1.不可控相復勵交流發(fā)電機與帶可控硅勵磁調(diào)節(jié)器交流發(fā)電機并列運行爭搶無功，無 法運行

(1)故障現(xiàn)象。兩臺發(fā)電機，2號發(fā)電機為不可控相復勵勵磁，1號發(fā)電機為可控硅勵磁。單機運行時均正常，但并列運行時互相搶無功，嚴重時一臺發(fā)電機過載，另一臺卻無功進相，無法運行。

(2)原因分析。兩臺發(fā)電機要正常并列運行，就要穩(wěn)定、合理地分配無功，為此它們必須具有始終下降的調(diào)差節(jié)特性(即有調(diào)差裝置時，發(fā)電機端電壓隨負載電流變化而下降的特性)，且其調(diào)差率大小是可調(diào)節(jié)的。對于帶可控硅勵磁調(diào)節(jié)器的發(fā)電機來說，調(diào)差裝置完全能滿足需要。但對于不可控相復勵發(fā)電機來說，往往就難以滿足要求，其勵磁調(diào)節(jié)特性很難 調(diào)到始終保持下降，而且特性曲線呈上拱或下凹。加上不可控相復勵發(fā)電機沒有調(diào)差裝置， 因此，它與帶可控硅勵磁調(diào)節(jié)器發(fā)電機并列運行時.就必然互搶無功，以致造成無法運行。

(3)處理方法：可用1號發(fā)電機的可控硅勵磁調(diào)節(jié)器的調(diào)差裝置來實現(xiàn)兩臺發(fā)電機的無功穩(wěn)定與合理分配。如圖3-260所示，在2號發(fā)電機的U相和W相接人兩只調(diào)差電流互感 器2TAU和2TAw,它們的變流比應該這樣來選擇：當2號發(fā)電機額定運行時，電流互感器 的二次電流應盡量與1號發(fā)電機額定運行時的電流互感器1TAu、1TAw的二次電流相等。 然后將兩臺發(fā)電機同相的電流互感器的二次電流分別差接后，將得到各相的差電流（即 IU1— IU2和 IW1— IW2），接入1號發(fā)電機的調(diào)差裝置上。

發(fā)電機調(diào)差裝置的作用按下列3種情況分析如下：

①當兩臺發(fā)電機的有功電流和無功電流平衡時，由于其差電流即 IU1— IU2和 IW1— IW2為0, 所以調(diào)差裝置不起作用。

②當兩臺發(fā)電機的有功電流平衡，而無功電流不平衡時，若1號發(fā)電機無功電流大，則其無功電流的差值與1號發(fā)電機的無功電流同相，調(diào)差裝置產(chǎn)生作用，使1號發(fā)電機無功電流減小，2號發(fā)電機無功電流增大，直至兩臺發(fā)電機無功電流平衡，差電流接近于0。若2 號發(fā)電機的無功電流（感性的）大，則其無功電流的差值與1號發(fā)電機的無功電流反相（相當于發(fā)電機帶容性負荷），調(diào)差裝置產(chǎn)生作用，使1號發(fā)電機無功電流增加，2號發(fā)電機無功電流減小，直至兩臺發(fā)電機無功電流平衡。

③當兩臺發(fā)電機無功電流平衡，而有功電流不平衡時，盡管兩臺發(fā)電機有功電流冇差值.但由于調(diào)差裝置對有功電流根本不起作用，所以不影響兩臺發(fā)電機的有功電流分配。

所以用此方法可解決兩臺發(fā)電機的無功穩(wěn)定與合理分配，不會受有功變化的影響。

2.諧波勵磁交流發(fā)電機并列運行搶送無功

（1）故障現(xiàn)象。諧波勵磁發(fā)電機并列運行時.當1號機組的勵磁電流、無功輸出增加 時，2號機組的勵磁電流和無功輸出減小，反之亦然，互相搶送無功，穩(wěn)定不下來。有的則是幾臺機組長期無功分配不合理，有的無功輸出小，有的無功輸出大。

（2）原因分析。上述現(xiàn)象主要出現(xiàn)在無自動勵磁調(diào)節(jié)器的諧波勵磁發(fā)電機，或雖有自動勵磁調(diào)節(jié)器，但無調(diào)差裝置的諧波勵磁發(fā)電機上。由于目前諧波的計算方法不完善和諧波輸出功率隨工藝性變化大等特點，使得即使是同一個生產(chǎn)廠生產(chǎn)的兩臺同容量的諧波勵磁發(fā)電機，其勵磁調(diào)節(jié)特性也不一樣。再加上諧波勵磁具有 “相復勵”特性，使發(fā)電機的外特性曲線在電容性負 載時為拱背形，而在電感性負載時為下凹形，如圖 3-261所示（圖中UG、IG分別為發(fā)電機輸出電壓、電 流）。因無調(diào)差裝置，對此特性曲線又無法調(diào)節(jié)，因 此，造成搶無功和無功輸出不穩(wěn)定現(xiàn)象。

