加负荷时，应注意监视冷却介质、铁心、绕组的温度，以及电刷、励磁装置的工况，监视定子端部有无渗漏现象，在增加发电机有功负荷的同时，要相应地增大其无功负荷，以保持一定的功率因数。
如果有功负荷不变，调整无功负荷也会改变功率因数。汽轮发电机的额定功率因数多为0.85（滞后），即功率因数从0.85～1之间均可长时间带额定有功负荷运行。但是如果励磁再进一步减少就会变为进相运行，这时φ＜0。虽然一般汽轮发电机都允许在cosφ=0.95（超前、进相）情况下运行，但进相运行下有两个问题特别要注意：
其一，可导致发电机定子端部构件发热。 其二，可能导致电力系统运行失稳。
因而，在正常运行中，如发现功率因数表指示进相，且超过了允许的功率因数值，则应增大励磁电流。如果这时定子电流过大，则在增大励磁电流的同时，减少发电机的有功负荷，否则可能引起发电机振荡或失步。
六、运行监视
对运行中的发电机，应监视其运行情况，并对其各部分进行系统的检查，以便及时发现不正常现象，及早消除。发电机配电盘上所有仪表应每隔1h记录一次，在最大负荷时间内，每隔半小时记录一次功率和电流值。
发电机定子绕组、定子铁芯和进出风的温度，必需每小时检查一次，每两小时记录一次。如装有自动记录仪表，其抄表时间可延长。监视定子及励磁回路绝缘的电压表，每班测量一次。对全部自动化的机组，仪表读数的抄录，应在定期巡查时进行。 发电机的正常检查项目应包括：
（1）对发电机及励磁机电刷的检查。电刷应完整，不卡塞，不剧烈振动，不过短、无火花，刷架清洁无灰尘，电刷及连线完好，无过热现象。
（2）发电机无异音、无振动、无串轴等现象。并应注意有无焦味。 （3）从窥视孔观察有无异状，端部绕组应无火花，头套温度应正常。 （4）灭火装置应有正常水压。
（5）励磁开关室内设备正常、清洁，接点严密无过热。
（6）检查发电机空气冷却室的门应关闭严密，冷却阀门应开度正常，如发现冷却风温度不正常时，可通知汽机副司机调节。
（7）检查发电机各部温度不应超过规定值。
发电机在运行中除进行上述检查外，对励磁回路的绝缘电阻应进行监视，规定每班要测量一次，测量结果不应低于0.5M?。 七、解列与停机
在接到电网调度员解列命令后，操作人员应按值长命令填写操作票，经审核批准后执行。
有的发电机出线上带有厂用电，则首先应将厂用电切换后，拉开供厂用电的开关，随后将本机组的有功及无功负荷转移到其它发电机上。对于正常停机，应在机组有功负荷降到某一数值后，停用自动调节励磁装置，然后将有功和无功降到零时，才能进行解列。在减有功负荷的同时，注意相应减少无功负荷，保持功率因数约为0.85。
断开发电机出口开关，调整励磁调节器的自动（或手动）整定开关，使励磁电流减小，检查发电机电压约为8.4kV时，断开励磁机磁场开关，记下解列时间。
解列后，如果发电机必需停下来，值长应通知汽机值班员减速停机，拉开发电机出线隔离开关，停运主变压器及其冷却装置，拉开主变压器中性点接地刀闸。
在解列与停机之间的时间内，定子的冷却水系统应继续运行，直至汽轮机完全停止转动为止。如果发电机停用时间较长，应将定子绕组和定子端部的冷却水全部放掉，吹干，冷却水系统管道内的积水也应放掉，并注意使发电机各部分的温度不低于＋5℃,以防止冻坏。
运行两个月以上的发电机停机后，应对发电机的水回路进行反冲洗，以确保水路畅通。
第四节 同步发电机的正常运行方式
装设在发电厂的发电机组，对每一台发电机，电厂有关部门都应根据制造厂提供的技术资料及部颁发电机运行规程并参考安装、试验资料，制定本机组的运行规程。
