发布时间:2023-09-18 16:32:20
绪论:一篇引人入胜的电气工程发展,需要建立在充分的资料搜集和文献研究之上。搜杂志网为您汇编了三篇范文,供您参考和学习。

电气工程(Electrical Engineering)是现代科技领域核心学科之一,传统的电气工程定义为用于创造产生电气与电子系统的有关学科的总和。
1.电磁学理论的建立及通讯技术的发展
大自然中的雷电使人类对电有了最早、最朴素的认识,天然磁石吸铁是人类对磁现象的最早观察,然而,人类对电磁现象的研究始于16世纪的英国,1663年德国科学家盖利克发明了摩擦起电的仪器,1729年英国科学家发现电荷可以通过金属传导等等,这是人类对电的早期实验,之后又出现了一系列具有里程碑意义的发现与发明。
任何科学发明与发现都是许许多多的科学家不懈努力的成果,德国物理学家欧姆、高斯、赫兹,美国物理学家亨利,俄国物理学家楞次等等都为电磁理论的形成作出过贡献。
电磁理论的建立为无线电通信揭示的发展奠定了基础,19世纪通信技术取得了突破性成果,先后发明了有线电报、有线电话和无线通信。
2.电工技术的初期发展
人类社会发展历程中经历了三次工业革命,对人类的进步起到了巨大的作用。第一次工业革命从18世纪中叶到19世纪中叶,以瓦特发明的蒸汽机为标志,以机械化为特征,中心在英国;第二次工业革命从19世纪后半期到20世纪中叶,以工业生产电气化为主要标志,其成果是电力、钢铁、化工“三大技术”与汽车、飞机和无线电通信“三大文明”,其中心在美国和德国;第三次工业革命从20世纪中叶到21世纪初,以社会生产、生活信息化为特点,又叫新技术革命。第二次工业革命就是从电工技术初创和应用开始的。
3. 新技术革命对电气工程技术的推动
20世纪中叶开始的第三次技术革命又称为新技术革命,以核能、宇航和电子计算机这三大技术为主要标志。这个时期的主要理论是信息论、系统论和控制论,这三大理论的创立为通信工程技术和现代科学技术的研究提供了全新的科学方法。
(1)计算机的升级换代对电气工程技术的推动。自19世纪第一台计算机问世以来,经过几十年的发展,计算机给人类社会带来了翻天覆地的变化,人类社会从此走进了信息时代。
(2)电子信息技术的发展。电子信息技术是计算机技术和电信技术相结合而形成的技术手段。20世纪通信技术得到了迅猛发展,人类社会生活也由此发生了巨大变革,人类从此进入信息时代。
电气工程技术发展史再次印证了这样两个真理:一是任何理论的创立和技术的进步都要靠众多科学家甚至一代代人的不懈努力而实现,特别是在学科相互融合交叉的今天。二是科学技术的每一次重大突破都会导致生产力的跨越式发展和人类社会的巨大进步,科技是第一生产力,创新是社会发展的推动力。
二、电气学科的发展
我国的电气工程始于1908年上海南洋公学的电机电工学科,就是上海交大的前身,距今也有100多年的历史了。1917年该校的电机专科设立了电讯门,即我国最早的无线电专业,如今的电子信息及计算机专业群都是由此发展演化而来的。1932年,清华大学设置了电机系。建国后,我国建立了一大批以工科为主的多科性大学,其中大多设立了电机工程系。1977年以后,大部分高校的“电机工程系”陆续更名为“电气工程系”,近几年来,部分高校又把“电气工程系”发展成为“电气工程学院”。我国的电气工程虽然与国外名称相同,但内涵有很大区别,我国大学一般都是强弱电分开,即电气类与电信类分设在不同的学院。
100多年以来,电气工程学科已发展成为覆盖多门类交叉学科、应用领域广阔的完善的学科,形成了强弱电结合、软硬件结合、机电结合的学科特点。
国外发达国家电气工程学科的发展呈现以下趋势:
(1)在学科中融入大量信息技术知识。在全球信息化的当今,信息技术以指数速度进步,它曾对电气工程学科的发展起到了巨大的推动作用,还将为电气工程领域的技术创新提供工具与技术支持,对电气学科的发展产生了决定性作用。国外发达国家的著名大学(如耶鲁大学、麻省理工学院等)大都把电气工程、通信工程、计算机工程放在同一学院,以利于在电气工程学科中融入大量的信息技术知识。
