【摘要】从柴油发电机发出的功率和负荷功率平衡原理角度,阐述了振荡和失步的现象原因,分析了系统震荡引起的失步对发电机安全运行的影响,提出了解决问题的措施和方法.
柴油发电机的电球振荡和失步：
同步发电机正常运行时，相对静止的定子磁极(定子三相绕组合成磁场)与转子磁极(转子磁场)之间可看成有弹性的磁力线联系。当负载增加时，转子的位移角 δ(功角)将增大，这相当于把磁力线拉长；当负载减小时，δ角将减小，这相当于磁力线缩短，当负载突然变化时，由于转子有惯性，转子位移角不能立即稳定在新的数值，而是在新的稳定值左右要经过若干次摆动，这种现象称为同步发电机的振荡。
振荡有两种类型，一种是振荡的幅度愈来愈小，δ角的摆动逐渐衰减，最后稳定在某一新的位移角下，仍以同步转速稳定运行(称同步振荡)；另一种是振荡的幅度愈来愈大，δ角不断增大，直至脱出稳定范围，使发电机失步，发电机进行异步运行(称非同步振荡)。
1.发电机发生振荡或失步时有如下现象：
1)定子电流表指示超出正常值，且往复剧烈摆动；
2)定子电压表和其他母线电压表指针指示低于正常值，且往复摆动；
3)有功负荷与无功负荷大幅度剧烈摆动；
4)转子电压、电流表的指针在正常值附近摆动；
5)发电机发出有节奏的鸣声，并与表计指针摆动节奏合拍；
6)低电压继电器和过负荷保护可能动作报警；
7)在控制室可听到有关继电器发出有节奏的动作和释放的响声，其节奏与表计摆动节奏合拍。
2.发电发电机组振荡和失步的原因：
1)静态稳定破坏。这往往发生在运行方式的改变，使输送功率超过当时的极限允许功率。
2)发电机与电网联系的阻抗突然增加。这种情况常发生在电网中与发电机联络的某处发生短路，一部分并联元件被切除，如双回线路中的一回被断开，并联变压器中的一台被切除等。
3)电力系统的功率突然发生不平衡。如大容量发电机组突然甩负荷，某联络线跳闸，造成系统功率严重不平衡。
4)发电机组失磁。当发电机组失磁，从系统吸取大量无功功率，使系统无功功率不足，系统电压大幅度下降，导致系统失去稳定。
5)原动机调速系统失灵。原动机调速系统失灵，造成原动机输入力矩突然变化，功率突升或突降，使发电机力矩失去平衡，引起振荡。
6)发电机运行时电势过低或功率因数过高。
7)电源间非同期并列未能拉入同步。
3.单机失步引起的振荡与系统性振荡的区别：
1)失步发电机组的表计摆动幅度比其他发电机组表计摆动幅度要大；
2)失步发电机组的有功功率表指针摆动方向正好与其他发电机组的相反，失步发电机组有功功率表摆动幅度可能满刻度，其他发电机组在正常值附近摆动；
3)系统性振荡时，所有发电机表计的摆动是同步的。
4.发电机振荡或失步的处理：
当发生振荡或失步时，应迅速判断是否为本厂误操作所引起，并观察是否有某台发电机发生了失磁。如本厂情况正常，应了解系统是否发生故障，以判断发生振荡或失步的原因。
发电机发生振荡或失步的处理如下：
1)立即增加发电机的励磁电流。通过增加励磁电流，以提高发电机的电势，增加功率极限，提高发电机稳定性。这是由于励磁电流的增加，使定、转子磁极间的拉力增加，削弱了转子的惯性，在发电机到达平衡点时而拉入同步。但发电机励磁系统若处在强励状态，1min内不应干预。
2)如果是由于单机高功率因数引起，则应降低有功功率，同时增加励磁电流。这既可降低转子惯量，也提高了功率极限而增加发电机组稳定运行能力。
3)当振荡是由于系统故障引起时，应立即增加各发电机的励磁电流，并根据本厂在系统中的地位进行处理。如本厂处于送端，为高频系统，应降低发电机组的有功功率；反之，本厂处于受端且为低频率系统，则应增加有功功率，必要时采取紧急拉路措施，以提高频率。
4)如果是单机失步引起的振荡，采取上述措施经一定时间仍未进入同步状态时，根据现场规程规定，应将发电机组与系统解列。
以上处理，必须在系统调度统一指挥下进行。
