本书是为“电气工程及其自动化”等电气工程类专业而编写，内容包括绪论、电力系统及其自动化技术、电机与电器技术、电力电子技术与电力传动、高电压与绝缘技术、电工新技术。本书从培养应用型创新人才的目标出发，各章重点介绍了电气工程各领域的发展现状、基本理论、实用新技术的应用、典型实例及未来的发展趋势。本书内容涉及的知识面广，注重理论与实际相结合并突出应用。另外，每章都配有思考题，以指导读者深入地进行学习。本书较好地平衡了工程应用与基础理论之间的关系，对电气工程类专业的学生全面了解电气工程及其学科、专业与课程体系，提高学习自主性有很大帮助，能进一步激发学生学习过程中的积极性与主观能动性。本书既可作为本科电气工程类相关专业学生的教材，也可用作工程技术人员的参考用书。

有助于学生厘清电气工程类专业的构建体系，明确学习目的，对电气工程类专业学生的学习可以起到“专业启蒙”作用，对专业课的学习起到承前启后的作用。各章都融合课程思政元素，注重对读者的素质教育、工程应用和实践以及创新能力的培养，使读者具有专业使命感，塑造正确的工程价值观和辩证客观的思维意识，为今后走上工作岗位做好前期的铺垫。

随着电力工业的不断发展，传统电网逐渐向智能电网转变，从而对电气工程类专业的学生提出了更高的要求。但由于刚入学的新生接触的专业知识有限，所以对这个专业以及如何学好这个专业、需要哪些方面的专业技能、当今社会乃至世界这方面的发展情况如何等等，都不是很清晰，不能给自己一个学习和探索的定位。本书有助于学生厘清电气工程类专业的构建体系，明确学习目的，对电气工程类专业学生的学习可以起到“专业启蒙”作用，对专业课的学习起到承前启后的作用。本书涵盖了电力系统及其自动化技术、电机与电器技术、电力电子技术与电力传动、高电压与绝缘技术、电工新技术等基本内容，通过对传统课程内容的整合、交融和改革，来满足各类学校特色办学的需要。根据应用型人才的培养要求，在内容编排上注意加强理论教学与工程实际的有机联系，在编写时注重基本理论和实际应用的结合，在叙述上力求深入浅出，通过实例加强对应用技术的介绍。本书图文并茂，文字通顺易懂，便于自学。本书各章都融合课程思政元素，注重对读者的素质教育、工程应用和实践以及创新能力的培养，使读者具有专业使命感，塑造正确的工程价值观和辩证客观的思维意识，为今后走上工作岗位做好前期的铺垫。本书是黑龙江省高等教育学会高等教育研究课题（23GJYBB083）及黑龙江省高等教育教学改革项目（SJGY20210409）的研究成果之一，可作为应用型本科院校电气工程及其自动化等相关专业的教材，也可供相关专业的工程技术人员参考。本书由张雪君任主编，孙晓波、胡海涛任副主编。孙晓波编写了第3章、第6章，胡海涛编写了第1章、第5章，其余章节由张雪君编写并对全书进行统稿。张雪梅、陈翠负责收集相关素材、整理PPT等配套资源，并完善本书的辅助内容，包括案例设计、习题解答等。本书的顺利出版，要感谢哈尔滨理工大学的各位领导和老师给予的大力支持和帮助。在此向所有支持和帮助完成本书的各位同仁表示衷心的感谢，也要感谢书中所引用的参考资料的各位作者。由于时间仓促及编写水平有限，书中可能存在不少缺点甚至错误，请读者原谅，并提出宝贵意见，也敬请各位读者批评指正。