(2)与其他学科不断交叉融合,拓展了研究领域,大量的研究都是在跨学科领域开展的。
(3)与企业联系密切,科技成果转换能力强,引领产业技术更新。
三、电气技术的发展趋势
与电气工程学科相关的产业主要有电力工业、电气装备制造业以及几乎所有使用电力的行业,电气技术的发展与应用也主要集中在这些行业。
1.可再生能源技术
1995年全球可再生能源仅占一次能源的18%,预测到2050年可再生能源要占一次能源的22%,21世纪,光伏技术、风电技术、生物质发电技术等得到了快速发展。下面着重介绍人类的未来能源――氢能。科学家们一直致力于研究把氢能作为人类未来的能源,氢能有其他能源无与伦比的优势:
(1)清洁。其反应后的生成物为水和氮化氢,对环境没有污染。
(2)储量丰富。地球上的海水所含的氢用来发电就够人类用数亿年。
(3)热值高。单位重量的发热量叫热值,氢的热值是汽油的3倍,煤炭的4倍。现在世界上很多国家正在斥巨资研究这一能源,但目前还处在实验室阶段,距工业应用还有一段距离。
2.输电信技术
超导技术在电气工程中的广泛应用已成为发展趋势。
(1)超导储能系统。将电能转换为电磁能,利用超导线圈储存起来。超导储能系统是除电池储能系统之外的又一储能系统,其使用将提高电网的安全性。
(2)超导故障限流器。利用超导体超导与正常状态的转变特性,快速限制电力系统故障短路电流,保障电网安全。
1现阶段电气工程及其自动化发展存在的问题
在科学技术时代,电气工程及其自动化迎来了发展的新契机,也迈向了新的发展阶段。电气工程及其自动化是一门综合学科,涉及诸多领域。无论是计算机技术的应用,还是电力电子技术的应用,都突显出电气工程及其自动化广泛的应用价值。随着技术的不断发展与创新,电气工程及其自动化的技术平台日益成熟,电气工程技术的发展逐步朝着绿色、节能、环保的方向发展。但从实际而言,我国电器工程及其自动化发展仍存在诸多的问题与不足,特别是电气工程及其自动化技术尚未完备,缺乏独立性的实现。因此,在新的发展阶段,认识发展问题、分析发展问题,对于推进发展至关重要。
1.1电气工程及其自动化技术尚未形成独立性,处于综合的领域之中
我国电气工程及其自动化起步晚,但发展十分迅速,在诸多关键技术上,已达到世界发达国家水平。但是,电气工程及其自动化技术尚未形成独立性,处于综合领域之中的技术形态,不仅弱化了自动化技术的应用价值,而且增加了应用成本。对于不同的电气工程建设、企业技术改造需求,电气工程及其自动化技术都存在差异性,电气工程及其自动化技术应针对实际需求,以更好满足企业及工程建设的技术要求。
1.2电气工程自动化程度不高,技术有待进一步创新
创新是新时期发展的主旋律,也是电气工程自动化发展的重要推动力。现阶段,我国电气工程及其自动化发展步入了新的阶段,在自动化程度不高,工作效率相对较低的现实尴尬,仍是制约电气工程及其自动化发展的重要因素。一方面,电气工程及其自动化的发展,呈现出“大锅饭”的发展形势,缺乏技术的导向性与有效性;另一方面,电气工程及其自动化发展脱离现实,滞后于电气工程改造建设的需求。无论是电气工程及其自动化的设计,还是创新性发展,都是当前“谋发展、求共存”的战略支撑。
1.3安全问题日益突显,数据传输的安全性问题
电气工程及其自动化的应用,已不再局限于工业领域,现已广泛应用于商业等领域之中。随着应用领域的逐步广泛,随之而来的安全问题也日益突显。数据传输的安全性问题,直接影响电气工程及其自动化的有效应用。从实际来看,信息在传输交流的过程中,由于产品存在差异性,导致电气工程及其自动化的数据对接尚未形成标准化。因此,在新的历史时期,电气工程及其自动化的发展,应进一步注重数据标准化对接的方向发展。