（3）處理方法

①對于有勵磁調(diào)節(jié)器而無調(diào)差裝置的諧波勵磁 發(fā)電機，只要加上調(diào)差裝置一般能解決問題。

②在諧波勵磁發(fā)電機間加均衡電阻，其方法有 兩種：

a.在諧波勵磁發(fā)電機勵磁繞組間加均衡電阻，如圖3-262所示。為了減少勵磁繞組沖擊電流，直 流接觸器接通前應先將均衡電阻調(diào)到最大值，待勵磁繞組并接后，再調(diào)節(jié)到最小值。

b.在諧波勵磁發(fā)電機的諧波繞組間加均衡電 阻，如圖3-263所示。

操作時應注意：諧波繞組為單相，連接時要注意極性一致。諧波繞組為三 相，連接時要注意相序相同。為減少諧波繞組的沖擊電流，在接觸器接通前，應先將均衡電阻調(diào)到最大阻值位置，待 諧波繞組并聯(lián)后，再將均衡電阻調(diào)到最 小值。

該接線將兩臺（或多臺）諧波勵磁 發(fā)電機的諧波繞組并聯(lián)后，提高了負載能力，減小了勵磁電壓的波動，且各發(fā)電機勵磁電壓 互不干擾，發(fā)電機無功輸出穩(wěn)定。

3.諧波勵磁交流發(fā)電機并列運行無功振蕩

（1）故障現(xiàn)象。諧波勵磁發(fā)電機并列運行時，發(fā)電機勵磁電流、定子電流和無功功率發(fā)生大幅度擺動，嚴重時斷路器跳閘，機組無法運行。

（2）原因分析。造成發(fā)電機無功振蕩的原因雖很多，但對諧波勵磁發(fā)電機來說，中線電 流波動是激發(fā)無功振蕩的主要原因。諧波勵磁發(fā)電機的諧波勵磁電流ITh由三部分組成：. 次諧波主磁場產(chǎn)生的IThl,主繞組電樞反應磁勢產(chǎn)生的三次諧波分量ITh2,全繞組中流通中 線電流形成電樞反應產(chǎn)生的ITh3,其中后兩者都隨負載性質(zhì)變化，當負載為感性時，ITh3起 去磁作用，而ITh2起助磁作用；當負載為容性時，ITh3起助磁作用，而ITh2起去磁作用,負載的變化將引起勵磁功率變化，由此可見諧波勵磁發(fā)電機的勵磁功率不穩(wěn)定。

當諧波勵磁發(fā)電機單機運行時，由于中線電流要通過負載阻抗，其阻抗較大，中性電流較小，所以ITh3也很小，對機組運行影響極小。但當諧波發(fā)電機并列運行時，中線電流主要 與另一發(fā)電機的主繞組形成回路，阻抗很小，故ITh3很大，對并列運行影響較大。如果由于 某些原因，如內(nèi)燃機的低頻強迫振蕩或負載的劇烈變化，將引起中性電流的大幅度變化而引起勵磁功率振蕩，從而激起諧波發(fā)電機無功振蕩。

（3）處理方法。據(jù)以上分析，無功振蕩主要是由于中線電流波動引起的，中線電流越 小，波動越小，所以要消除無功振蕩關(guān)鍵是抑制中線電流。其方法有：

①發(fā)電機并列運行送電都是經(jīng)升壓變壓器的，可采用發(fā)電機的中線不與變壓器的中線直 接連接的方法使中線電流為零。

②將發(fā)電機中性點經(jīng)限流電阻或電抗器接地，限制發(fā)電機的中線電流，從而限制中性電流變化的幅度，以減小發(fā)電機無功振蕩。

4.諧波勵磁交流發(fā)電機并網(wǎng)時出現(xiàn)深欠勵或深過勵，發(fā)電機無法正常運行

（1） 故障現(xiàn)象。諧波勵磁發(fā)電機用準同期方式并入電網(wǎng)時，出現(xiàn)三相定子電流急劇上 升，而勵磁電流有時急劇上升，有時急劇下降，功率因數(shù)表則不是cosφ<0. 5 （滯后），就 是cosφ<0. 5 （超前），出現(xiàn)深欠勵和深過勵現(xiàn)象，且欠勵后調(diào)節(jié)勵磁調(diào)不起作用。

