1.不可控相復(fù)勵(lì)交流發(fā)電機(jī)與帶可控硅勵(lì)磁調(diào)節(jié)器交流發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行爭搶無功，無 法運(yùn)行

(1)故障現(xiàn)象。兩臺(tái)發(fā)電機(jī)，2號(hào)發(fā)電機(jī)為不可控相復(fù)勵(lì)勵(lì)磁，1號(hào)發(fā)電機(jī)為可控硅勵(lì)磁。單機(jī)運(yùn)行時(shí)均正常，但并列運(yùn)行時(shí)互相搶無功，嚴(yán)重時(shí)一臺(tái)發(fā)電機(jī)過載，另一臺(tái)卻無功進(jìn)相，無法運(yùn)行。

(2)原因分析。兩臺(tái)發(fā)電機(jī)要正常并列運(yùn)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(shí)，發(fā)電機(jī)端電壓隨負(fù)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(duì)于帶可控硅勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的發(fā)電機(jī)來說，調(diào)差裝置完全能滿足需要。但對(duì)于不可控相復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)來說，往往就難以滿足要求，其勵(lì)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(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)沒有調(diào)差裝置， 因此，它與帶可控硅勵(lì)磁調(diào)節(jié)器發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行時(shí).就必然互搶無功，以致造成無法運(yùn)行。

(3)處理方法：可用1號(hào)發(fā)電機(jī)的可控硅勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的調(diào)差裝置來實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)發(fā)電機(jī)的無功穩(wěn)定與合理分配。如圖3-260所示，在2號(hào)發(fā)電機(jī)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(yīng)該這樣來選擇：當(dāng)2號(hào)發(fā)電機(jī)額定運(yùn)行時(shí)，電流互感器 的二次電流應(yīng)盡量與1號(hào)發(fā)電機(jī)額定運(yùn)行時(shí)的電流互感器1TAu、1TAw的二次電流相等。 然后將兩臺(tái)發(fā)電機(jī)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(hào)發(fā)電機(jī)的調(diào)差裝置上。

發(fā)電機(jī)調(diào)差裝置的作用按下列3種情況分析如下：

①當(dāng)兩臺(tái)發(fā)電機(jī)的有功電流和無功電流平衡時(shí)，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(dāng)兩臺(tái)發(fā)電機(jī)的有功電流平衡，而無功電流不平衡時(shí)，若1號(hào)發(fā)電機(jī)無功電流大，則其無功電流的差值與1號(hào)發(fā)電機(jī)的無功電流同相，調(diào)差裝置產(chǎn)生作用，使1號(hào)發(fā)電機(jī)無功電流減小，2號(hào)發(fā)電機(jī)無功電流增大，直至兩臺(tái)發(fā)電機(jī)無功電流平衡，差電流接近于0。若2 號(hào)發(fā)電機(jī)的無功電流（感性的）大，則其無功電流的差值與1號(hào)發(fā)電機(jī)的無功電流反相（相當(dāng)于發(fā)電機(jī)帶容性負(fù)荷），調(diào)差裝置產(chǎn)生作用，使1號(hào)發(fā)電機(jī)無功電流增加，2號(hào)發(fā)電機(jī)無功電流減小，直至兩臺(tái)發(fā)電機(jī)無功電流平衡。

③當(dāng)兩臺(tái)發(fā)電機(jī)無功電流平衡，而有功電流不平衡時(shí)，盡管兩臺(tái)發(fā)電機(jī)有功電流冇差值.但由于調(diào)差裝置對(duì)有功電流根本不起作用，所以不影響兩臺(tái)發(fā)電機(jī)的有功電流分配。

