣試驗操作。

（2）教學設計：介紹高電壓與絕緣技術的發展歷程、應用領域及其試驗技術。本章具有很強的專業背景，因此在教學時，采用了PPT講授和視頻演示相結合的教學手段，突出高電壓技術的產生背景、發展歷程、試驗條件和環境等，達到讓學生建立一個感性認識的目的。

6.電工新技術

（1）主要內容：電工新技術發展趨勢、超導電工技術、聚變電工技術、磁流體技術、可再生能源技術、磁懸浮列車技術、燃料電池技術、飛輪儲能技術和微機電系統。應達要求：了解電工新技術的發展趨勢、超導電工技術、磁聚變電工技術的基本原理及應用，磁流體發電和推進技術、磁懸浮列車技術、燃料電池技術及應用，飛輪儲能技術及應用和微機電系統的基本概念。

（2）教學設計：主要以PPT講授為主。對超導電工、聚變電工、可再生能源發電、燃料電池技術和微機電系統等前沿技術進行專題概述。

三、改革教學方法，創新互動式教學模式

1.注重課堂引導，激發學生學習興趣

在教學過程中，借助網絡資源，向學生介紹電氣行業的應用情況和相關企業的產品和市場情況，譬如給學生介紹聯合證卷行業深度分析“電力電子，我們可以看得更遠”，重點介紹電力電子變頻器、整流設備、無功補償設備SVG、開關電源、直流輸電裝備等技術的實際工程應用，介紹相關企業和上市公司產品和市場概況，激發了學生的學習興趣。

2.加強課堂互動，調動學生積極性

為了加強課堂互動，采用了PPT講解和視頻教學相結合的方法，進行多個專題介紹。譬如：核裂變之歷史回顧、中廣核集團介紹、日本核事故回顧、歐洲核聚變裝置、中國托克馬克聚變裝置、日本新干線與中國高速鐵路、國家電網、南方電網公司宣傳片；汽輪發電機、水輪發電機安裝視頻和三峽發電廠簡介。學生觀看完視頻后，進行提問：裂變和聚變的區別是什么？日本核泄漏事故的原因是什么？避免核事故的方法有哪些？日本新干線和中國高鐵的技術要點有哪些？汽輪機和水輪機的原理是什么等等。鼓勵學生回答問題，凡是舉手回答問題的學生，在平時成績上加2分，調動了學生的積極性。隨后，教師進行總結評論。

3.推行專題報告，活躍課堂氣氛

采用學生專題演講方法，激發自主學習興趣和收集整理資料的能力。學生3人一組，分工協作完成資料收集、PPT制作和課后研究報告撰寫。學生報告題目有：智能電網概述、電氣化鐵路接觸網介紹、電能存儲技術的發展概況、地熱發電的現狀與技術要點、PLC的原理與應用、國內外智能電網發展趨勢、柔性太陽能電池、國內外高壓直流輸電工程簡介、電力系統柔性輸配電技術、城市軌道交通供電系統和電動汽車電源系統等等。學生報告后，其他學生提3～5個問題，報告者首先作答，教師隨后總結，并對相關技術問題進行詳細講解。對提問的同學，在平時成績上加2分。這樣課堂氣氛非常活躍，學生爭先恐后舉手發言。

四、結束語

通過和學生的溝通發現，學生非常喜愛這種互動式教學方法，感覺課堂不再枯燥，而是充滿活力，在知識獲取和創新、演講能力和書面表達方面都得到全面的鍛煉，收獲頗豐。學生的積極性被充分調動起來了，課堂氣氛活躍，學生學習中找到了快樂，對電氣工程專業提升了興趣。教學實踐表明，互動式教學方法在電氣工程概論課程的應用是成功的。

參考文獻：

[1]劉晉，牛印鎖，文俊.國內外“電力電子技術”課程教學研究[J].中國電力教育，2012，（6）：64-65.

[2]楊鴻波，高晶敏，侯霞，等.“電路分析”課程教學改革的探索與實踐[J].中國電力教育，2011，（2）：99-100.

[3]蔣陸萍，蔣宇琦.自主教學法在“電力生產概論”課程教學中的應用[J].中國電力教育，2012，（15）：67-68.

