为什么水轮发电机突然甩负荷时其电压和频率都急剧增加

为什么水轮发电机突然甩负荷时其电压和频率都急剧增加

水轮机甩负荷后超速引起过电压是一种正常的电磁暂态现象，一般可以由发电机的励磁系统自动控制回调到正常电压，如果出现持续的过电压，则要检查励磁系统是否有问题。

发电机过电压保护是在汽轮发电机组甩负荷后的一种保护，用来防止发电机过电压破坏绝缘。

发电机在甩负荷后，如果调速系统动作迟缓，转速会上升很快，出现不允许的过电压，可能导致发电机的绝缘损坏，因此需设置过电压保护。

过电压
发电机未必超出的V/Hz（过激磁）限制时，也可能发生过电压。一般说来，这主要是水轮机问题，甩负荷时，转速可能是额定值的200％，如果没有投入电压调节器，将产生一个成比例升高的电压。这一情况下，基于V/Hz特性，过激磁可能没有超过范围，但是持续的电压幅值会超出允许范围。通常，因为调速系统的快速响应，对于汽轮机，这不是一个问题。

保护
发电机过电压保护是一个带频率补偿（或对频率不灵敏）过电压继电器。这个继电器应该由一个瞬时动作单元和有一个反时限特性的延时单元。瞬时动作单元整定为在130-150％额定电压下动作，而反时限单元整定为在110％额定电压下动作。

电压升高：简单的理解方法，根据法拉第电磁感应定律E=BLV(高中知识)，转速升高发电机电动势升高，除去发电机内阻，发电机出口电压升高。
频率升高：发电机甩负荷，机组转速升高，根据公式F=PN/60 F:发电机频率p 发电机极对数
N发电机转速

参考资料：《电机学》《水轮机调节》

因为发电机在甩负荷时，突然失去了定子有功电流产生的牵制电磁力矩和定子电流产生的去磁反应，造成发电机电压上升和转速上升。

在正常运行时 ，发电机是带负荷运行，也就是说发电机转轴上存在阻碍发电机转动的力矩，当突然甩负荷，负载力矩变为0，此时发电机输出的转矩不变，会发生了超转速现象，也就是飞逸现象，按转速与频率公式：n=60f/2p，频率会升高。同样，负载没了之后，电流突然变小，电压就升高了。