（2） 原因分析。產(chǎn)生上述故障的原因，主要是諧波勵磁的“相復勵”作用太強和并網(wǎng)時發(fā)電機端電壓與電網(wǎng)電壓不相等。諧波勵磁具有相復勵特性的，其勵磁功率（諧波繞組的輸出功率）不僅隨發(fā)電機負載大小而變，而且隨負載的性質(zhì)而變。當負載為感性時，電樞反應 的三次磁場分雖與三次主磁場同方向，起助磁作用，增加勵磁功率。而當負載為容性時，其 電樞反應的三次磁場分雖與主磁場方向相反，起去磁作用，減少勵磁功率。因此并網(wǎng)時，當 發(fā)電機電勢高于電網(wǎng)電壓時，則向電網(wǎng)送出感性電流，而這感性電流又使三次諧波磁勢增 加，從而使發(fā)電機電勢繼續(xù)升髙，形成正反饋循環(huán)，使發(fā)電機勵磁電流越來越大，發(fā)電機處 于過勵狀態(tài)。相反，若發(fā)電機的電勢低于電網(wǎng)電壓，則發(fā)電機吸取電網(wǎng)無功電流（相當于帶容性負載），發(fā)電機電勢進一步下降，吸取電網(wǎng)的無功電流繼續(xù)增加，如此反復循環(huán)，使發(fā) 電機吸取電網(wǎng)的無功電流越來越多，而勵磁電流越來越小，發(fā)電機處于深欠勵狀態(tài)，勵磁功 率不足，調(diào)節(jié)勵磁電流無任何作用。

（3） 處理方法

①在并網(wǎng)操作時，使待并發(fā)電機電壓等于或略大于電網(wǎng)電壓，并網(wǎng)后可能向深過勵方向發(fā)展，但因為過勵狀態(tài)勵磁可調(diào)節(jié)，只要注意調(diào)節(jié)勵磁和有功功率，問題是可以解決的。

②并網(wǎng)時發(fā)電機處于欠勵狀態(tài)，勵磁調(diào)不動，此時可先適當增加有功，提高諧波電壓， 然后再調(diào)勵磁。

③改造發(fā)電機組時,注意適當減弱諧波的 “相復勵”作用，如采用諧波加基波（各按一定比 例），經(jīng)整流在直流側(cè)串聯(lián)混合供應勵磁功率。如 圖3-264所示，其中基波提供的勵磁電壓部分正比 于發(fā)電機機端電壓，隨負載（感性）的增加略有 下降趨勢，無“相復勵”作用。而諧波提供的勵 磁電壓部分將隨負載（感性）的增加而增加。

發(fā)電機空載和輕載時，基波功率占較大的比 例，而接近滿載時，諧波功率占較大的比例，但 這時磁路飽和。感性負載時，電樞反應的去磁作 用比電樞反應三次磁場的助磁作用強，使得發(fā)電 機在輕載時不過勵，接近滿載時略欠勵，消除了發(fā)電機外特性的上翹段（在容性負載時則消除了下彎段），與一般帶直流勵磁機的發(fā)電機相 似，獲得始終下降的外特性，提高了并網(wǎng)運行的穩(wěn)定性，消除了并網(wǎng)時不是處于過勵就是處 于欠勵的現(xiàn)象。

5.諧波勵磁交流發(fā)電機并列運行有功振蕩

(1)故障現(xiàn)象。諧波勵磁發(fā)電機并網(wǎng)后，空載和輕載時運行都正常，但當有功功率增加到一定數(shù)值后，無功輸出不足，發(fā)電機電流、有功功率大幅度變化，機組發(fā)出有節(jié)奏的響 聲。增大負載，振蕩加劇，嚴重時機組無法并列運行。

(2)原因分析

①由于設計時參數(shù)選擇不當或中線電流過大，使發(fā)電機組處于欠勵狀態(tài)所致。有些諧波 勵磁發(fā)電機由于參數(shù)配合不當，常使空載和輕載時勵磁功率過剩，而在接近額定功率(特別 是接近額定有功功率，功率因數(shù)cosφ偏高)時，勵磁功率又不足。因而當發(fā)電機并列運行， 增加有功功率時，由于感應電勢增加很小或增加不上去，使功率角增大至≧90°,進入了不 穩(wěn)定運行區(qū)，發(fā)電機產(chǎn)生有功振蕩。同樣，如果發(fā)電機中性電流太大，去磁作用太強，也將 使發(fā)電機欠勵而造成有功振蕩。