发电机按运行规程规定数据运行的方式称为额定运行方式或正常运行方式。
一、发电机的允许温度和温升
同步发电机厂房内的环境温度不得低于+5℃。
密封式冷却的发电机最低进风温度以整体冷却器不出现凝结水珠为标准。通常这一温度不低于20℃。双水内冷发电机应保持定子内冷水温度高于进风温度，以防止发电机内结露。
运行中应对定子测温元件的温差和出水支路同层各定子线棒引水管出水温差进行监视，温差控制应按厂家规定执行，如表3–2所示。
表3–2 发电机各部温度限额 发电机的部位 定子铁芯轭部 定子铁芯齿部 定子线圈 定子线圈进/出水 转子线圈进/出水 铜屏蔽进/出水 发电机进/出风 主励磁机定子线圈 主励磁机转子线圈 励磁机两端风温差 励磁机进出风温差 温度上限（℃） 140 120 90 5～40/80 5～40/80 5～40/80 40/80 115 130 3 25
当定子线棒最高与最低温度的差值达到8℃或定子线棒引水管出水温度差达到8℃时应报警，查明原因
允许温差（℃） 90 80 50 40 40 40 40 75 90 并加强监视。此时可降低负荷。一旦定子线棒温差达14℃；或出水温差达12℃；或任一定子槽内层间测温元件温差超过90℃；或出水温度超过85℃时，在确认测温元件无误后，为避免发生重大事故，应立即停机进行反冲洗及相关的检查处理。 二、电压的允许变动范围 电压是供电的质量指标之一。过高或过低的电压变动，对系统及用户的正常生产、生活都会产生影响；对电力系统及发电机本身也有影响。如电压过高会影响用户用电设备的使用寿命；而电压过低将使用户电动机发热甚至烧毁。
在实际运行中，由于电力系统负荷总是变动的，所以不可能使电压始终保持在某一数值上，常因电力系统的需要而保持在一定范围内变动。
发电机正常运行时电压的变动范围是在额定电压±5%以内，此时发电机的额定容量可保持不变。即当电压降低5%时，定子电流可升高5%；而当电压升高5%时，定子电流应降低5%。
发电机连续运行的最高允许电压应遵循制造厂的规定，但最高电压不得大于额定值的110%，因为当电压过高运行时可能产生以下危险：
（1）转子励磁电流增加，可能使转子绕组温度超过允许值。若维持转子电流不变升高电压，则需降低出力。
（2）定子铁芯磁通密度增大，铁损增加，可能使定子铁芯和定子绕组温度超过允许值。 （3）由于定子铁芯磁通密度增大，铁芯饱和后发电机端部漏磁也会增加，会引起发电机的实体部分（如漏磁逸出轭部，绕穿机座某些结构部件如支持筋、机座，齿压板等）和支持端部的金属零件发生过热，造成事故。
（4）过电压运行对定子绕组绝缘（如存在绝缘薄弱点）有击穿危险。
发电机的最低运行电压应根据稳定的要求来确定，一般不应低于额定值的90%。电压过低造成的危害是：
（1）引起系统并列运行稳定性问题和发电机本身励磁调节稳定性问题。当发电机电压低于95%以下运行时（一般到90%），会使系统并列运行稳定度大大降低，因为此时由于励磁电流的减少使定子磁场和转子磁场拉力减少，很容易产生失步和振荡。此外，发电机正常运行时，铁芯磁密工作在饱和区，当降低电压使发电机工作在不饱和区后，励磁电流的不大变化将会引起电压的较大波动，调节是不稳定的。