2新时期电气工程及其自动化发展的策略
现代工业的快速发展,决定了电气工程及其自动化广泛的应用价值。如何进一步优化发展,实现以创新为导向的发展形态,是新时期电气工程及其自动化的必然要求。现阶段,电气工程及其自动化发展迅速,但在技术创新、网络系统及数据标准对接方面,仍存在较大的不足,强调新时期电气工程及其自动化要着力于现实问题的有效解决,优化发展的内外环境,强调创新推动下电气工程及其自动化的可持续发展。因此,在笔者看来,新时期电气工程及其自动化发展,应充分做好并有建设性的落实以下几个方面的工作:
2.1实现电气工程及其自动化的独立平台,提高电气工程及其自动化的应用价值
不同的企业及工程建设,对于电气工程及其自动化技术有不同的要求,强调技术的有效性和针对性。因此,在电气工程及其自动化的方案设计中,一定要立足于实际情况,在突破鲜有技术难关的基础之上,实现设计方案的最优化。
(1)在设计前期,要针对用户及行业的特点,有针对性的进行研究,明确开发设计的目标,确保电气工程及其自动化开发设计的实效性;
(2)设计方案要切实落到实处,特别是在实施、运行及维护等环节,要做好电气工程及其自动化的运行成本,规范并实现科学化运行。是某城区配网自动化设计中,城北线环网柜改造方案。从中可以看出,该城区117线环网柜未配置DTU。因此,在电气工程及其自动化改造中,通过增加站所DTU柜,并完善环网柜内CT实现配电网的自动化功能。也就是说,方案的设计、实施,要立足于实际需求,做到科学合理性;
(3)实现电气工程及其自动化的独立平台,在强化电气工程及其自动化建设的基础之上,确保运行成本的最小化,更契合各方利益的追求和质量的保障。
2.2建立完备的通用网络系统,电气工程及其自动化的节能优化
在深化电气工程及其自动化发展的进程中,建立完备的通用网络系统,是新时期狠抓落实的重要内容。一方面,建立通用网络系统,实现对资源配置的进一步优化,也在很大程度上确保了信息交流的准确性。并且,无论是技术监管,还是设备控制,都需要依托于合理的资源配置,进而确保电气工程的稳定运行;另一方面,通用网络系统的建立,是电气工程及其自动化发展的着力点,不仅是各系统数据高效的交换传输,而且优化了发展的内环境,对于创新性发展起到重要的推动作用。是某电网改造中,骨干网组网配置图。从中可以知道,通过在A边站和D边站中接入一期PTN10GE核心环网,进而实现骨干网的网配优化与调整,确保通用网络系统的完备性。此外,在电气工程及其自动化的发展中,实现电气工程节能设计,是新时期电气工程及其自动化发展的重要领域。一方面,建立完备的通用网络,提高了资源配置的优化性,在一定程度上对于实现节能起到重要作用;另一方面,优化电气工程及其自动化发展,应注重节能设计的落实。特别是对于高消耗的供电系统,应依据实际需求,做到科学合理选择。通过选择绕组阻值相对小的变压器,在减低电流损耗的同时,也在很大程度上降低了变压器的运行成本。因此,电气工程及其自动化的优化,是一个系统工程,需要各方工作的有效落实,更需要现代技术的有效应用,切实推动其可持续发展。
2.3建立数据标准对接,夯实电气工程及其自动化发展的基础
当前,尚未形成标准的数据对接,导致电气工程及其自动化系统,在信息传递中面临诸多的问题。特别是信息传递的安全性、高效性在很大程度上被削弱,制约了电气工程及其自动化的发展。首先,在与外界建立接口的过程中,应确保接口的无缝连接。通过计算机网络,实现信息的共享及实时交换。这样一来,不仅提高了自动化程度,而且也是系统控制及制造一体化的关键所在;其次,在电力系统调度的自动化、远动技术,以及信息管理等内容,都强调数据对接的重要性。当前,数据对接缺乏标准化,影响接口的有效建立。因此,应以创新为导向,立足于发展的现状与需求,做到信息化、科技化和开放化;再次,接口的完美对接,是当前电气工程及其自动化发展的重要元素,对于减少开发时间及费用,都起到重要的作用。也就是说,发展的着力点在于技术的完善与创新,以夯实发展的基础。