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

2.諧波勵(lì)磁交流發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行搶送無功

（1）故障現(xiàn)象。諧波勵(lì)磁發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行時(shí).當(dāng)1號(hào)機(jī)組的勵(lì)磁電流、無功輸出增加 時(shí)，2號(hào)機(jī)組的勵(lì)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(tái)機(jī)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(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的諧波勵(lì)磁發(fā)電機(jī)，或雖有自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，但無調(diào)差裝置的諧波勵(lì)磁發(fā)電機(jī)上。由于目前諧波的計(jì)算方法不完善和諧波輸出功率隨工藝性變化大等特點(diǎn)，使得即使是同一個(gè)生產(chǎn)廠生產(chǎn)的兩臺(tái)同容量的諧波勵(lì)磁發(fā)電機(jī)，其勵(lì)磁調(diào)節(jié)特性也不一樣。再加上諧波勵(lì)磁具有 “相復(fù)勵(lì)”特性，使發(fā)電機(jī)的外特性曲線在電容性負(fù) 載時(shí)為拱背形，而在電感性負(fù)載時(shí)為下凹形，如圖 3-261所示（圖中UG、IG分別為發(fā)電機(jī)輸出電壓、電 流）。因無調(diào)差裝置，對(duì)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(duì)于有勵(lì)磁調(diào)節(jié)器而無調(diào)差裝置的諧波勵(lì)磁 發(fā)電機(jī)，只要加上調(diào)差裝置一般能解決問題。

②在諧波勵(lì)磁發(fā)電機(jī)間加均衡電阻，其方法有 兩種：

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

b.在諧波勵(lì)磁發(fā)電機(jī)的諧波繞組間加均衡電 阻，如圖3-263所示。

操作時(shí)應(yīng)注意：諧波繞組為單相，連接時(shí)要注意極性一致。諧波繞組為三 相，連接時(shí)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(yīng)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(tái)（或多臺(tái)）諧波勵(lì)磁 發(fā)電機(jī)的諧波繞組并聯(lián)后，提高了負(fù)載能力，減小了勵(lì)磁電壓的波動(dòng)，且各發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電壓 互不干擾，發(fā)電機(jī)無功輸出穩(wěn)定。

3.諧波勵(lì)磁交流發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行無功振蕩

（1）故障現(xiàn)象。諧波勵(lì)磁發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流、定子電流和無功功率發(fā)生大幅度擺動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)斷路器跳閘，機(jī)組無法運(yùn)行。

（2）原因分析。造成發(fā)電機(jī)無功振蕩的原因雖很多，但對(duì)諧波勵(lì)磁發(fā)電機(jī)來說，中線電 流波動(dòng)是激發(fā)無功振蕩的主要原因。諧波勵(lì)磁發(fā)電機(jī)的諧波勵(lì)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(yīng)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(yīng)產(chǎn)生的ITh3,其中后兩者都隨負(fù)載性質(zhì)變化，當(dāng)負(fù)載為感性時(shí)，ITh3起 去磁作用，而ITh2起助磁作用；當(dāng)負(fù)載為容性時(shí)，ITh3起助磁作用，而ITh2起去磁作用,負(fù)載的變化將引起勵(lì)磁功率變化，由此可見諧波勵(lì)磁發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁功率不穩(wěn)定。

當(dāng)諧波勵(lì)磁發(fā)電機(jī)單機(jī)運(yùn)行時(shí)，由于中線電流要通過負(fù)載阻抗，其阻抗較大，中性電流較小，所以ITh3也很小，對(duì)機(jī)組運(yùn)行影響極小。但當(dāng)諧波發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行時(shí)，中線電流主要 與另一發(fā)電機(jī)的主繞組形成回路，阻抗很小，故ITh3很大，對(duì)并列運(yùn)行影響較大。如果由于 某些原因，如內(nèi)燃機(jī)的低頻強(qiáng)迫振蕩或負(fù)載的劇烈變化，將引起中性電流的大幅度變化而引起勵(lì)磁功率振蕩，從而激起諧波發(fā)電機(jī)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(dòng)引起的，中線電流越 小，波動(dòng)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(jī)并列運(yùn)行送電都是經(jīng)升壓變壓器的，可采用發(fā)電機(jī)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(jī)中性點(diǎn)經(jīng)限流電阻或電抗器接地，限制發(fā)電機(jī)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(jī)無功振蕩。

4.諧波勵(lì)磁交流發(fā)電機(jī)并網(wǎng)時(shí)出現(xiàn)深欠勵(lì)或深過勵(lì)，發(fā)電機(jī)無法正常運(yùn)行