高等院校教师

序前言第1章 绪论 11.1 电气工程的地位 11.2 电气工程及其自动化专业的发展 31.2.1 电气科学与工程的起源 31.2.2 电气科学进入实用阶段 71.2.3 电力工业的演进与发展 101.2.4 电气工程专业高等教育的形成 111.3 电气工程及其自动化专业的展望 151.4 电气工程的理论基础 181.4.1 电路理论的基本概念与基本定律 181.4.2 电磁场及电磁学的基本概念与基本定律 191.4.3 电气工程及其自动化专业常用计算机软件简介 201.5 本科生培养目标及就业领域 241.5.1 人才培养模式的发展历程 241.5.2 培养目标与定位 251.5.3 素质和能力教育 261.5.4 师资队伍结构 261.5.5 专业规模 271.5.6 就业方向 28思考题 29第2章 电力系统及其自动化技术 302.1 电力系统发展简史 302.1.1 电力工业概况 312.1.2 中国电力系统的发展现状 312.1.3 中国电力系统的展望 332.2 电力系统简介 342.2.1 电力系统的功能与作用 342.2.2 现代电力系统的特点 352.2.3 电力资源与负荷 352.2.4 电力系统的构成 432.2.5 电力系统设备 442.2.6 交流系统与直流系统 462.2.7 电力系统的运行 492.3 现代发电技术 532.3.1 火力发电 532.3.2 水力发电 552.3.3 核能发电 602.3.4 新能源发电 632.4 现代电网技术 692.4.1 电力网的构成和功能 692.4.2 变配电所 692.4.3 电力线路 692.4.4 电网运行和调度 702.4.5 电网的安全稳定控制 732.4.6 电力企业的节能 772.4.7 输电技术及新输电方式 782.5 电力系统供用电技术 792.5.1 电力负荷控制技术 792.5.2 电能质量 802.5.3 节电技术 822.6 电力系统可靠性 842.7 电力系统继电保护 852.7.1 继电保护的基本知识 852.7.2 常用保护继电器及操作电源 882.8 计算机技术在电力系统分析和自动化中的应用 89思考题 91第3章 电机与电器技术 923.1 电机技术 923.1.1 电机的发展历程 923.1.2 电机的分类 943.1.3 电机的制造材料 953.1.4 电机的作用和地位 963.1.5 电机的典型结构 973.2 变压器技术 983.2.1 变压器的基本结构 983.2.2 变压器的分类 1003.2.3 变压器的基本原理 1013.2.4 变压器的应用 1023.3 电机的应用领域 1033.3.1 发电厂与新能源发电设备中的发电机 1033.3.2 工业领域中的电机应用 1103.4 电器 1133.4.1 电器的发展 1133.4.2 高压电器 1133.4.3 低压电器 116思考题 118第4章　电力电子技术与电力传动 1194.1 电力电子技术概述 1194.1.1　电力电子技术的发展史 1194.1.2 电力电子技术的经济和社会意义 1204.1.3　电力电子器件的发展历程 1214.1.4　电力电子技术的地位 1254.2 电力电子器件及功率集成电路 1274.2.1　不控型器件—二极管 1284.2.2　半控型器件—晶闸管 1304.2.3　全控型器件 1364.3 电力电子变流技术 1444.3.1 AC-DC变换 1454.3.2 DC-AC变换 1464.3.3 DC-DC变换 1504.3.4 AC-AC变换 1524.3.5 软开关技术 1544.4 电力电子技术在电气工程领域的应用 1554.4.1 电力电子技术在电源领域中的应用 1554.4.2 电力电子技术在电力系统中的应用 1564.4.3 电力电子技术在电机传动中的应用 156思考题 157第5章 高电压与绝缘技术 1585.1 高电压与绝缘技术的发展 1585.2 电介质的电气强度 1605.2.1 气体放电的物理过程 1615.2.2 液体和固体介质的电气特性 1625.2.3 常用的绝缘材料 1665.3 高电压试验技术 1755.3.1 电气设备绝缘的预防性试验 1765.3.2 电气设备绝缘的耐压试验 1795.4 电力系统过电压防护与绝缘配合 1835.4.1 雷电过电压及防护 1835.4.2 内部过电压与绝缘配合 1885.4.3 电力系统绝缘配合 1915.5 高电压新技术及应用 1925.5.1 等离子体技术及其应用 1925.5.2 静电技术及其应用 1925.5.3 液电效应及其应用 1935.5.4 电磁发射技术及应用 1965.5.5 在环保领域的应用 1975.5.6 其他应用 197思考题 198第6章 电工新技术 1996.1 超导电工技术 1996.1.1 超导现象 1996.1.2 超导技术发展历程 1996.2 超导技术在各领域的应用 2036.3 等离子体技术 2116.3.1 等离子体概述 2116.3.2 等离子体技术应用 2126.3.3 聚变电工技术 2136.3.4 磁流体发电技术 2166.3.5 等离子发动机 2186.4 高功率脉冲技术 2196.4.1 高功率脉冲技术概述 2196.4.2 高功率脉冲电源发展历程 2206.4.3 高功率脉冲技术的应用 2216.5 环境保护中的电工新技术 2236.5.1 电磁环境技术 2236.5.2 输变电工程电磁环境控制关键技术 2276.5.3 环保电工技术 2276.6 生物、医学中的电工学新技术 2316.6.1 生物领域电工新技术 2316.6.2 生物医学领域电工新技术应用 231思考题 236参考文献 237