3结束语
总之,电气工程及其自动化是现代经济社会发展的重要推动力,深化发展的基础、加快发展的步伐,都是新时期电气工程及其自动化发展的必然需求。首先,要清楚地认识发展中的不足与问题,有针对性、建设性的优化发展的内外环境;其次,注重创新发展的导向性,切实做到:
(1)实现电气工程及其自动化的独立平台;
中图分类号:F407.6 文献标识码: A
一、概述电气工程及其自动化的发展历史
电气工程(Electrical Engineering)是现代工业发展的关键领域,随着科技的不断更新和发展,电气工程及其自动化的技术平台逐渐形成了独立的系统。电气工程技术经历了从电磁学理论的建立到新技术革命时期电气工程技术学科的形成这样一个形成与发展的过程。这种系统正逐渐迈向快捷,方便的方向发展。它为我国的工业发展节约了成本,提高了效率。而且,电气工程还逐渐涉足商业领域,为商业间的交流与传输提供越来越多的满足。我国作为工业为主导的社会,只有大力发展工业才能促进我国经济的飞速发展。所以,只有电气工程及其自动化在社会发展的地位中占有一席之地,才能促进电气工程及其自动化的长足发展,立足世界。
二、对电气自动化技术优势的分析
1、安全性
随着时代的发展,人们生活水平的提高,以及制度法规的不断健全和完善,现在人们对于个人人身安全给予了相当的重视程度,我国的工业发展水平一直处于一种发展相对较低的阶段,这也就是说,很多操作相对危险的机器大部分还是依靠着工人的操作,这也就对工人的人身安全产生不利,由于操作失误,或者机器故障等因素很有可能会危及工人的人身安全。随着电气自动化技术的使用便可以很好的杜绝这个问题,安全生产一直是我国国内生产中的一项重要指导思想,电器设备的使用存在着相当的风险性,而利用了自动化技术之后,这些有危险性的设备就可以通过终端系统来操作,在使用的时候可以生成一个选择程序,在实际操作的时候能够自动识别操作是否正确是否规范,出现不正常的运作状态时可以自动停止电器运作或者切断电源。
2、效率高
作为科技发展的产物,尤其是这种核心技术,在运行的时候是十分高效的,具体体现在处理数据信息的速度,以及数据比较的准确度上。电气自动化系统的运作模式是利用特殊指令传送到相应的设备,最后由设备执行指令。由于传输的速度很快,而且对于不同的设备是自动生成不同的指令的,这样一来就减少了错误率,使得机器运行的更加效率,电气自动化系统高效性就体现在这里,与此同时,电气自动化系统还具有反馈校验的功能,当出现操作状态与指令不符合的情况的时候就需要把对各个指令进行校验,这样一来就可以确保系统运作的准确性以及时效性,从侧面来说,这也就保证了电气自动化系统的高效运作。
3、监控作用
区别于人工操作,电气工程自动化操作在实时监控方面就具有不可比拟的优势,就一般情况而言,夜晚是电气出现故障的高峰期,需要及时的管理以免酿成大祸,工作人员也不可能做到24小时的高度警惕,大量的电气不可能让管理人员逐个检查,还有很多视觉的盲区更是正常的管理模式所无法克服的,电气自动化技术的出现就可以很好地解决这些问题,这个系统可以全天二十四小时实现全面监控,任何电器出现故障都可以及时的显示出来并可以及时通知管理者。这样就实现了调度与控制的协调。
三、电气工程及其自动化发展在问题
1、电气工程及其自动化实施过程中效率低、使用方法复杂