（1） 故障現(xiàn)象。諧波勵(lì)磁發(fā)電機(jī)用準(zhǔn)同期方式并入電網(wǎng)時(shí)，出現(xiàn)三相定子電流急劇上 升，而勵(lì)磁電流有時(shí)急劇上升，有時(shí)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(lì)和深過勵(lì)現(xiàn)象，且欠勵(lì)后調(diào)節(jié)勵(lì)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(lì)磁的“相復(fù)勵(lì)”作用太強(qiáng)和并網(wǎng)時(shí)發(fā)電機(jī)端電壓與電網(wǎng)電壓不相等。諧波勵(lì)磁具有相復(fù)勵(lì)特性的，其勵(lì)磁功率（諧波繞組的輸出功率）不僅隨發(fā)電機(jī)負(fù)載大小而變，而且隨負(fù)載的性質(zhì)而變。當(dāng)負(fù)載為感性時(shí)，電樞反應(yīng) 的三次磁場分雖與三次主磁場同方向，起助磁作用，增加勵(lì)磁功率。而當(dāng)負(fù)載為容性時(shí)，其 電樞反應(yīng)的三次磁場分雖與主磁場方向相反，起去磁作用，減少勵(lì)磁功率。因此并網(wǎng)時(shí)，當(dāng) 發(fā)電機(jī)電勢高于電網(wǎng)電壓時(shí)，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(jī)電勢繼續(xù)升髙，形成正反饋循環(huán)，使發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流越來越大，發(fā)電機(jī)處 于過勵(lì)狀態(tài)。相反，若發(fā)電機(jī)的電勢低于電網(wǎng)電壓，則發(fā)電機(jī)吸取電網(wǎng)無功電流（相當(dāng)于帶容性負(fù)載），發(fā)電機(jī)電勢進(jìn)一步下降，吸取電網(wǎng)的無功電流繼續(xù)增加，如此反復(fù)循環(huán)，使發(fā) 電機(jī)吸取電網(wǎng)的無功電流越來越多，而勵(lì)磁電流越來越小，發(fā)電機(jī)處于深欠勵(lì)狀態(tài)，勵(lì)磁功 率不足，調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流無任何作用。

（3） 處理方法

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

②并網(wǎng)時(shí)發(fā)電機(jī)處于欠勵(lì)狀態(tài)，勵(lì)磁調(diào)不動(dòng)，此時(shí)可先適當(dāng)增加有功，提高諧波電壓， 然后再調(diào)勵(lì)磁。

③改造發(fā)電機(jī)組時(shí),注意適當(dāng)減弱諧波的 “相復(fù)勵(lì)”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(yīng)勵(lì)磁功率。如 圖3-264所示，其中基波提供的勵(lì)磁電壓部分正比 于發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓，隨負(fù)載（感性）的增加略有 下降趨勢，無“相復(fù)勵(lì)”作用。而諧波提供的勵(lì) 磁電壓部分將隨負(fù)載（感性）的增加而增加。

發(fā)電機(jī)空載和輕載時(shí)，基波功率占較大的比 例，而接近滿載時(shí)，諧波功率占較大的比例，但 這時(shí)磁路飽和。感性負(fù)載時(shí)，電樞反應(yīng)的去磁作 用比電樞反應(yīng)三次磁場的助磁作用強(qiáng)，使得發(fā)電 機(jī)在輕載時(shí)不過勵(lì)，接近滿載時(shí)略欠勵(lì)，消除了發(fā)電機(jī)外特性的上翹段（在容性負(fù)載時(shí)則消除了下彎段），與一般帶直流勵(lì)磁機(jī)的發(fā)電機(jī)相 似，獲得始終下降的外特性，提高了并網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，消除了并網(wǎng)時(shí)不是處于過勵(lì)就是處 于欠勵(lì)的現(xiàn)象。

5.諧波勵(lì)磁交流發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行有功振蕩

(1)故障現(xiàn)象。諧波勵(lì)磁發(fā)電機(jī)并網(wǎng)后，空載和輕載時(shí)運(yùn)行都正常，但當(dāng)有功功率增加到一定數(shù)值后，無功輸出不足，發(fā)電機(jī)電流、有功功率大幅度變化，機(jī)組發(fā)出有節(jié)奏的響 聲。增大負(fù)載，振蕩加劇，嚴(yán)重時(shí)機(jī)組無法并列運(yùn)行。