（2）定子绕组温度可能升高。在电压降低时若要保持出力不变，必需增加定子电流。当电压降低到额定值的95%时，定子电流长期允许值不得超过额定值的105%。因为当电压低于额定值时，铁芯磁密降低，铁损降低。所以稍微增加定子电流，绕组温度不会超过允许值；但当电压低于95%以下时，定子电流就不允许再增加，否则定子绕组温度会超过允许值。
（3）引起厂用电动机和用户电动机运行情况恶化。因为电动机力矩与电压平方成正比，电压下降使电动机力矩大为下降，引起电动机电流增大而发热。对厂用电还要影响机组出力，可能导致发电机运行状况变坏，引起更大事故。
三、频率的允许变动范围
频率也是供电的质量指标之一。频率的降低会给工业生产带来很大的损失。因为用户广泛应用的感应电动机，它的转数是随着频率而变化的，用户电动机转数变化过大，就要影响工业品的产量和质量。同时，频率的变化对发电厂厂用机械也有较大影响，有时会造成很大的危害。
发电机在运行时，最好保持额定频率。我国规定的额定频率为50Hz。但因电力系统中负荷的增减等原因，有时在高峰负荷情况下，不能保持额定频率。
当系统频率的变动范围为50±0.5Hz（容量在200MW及以上电力系统为±0.2Hz）时，发电机可按额定容量运行。
系统频率过高，会使发电机转速增加，进而导致发电机转子离心力增大，严重时会造成破坏。但在汽轮发电机组中，与其同轴的汽轮机装有保护装置，使汽轮发电机组的转速限制在一定的范围内，转速再继续升高，保护装置动作，关闭主汽门，使汽轮发电机组停止运行。正常运行时系统频率过高的情况不多。 运行中容易碰到的是系统频率降低，并且在降低后会维持一段时间的运行。频率降得太低时，发电机的出力就会受到限制。发电机运行频率过低，对运行中的发电机会产生以下影响：
（1）当发电机的转速降低时，就使发电机端部通风量减少，冷却条件变坏，使绕组和铁芯的温度增高，造成机组的出力降低。
（2）发电机的感应电势与频率和磁通成正比，因此如果频率降低，要在同样负荷情况下保持母线电压不变，必须相应地增加磁通，即增大转子的电流，这样就使转子过热，要避免过热就要降低负荷。定子铁芯内磁通虽然增加，但因频率的降低使其铁损减小，抵消了因磁通增加而增加的铁损，所以定子铁芯的温度变化不大。
（3）汽轮机在较低转速下运行时，会造成叶片的过负荷，产生机组振动，影响叶片寿命，同时容易引起其他事故。
（4）当频率降低时，发电厂的厂用电动机转速也相应下降，这样会影响发电厂的正常生产。如循环水量不足，凝结水抽出较慢，造成汽轮机真空下降，锅炉给水压力不足，影响锅炉上水，从而又影响锅炉的汽压降低，使水位不够稳定等。所有这些都会影响到发电机的出力，又转而促使系统频率再度降低，如此循环下去，会造成电力系统频率崩溃。 四、功率因数的允许变动范围
一般情况下，中小型发电机的额定功率因数是0.8，大型发电机的功率因数是0.85或0.9。
发电机在运行中若其功率因数不同于额定值时，发电机的负荷应调整到使其定子和转子电流不超过在该冷却气体温度下所允许的数值。
发电机的功率因数，一般不应超过迟相0.95，如有自动励磁调整器，必要时可以在功率因数为1的条件下运行，并允许短时间功率因数在进相0.95～1的范围内运行。内冷发电机功率因数从额定值到1之间的长时间允许负荷，应由专门的试验确定。
为了保证运行的稳定，规定发电机功率因数不超过迟相0.95运行。因为发电机的功率因数越高，表示输出的无功功率越少，而当功率因数等于1时就不输出无功功率。因为发电机输出的无功功率是从调节转
子绕组的励磁电流得到的，当功率因数越高时，表示发电机的励磁电流越小，发电机定子和转子磁极间的引力减小而功角增大，因此会使运行的稳定性降低。