電氣工程研究熱點范文第5篇

關鍵詞：電氣工程；自動化技術；研究方向

中圖分類號：TU755.2

0概述

隨著微電子技術、計算機技術和通信技術的發展，綜合自動化技術也得到迅速發展。電氣工程及其自動化涉及電力電子技術，計算機技術，電機電器技術信息與網絡控制技術，機電一體化技術等諸多領域，是一門綜合性較強的學科，其主要特點是強弱電結合，機電結合，軟硬件結合。該專業培養具有工程技術基礎知識和相應的電氣工程專業知識，受過電工電子，系統控制及計算機技術方面的基本訓練，具有解決電氣工程技術分析與控制問題基本能力的高級工程技術人才。

1電力系統自動化技術

1.1電網調度自動化

現代的電網自動化調度系統是以計算機為核心的控制系統，包括實時信息收集和顯示系統，以及供實時計算、分析、控制用的軟件系統。信息收集和顯示系統具有數據采集、屏幕顯示、安全檢測、運行工況計算分析和實時控制的功能。在發電廠和變電站的收集信息部分稱為遠動端，位于調度中心的部分稱為調度端。軟件系統由靜態狀態估計、自動發電控制、最優潮流、自動電壓與無功控制、負荷預測、最優機組開停計劃、安全監視與安全分析、緊急控制和電路恢復等程序組成。

1.2變電站自動化

電力系統中變電站與輸配電線路是聯系發電廠與電力用戶的主要環節。變電站自動化的目的是取代人工監視和電話人工操作，提高工作效率，擴大對變電站的監控功能，提高變電站的安全運行水平。變電站自動化的內容就是對站內運行的電氣設備進行全方位的監視和有效控制，其特點是全微機化的裝置替代各種常規電磁式設備；二次設備數字化、網絡化、集成化，盡量采用計算機電纜或光纖代替電力信號電纜；操作監視實現計算機屏幕化；運行管理、記錄統計實現自動化。變電站自動化除了滿足變電站運行操作任務外還作為電網調度自動化不可分割的重要組成部分，是電力生產現代化的一個重要環節。

1.3發電廠分散測控系統（DCS）

發電廠分散控制系統（DCS）一般采用分層分布式結構，由過程控制單元（PCU）、運行員工作站（OS）、工程師工作站（ES）和冗余的高速數據通訊網絡（以太網）組成。

過程控制單元（PCU）由可冗余配置的主控模件（MCU）和智能I/O模件組成。MCU 模件通過冗余的 I/O 總線與智能 I/O 模件通訊。PCU 直接面向生產過程，接受現場變送器、熱電偶、熱電阻、電氣量、開關量、脈沖量等信號，經運算處理后進行運行參數、設備狀態的實時顯示和打印以及輸出信號直接驅動執行機構，完成生產過程的監測、控制和聯鎖保護等功能。

運行員工作站（OS）和工程師工作站（ES）提供了人機接口。運行員工作站接收PCU發來的信息和向PCU發出指令，為運行操作人員提供監視和控制機組運行的手段，工程師工作站為維護工程師提供系統組態設置和修改、系統診斷和維護等手段。

2 電力系統自動化的研究方向

2.1 智能保護與變電站綜合自動化

對電力系統電保護的新原理進行了研究，將國內外最新的人工智能、模糊理論、綜合自動控制理論、自適應理論、網絡通信、微機新技術等應用于新型繼電保護裝置中，使得新型繼電保護裝置具有智能控制的特點，大大提高電力系統的安全水平。對變電站自動化系統進行了多年研究，研制的分層分布式變電站綜合自動化裝置能夠適用于 35～500 kV 各種電壓等級變電站。微機保護領域的研究處于國際領先水平，變電站綜合自動化領域的研究已達到國際先進水平。

2.2 配電網自動化

在中低壓網絡數字電子載波 ndlc、配網的模型及高級應用軟件 pas、地理信息與配網 scada 一體化方面取得了重大技術突破。其中，ndlc 采用了 dsp 數字信號處理技術，提高了載波接收靈敏度，解決了載波正在配電網上應用的衰耗、干擾、路由等技術難題；高級應用軟件 pas 將輸電網 ems 的理論算法與配網實際結合起來，采用了最新國際標準 IEC61850、IEC61970CIM公共信息模型；采用配網遞歸虛擬流算法進行潮流計算；應用人工智能灰色神經元算法進行負荷預測。