(2)原因分析

①由于設(shè)計(jì)時(shí)參數(shù)選擇不當(dāng)或中線電流過大，使發(fā)電機(jī)組處于欠勵(lì)狀態(tài)所致。有些諧波 勵(lì)磁發(fā)電機(jī)由于參數(shù)配合不當(dāng)，常使空載和輕載時(shí)勵(lì)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(shí)，勵(lì)磁功率又不足。因而當(dāng)發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行， 增加有功功率時(shí)，由于感應(yīng)電勢增加很小或增加不上去，使功率角增大至≧90°,進(jìn)入了不 穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)，發(fā)電機(jī)產(chǎn)生有功振蕩。同樣，如果發(fā)電機(jī)中性電流太大，去磁作用太強(qiáng)，也將 使發(fā)電機(jī)欠勵(lì)而造成有功振蕩。

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

(3)處理方法

①抑制中性電流，如中性點(diǎn)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(fù)載的助磁作用，提高三次諧波勵(lì)磁功 率，使發(fā)電機(jī)不處于欠勵(lì)狀態(tài)，從而提高了發(fā)電機(jī)的靜態(tài)穩(wěn)定性。選擇電容器時(shí)，應(yīng)使電容 器的容抗等于勵(lì)磁繞組的感抗。

③在交流勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁繞組前面加濾波電路，濾去勵(lì)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(fù)勵(lì)交流發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行無功不足

(1)故障現(xiàn)象。相復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行后，隨有功負(fù)荷的增加，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流減小， 功率因數(shù)升高。進(jìn)一步增加負(fù)荷時(shí)，發(fā)電機(jī)超前(cosφ<0.5) 運(yùn)行，無功進(jìn)相，調(diào)節(jié)勵(lì)磁 無效。

(2)原因分析

①大修時(shí)電抗器繞組或變流器繞組極性接錯(cuò)(即頭、尾線接錯(cuò))，使相位補(bǔ)償作用相反， 負(fù)載時(shí)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流減小，造成無功不足或欠勵(lì)。

②大修時(shí)電抗器繞組或變流器繞組相序接錯(cuò)，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(dāng)負(fù)載時(shí)，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流減小，造成無功不足或欠勵(lì)。

(3)處理方法

①將電抗器繞組頭、尾對(duì)調(diào)或?qū)⒆兞髌骼@組頭、尾對(duì)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(tái)同型號(hào)同規(guī)格電抗變流復(fù)合式相復(fù)勵(lì)交流發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行時(shí)，無功分配不均而無法運(yùn)行

(1)故障現(xiàn)象。兩臺(tái)同型號(hào)、規(guī)格電抗變流復(fù)合式相復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行時(shí)，一臺(tái)無功大，一臺(tái)無功小，調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，只能在某種負(fù)荷達(dá)到平衡，負(fù)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(tái)發(fā)電機(jī)的電壓調(diào)整率調(diào)到基本一致。

②兩臺(tái)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁特性有差異，調(diào)不到一致。

(3)處理方法

①并列前單機(jī)運(yùn)行時(shí)，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(tái)機(jī)的電壓調(diào)整率基本一致。

②在兩臺(tái)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組間加均衡電阻。為了減少勵(lì)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(lì)磁繞組并接后再調(diào)到最小值。

8.電抗變流復(fù)合式相復(fù)勵(lì)交流發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行無功不足

(1)故障現(xiàn)象。電抗變流復(fù)合式相復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)并網(wǎng)后，隨有功負(fù)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(fù)荷的進(jìn)一步 增加，發(fā)電機(jī)超前(cosφ＜0.5)運(yùn)行，無功進(jìn)相，再增加有功，發(fā)電機(jī)振蕩，有功功率達(dá) 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(lì)磁電流的電壓分?jǐn)湹慕涣髦禍p小。

②電抗變流器二次繞組匝數(shù)太多，使勵(lì)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(cuò)，使勵(lì)磁電流隨cosφ(感性的) 的減小而減小，相補(bǔ)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(duì)調(diào)電抗變流器二次繞組頭、尾接線。