当功率因数低于额定值运行时，发电机的出力也应降低。因为当功率因数降低时，为维持定子电压不变，需要将转子电流增加。因此当在低于额定功率因数下运行时，还要保持发电机的出力不变，则转子电流必超过额定值，使转子绕组的温度超过允许值。为使转子绕组温度不超过允许值，就必须降低定子电流即降低出力。
当功率因数在额定值到1的范围内变动时，发电机的出力可维持不变。因为功率因数高于额定值时，在同样的定子电流下，所需要的转子电流不需增加。因此，不存在转子过热问题，所以不需降低出力。 五、负荷不对称的允许范围
发电机通常是在三相负荷对称的情况下运行，但发电机在运行中可能遇到负荷不对称的情况，如送电线路一相断线或在送电时有一相开关没合上，主变压器高压侧一相开路或发电机母线侧一相开路等。在正常运行时，负荷分配不对称，也会引起不同程度的三相负荷电流的不对称。
同步发电机的设计都是按对称负荷考虑的，在负荷不对称的情况下运行时，会引起发电机转子过热和机组振动。发电机允许不对称电流值，应遵守制造厂的规定。在无制造厂规定时，可按照下列规定的执行： （1）在按额定负荷连续运行时，汽轮发电机三相电流之差不得超过额定电流的10%，同时任何一相的电流不得大于额定值。水轮发电机由于转子散热条件好，可允许大些，但也不得超过额定电流的20%。 （2）在低于额定负荷运行时，每相电流之差可以大于上述规定，但具体数值应根据试验确定，试验应满足以下约束条件：
1）转子绕组和铁芯温度不得超过允许值。 2）定子任何一相电流不得超过额定值。 3）发电机组的振动不得超过允许值。
（3）转子为绑线式的汽轮发电机，禁止在负荷不对称下运行。
发电机短时允许的不对称电流值，应遵守制造厂的规定，无制造厂规定时，可按下式计算
I22*t≤10s
式中 I2*——负序电流标么值；
t——I2的持续时间（s）。
在三相负荷对称时，发电机定子绕组中三相电流相等，相位互差120?，在发电机中就产生一个与转子同方向同速度的旋转磁场。当三相负荷不对称时，三相电流不等，相位差也不相等。此时定子电流由正序电流和负序电流组成，由负序电流产生的磁场，其方向与转子的旋转方向相反，从相对关系来看，此旋转磁场以两倍转子的转速切割转子。因此，在转子铁芯的表面、槽楔、转子绕组、阻尼绕组（如果有）和转子的其他金属构件中感应出两倍频率的电流，由于集肤效应的作用电流将主要沿转子表面流通，流过转子本体、转子套箍、甚至中心环，引起发热，特别是在结合部位（如转子套箍结合部），发热更为严重，可能引起烧损。
不对称电流所形成的磁场也不平衡，所以旋转磁场对转子的作用力也就不同，因而引起了机组的额外振动。对于汽轮发电机来说，发热是主要威胁；而对水轮发电机来说，振动是主要威胁。
发电机在运行中，运行人员发现三相电流不对称超过允许值时，应立即查明原因消除，否则应按规定减负荷。
同步发电机不对称运行时所允许的不对称电流和持续时间参见表3–3。 六、负荷增长速度的规定
发电机并入电网后，有功负荷增加的速度，主要取决于动力方面（锅炉、汽轮机）。 在正常情况下，发电机并网后，其定子绕组即可带50%的额定电流，然后按表3–4 规定时间以均匀的速度增加至额定电流值。
在热状态或在事故状态下，任何发电机负荷增长速度均不受限制。负荷增长速度如制造厂有规定时，应遵守制造厂的规定。
表3–3 序号
同步发电机不对称运行时所允许的不对称电流和持续时间 允许不对称电流 电机种类和冷却方式 运行情况