2.3 現代電力電子技術在電力系統中的應用

開展了電力電子裝置控制理論和控制算法、各種電力電子裝置在電力系統中的行為和作用、靈活交流輸電系統、直流輸電的微機控制技術、動態無功補償技術、有源電力濾波技術、大容量交流電機變頻調速技術和新型儲能技術等方面的研究。

2.4 電氣設備狀態監測與故障診斷技術

通過將傳感器技術、光纖技術、計算機技術、數字信號處理技術以及模式識別技術等結合起來，針對電氣設備絕緣監測方法和故障診斷的機理進行了詳細的基礎研究，開發了發電機、變壓器、開關設備、電容型設備和直流系統等主要電氣設備的監控系統，全面提高電氣設備和電力系統的安全運行水平。

3當前電力系統自動化依賴IT技術向前發展的重要熱點技術

當前電力系統自動化依賴于電子技術、計算機技術繼續向前發展的主要熱點有：①電力一次設備智能化；②電力一次設備在線狀態檢測；③光電式電力互感器；④適應光電互感器技術的新型繼電保護及測控裝置；⑤特高壓電網中的二次設備開發。

3.1電力一次設備智能化

常規電力一次設備和二次設備安裝地點一般相隔幾十至幾百米距離，互相間用強信號電力電纜和大電流控制電纜連接，而電力一次設備智能化是指一次設備結構設計時考慮將常規二次設備的部分或全部功能就地實現，省卻大量電力信號電纜和控制電纜，通常簡述為一次設備自帶測量和保護功能。如常見的“智能化開關”、“智能化開關柜”、“智能化箱式變電站”等。

電力一次設備智能化主要問題是電子部件經常受到現場大電流開斷而引起的高強度電磁場干擾，關鍵技術是電磁兼容、電子部件的供電電源以及與外部通信接口協議標準等技術問題。

3.2光電式電力互感器

電力互感器是輸電線路中不可缺少的重要設備，其作用是按一定比例關系將輸電線路上的高電壓和大電流數值降到可以用儀表直接測量的標準數值，以便用儀表直接測量。其缺點是隨電壓等級的升高絕緣難度越大，設備體積和質量也越大；信號動態范圍小，導致電流互感器會出現飽和現象，或發生信號畸變；互感器的輸出信號不能直接與微機化計量及保護設備接口。因此不少發達國家已經成功研究出新型光電式和電子式互感器，國際電工協會已了電子式電壓、電流互感器的標準。國內也有大專院校和科研單位正在加緊研發并取得了可喜成果。目前主要問題是材料隨溫度系數的影響而使穩定性不夠理想。另一關鍵技術是，光電互感器輸出的信號比電磁式互感器輸出的信號要小得多，一般是毫安級水平，不能像電磁式互感器那樣可以通過較長的電纜線送給測控和保護裝置，需要在就地轉換為數字信號后通過光纖接口送出，模數轉換、光電轉換等電子電路部分在結構上需要與互感器進行一體化設計。在這里，電磁兼容、絕緣、耐環境條件、電子電路的供電電源同樣是技術難點之一。

3.3適應光電互感器技術的新型繼電保護及測控裝置

電力系統采用光電互感器技術后，與之相關的二次設備，如測控設備，繼電保等裝置的結構與內部功能將發生很大的變化。首先省去了裝置內部的隔離互感器、A/D 轉換電路及部分信號處理電路，從而提高了裝置的響應速度。但需要解決的重要關鍵技術是為滿足數值計算需要對相關的來自不同互感器的數據如何實現同步采樣，其次是高效快速的數據交換通信協議的設計。

4結束語

電氣自動化技術的應用越來越廣泛而深入，這也使電力管理方式產生翻天覆地的變化。新技術、新理論的應用使一些概念不斷被更新和修正，傳統的技術界線逐漸模糊，各種原來看似不相關聯的技術會彼此融合和滲透，這必將推動著電力自動化系統的不斷發展和變化。

參考文獻：

[1]孫 琥.科學發展觀旗幟下的工業電氣自動化發展[J].硅谷，2009.

[2]楊澤斌.新形勢下電氣工程及其自動化專業建設的探索與實踐[J].科技導報，2006.