②對于容量不大的三次諧波無刷勵磁發(fā)電機(或容貴很小的諧波勵磁發(fā)電機)，由于其勵磁繞組電阻較大，而電感又較小，所以時間常數(shù)也較小。如果發(fā)電機諧波繞組內(nèi)產(chǎn)生的5 次以上高次諧波能量過強.將使輸出的三次諧波波形發(fā)生很大畸變，整流后的勵磁電流，由于勵磁繞組的時間常數(shù)較小，濾波作用差，其波形也很差，將使交流勵磁機的氣隙合成磁場 發(fā)生很大的畸變。這一畸變經(jīng)交流勵磁機放大后，使發(fā)電機的氣隙合成磁場也發(fā)生畸變，因 而在發(fā)電機的主繞組感應出較強的高次諧波電勢，使發(fā)電機的電勢變成頂端較平的非正弦 波。這個非正弦波可分解成一個正弦波和一個能置較強的髙次諧波。并網(wǎng)運行時，能貴較強 的高次諧波與電網(wǎng)基波間的作用相當于頻率不同的兩列波疊加，使波幅有時加強，有時減 弱，而產(chǎn)生振蕩。

(3)處理方法

①抑制中性電流，如中性點通過電抗或電阻接地等，消除或減弱中性電流的去磁作用。

②在諧波繞組的輸出端并接電容器，由于容性負載的助磁作用，提高三次諧波勵磁功 率，使發(fā)電機不處于欠勵狀態(tài)，從而提高了發(fā)電機的靜態(tài)穩(wěn)定性。選擇電容器時，應使電容 器的容抗等于勵磁繞組的感抗。

③在交流勵磁機的勵磁繞組前面加濾波電路，濾去勵磁電流中的5次以上高次諧波電 流，消除產(chǎn)生振蕩的干擾源。

6.電抗移相式相復勵交流發(fā)電機并列運行無功不足

(1)故障現(xiàn)象。相復勵發(fā)電機并列運行后，隨有功負荷的增加，發(fā)電機勵磁電流減小， 功率因數(shù)升高。進一步增加負荷時，發(fā)電機超前(cosφ<0.5) 運行，無功進相，調(diào)節(jié)勵磁 無效。

(2)原因分析

①大修時電抗器繞組或變流器繞組極性接錯(即頭、尾線接錯)，使相位補償作用相反， 負載時發(fā)電機勵磁電流減小，造成無功不足或欠勵。

②大修時電抗器繞組或變流器繞組相序接錯，如變流器的V相與電抗器的W相連接. 變流量的W相與電抗器的V相連接，則當負載時，發(fā)電機勵磁電流減小，造成無功不足或欠勵。

(3)處理方法

①將電抗器繞組頭、尾對調(diào)或?qū)⒆兞髌骼@組頭、尾對調(diào)即可。

②用相序儀檢査電抗器或變流器繞組相序，同相繞組相接。

7.兩臺同型號同規(guī)格電抗變流復合式相復勵交流發(fā)電機并列運行時，無功分配不均而無法運行

(1)故障現(xiàn)象。兩臺同型號、規(guī)格電抗變流復合式相復勵發(fā)電機并列運行時，一臺無功大，一臺無功小，調(diào)節(jié)勵磁電流，只能在某種負荷達到平衡，負荷一變化所帶無功又不一致。

(2)原因分析

①并列前未將兩臺發(fā)電機的電壓調(diào)整率調(diào)到基本一致。

②兩臺發(fā)電機勵磁特性有差異，調(diào)不到一致。

(3)處理方法

①并列前單機運行時，調(diào)節(jié)電抗變流器的鐵心氣隙和二次繞組匝數(shù)(增加或減少調(diào)整匝 數(shù))，使兩臺機的電壓調(diào)整率基本一致。

②在兩臺發(fā)電機勵磁繞組間加均衡電阻。為了減少勵磁繞組的沖擊電流，接觸器接通前，先將均衡電阻調(diào)到最大值，待勵磁繞組并接后再調(diào)到最小值。

8.電抗變流復合式相復勵交流發(fā)電機并網(wǎng)運行無功不足

(1)故障現(xiàn)象。電抗變流復合式相復勵發(fā)電機并網(wǎng)后，隨有功負荷的增加，功率因數(shù)升 高，調(diào)節(jié)分流變阻器至最大值，減小分流電流，功率因數(shù)略有下降，但隨有功負荷的進一步 增加，發(fā)電機超前(cosφ＜0.5)運行，無功進相，再增加有功，發(fā)電機振蕩，有功功率達 不到額定值。

(2)原因分析

①電抗變流器鐵心氣隙太小，電抗太大，使勵磁電流的電壓分敎的交流值減小。

②電抗變流器二次繞組匝數(shù)太多，使勵磁電流的電流分量的交流值減小。

③電抗變流器二次繞組頭尾接錯，使勵磁電流隨cosφ(感性的) 的減小而減小，相補償作用相反。

(3)處理方法

①增大電抗變流器鐵心的氣隙。

②減少電抗變流器二次繞組匝數(shù)(即將二次繞組調(diào)整匝與原來匝反串)。

③對調(diào)電抗變流器二次繞組頭、尾接線。