在实施电气工程及其自动化的过程中,建议一个高效快捷的电气工程及其自动化系统是电气工程及其自动化系统体系是否成功的关键。当代社会是一个讲求效率的社会,在保证质量的前提下不断提高运行效率,适应这个快节奏发展的社会的步伐。另外,电气工程及其自动化的设计要针对不同的对象进行不同的设计,要力争做到操作方法简便易懂,更容易让人接受,有些技术可能需要复杂的操作,但企业不需要或者没有这样的专业技术人员,这样的电气工程及其自动化系统即使设计出来,也是失败的。一个成功高效的电气工程及其自动化系统离不开网络结构,受不同企业发展需求及技术因素等影响,各商业企业中网络构架也不尽相同,因此,网络结构的多样化,对电气工程及其自动化产品也造成了一定的影响,这也是电气工程及其自动化发展与建设过程中不可忽视的问题。
2、企业实际需求不同,导致成本增加
目前我国电气工程及其自动化系统的建设没有针对性,只是一项综合的技术,企业在使用时需要相关人员根据现有的技术成果,按照企业的实际需求,进行有针对性的设计,无形中增加了成本。电气工程及其自动化的开发平台系统是多样的,这就使电气工程及其自动化在具体设计、实施、和调试、开机、运行及维护过程中,无形中延长相关软件的实际开发时间,增加了各个环节的成本费用,最终使工程的总成本增加,没有达到企业成本控制最优化的目标,给企业造成了一定的损失。
四、电气工程及其自动化发展的合理化建议
1、建立电气工程及其自动化的统一独立的平台
目前的企业在电气工程及其自动化的技术上都是因企业而宜,不同的企业,电气工程及其自动化的技术水平也不一样。这样一来增加了企业的经济成本,二来不利于企业的长足发展。所以,企业的技术人员一定要突破技术环境的难关,有步骤,有计划的去设计电气工程及其自动化的方案。首先,在设计前,专业的技术人员对要设计的行业及用户的特点进行研究,从而,确定开发目标。然后,确定设计方案,方案要涉及到实施,运行,维护等每一步骤的完成,同时,运行成本和运行时间也要提前预算好,一定要控制在企业运行的范围内。此外,还要注意商业项目运行的特点以及终端客户的不同需求,最后做到建立电气工程及其自动化的统一独立的平台,从而减少企业的运行成本。
2、建立电气工程及其自动化的通用网络系统
建立电气工程及其自动化的通用网络系统可以优化资源配置,使商业之间的信息交流得到准确性和安全性的保证。一个企业包括设备控制,技术监管,企业管理等许多步骤,要想使这些步骤得到资源的合理化配置,就要使这些系统通过网络联系起来。通过建立电气工程及其自动化的通用网络系统,使各个系统之间的数据得到高效,快捷的交换,促使整个企业的优化发展。
3、建立电气工程及其自动化的数据标准对接
只有电气工程及其自动化的数据能够实现信息的标准化对接,电气工程及其自动化的系统传递信息才会更安全,更高效。所以,在目前的电气工程及其自动化的发展过程中,一定要实现程序接口的完美对接,从而减少开发工程的时间和费用。
五、新时期配电系统综合自动化的功能
1、具有电能质量监测评价的功能
现在人们都比较关注市场环境下的电能质量问题,在这种情况下,电力企业不得不建立相关的监测措施.对企业来说,以最少的投资获取最大的利益为目的,要想建立这样的系统,需要花费大量的时间和金钱,还要不断地投入维护成本,这样就会加大供电企业总成本的投入。在电能质量监测中我们需要把分布式综合自动化的功能融入其中,所以开发出配电SCADA系统和相应的分析软件,这样就可以让供电企业通过这样的监控得到相应的信息,及时决定应该采取什么样的措施来加强供电的稳定性。
2、提高并加强信息系统集成化及应用功能综合化的力度
就目前来说,我们必须降低供电的成本,必须打破单一自动化工程中的相互独立和功能重叠的现象。对于这一点,我们需要将配网自动化系统各方面的信息进行有效的集成,将他们的功能进行重新有效结合,如SCADA系统和CIS系统集成设计等系统的组合,这样才能使配电管理系统实现全面革新。
结束语
总之,针对电气自动化技术体系内涵特征、应用服务科学重要性,我们只有探究其发展建设阶段中存在的问题,并制定科学有效的途径策略,才能真正激发其优势潜能,体现电气自动化技术体系的核心应用价值,并促进其实践领域的进一步拓宽,实现可持续的全面发展。