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1、当定子外加电压作电动机运行时，转速n总是低于气隙旋转磁场的转速ns，即n ns，这时电机中产生的电磁转矩与转向相同。(0
2、若电机空载运行，并外加一个驱动转矩使转速等于同步转速 (即n=ns)时，由于旋转磁场与转子间没有相对运动，电机的电磁功率为零，定子电流纯粹为激磁电流，定子从电网吸收的功率用于克服定子铜耗和铁耗，转子上的驱动功率则用于克服风耗和轴承损耗。
(s=0，同步运行)3、若继续增大驱动转矩，转子的转速将高于同步转速 (nn)，此时转子导体切割旋转磁场的方向就与n n.时相反，因而转子感应电势的方向就与n n.时相反，转子电流的有功分量随之反向在电网电压不变的情况下，为维护气隙主磁通的数值，转子电流有功量的反向。于是，电机由电动机过渡到发电机状态(s0，发电运行)
异步发电机接入电网极为简单，只要将转子拖到尽可能接近同步转速，并且转向和定子磁场旋转方向一致即可并入电网。
也就是先把转速n 调到异步机的同步转速 以上，然后再把旋转的异步电机的定子绕组并联在电网上，便可向电网输出电压、频率与电网完全一致的电力。定子绕组的电势和频率取决于电网的电压和频率，并在异步发电机接入电网时自动的建立起来。
特别注意并网运行时，由于发电机是从电网吸收滞后的无功功率来产生旋转磁场当作发电机励磁，所以异步发电机才能向电网输送能量。
异步发电机并网运行的优点是接入电网时不需要整步，运行中不会发生振荡，而这些却是同步发电机经常遇到的困难。
当发生短路时，除瞬时的短路电流外，不会有大的短路稳定电流，因为此时异步发电机将失去励磁。
增加转速，就增加输出给电,网的电流、功率。由于需从电网吸收滞后的无功功率以产生旋转磁场，这就恶化了电网的功率因数，使电网中无功不足，影响了电压的稳定性。因此，必须给电网并联适当的电容以补偿无功。
发电机励磁消耗无功功率，皆取自电网。应选用较高功率因数的发电机，并在机端并联电容；
并网瞬间与电动机起动相似，存在很大的冲击电流，应在接近同步转速时并网，并加装软起动限流装置。
并网型异步发电机的视在功率Ps由有功功率Pa和无功功率Qa合成。功率因数
为了提高异步发电机的功率因数，一般会用发电机并联电容器以补偿无功功率的办法，能够达到减少异步发电机从电网吸收的无功功率的目的。
目前，自励型利用三相异步电机改异步发电机虽然不尽合理，但作为一种简便易行的综合利用电源，均有其存在的必要性和合理性。
自励异步发电机的电容大小要选择适当。若电容过大，则空载电压太高，在过电压的情况下，容易损坏发电机和用电设备; 若电容偏小，则空载电压偏低，不能适应供电要求。异步发电机空载时建立标称电压所需电容称为主电容，可按照下面的方法计算。
为了使异步发电机的空载电压等于标称电压，必须使电容电流等于电机在标称电压下的励磁电流。当电容器接成。时，每相电容器的容抗值为：
电容器的额定电压必须高于实际在做的工作电压，在一般380V / 220V三相四线制氏压配电系统中，当电容器接成入时。其标称电压应不低于450V，当电容器接成Y时，其标称电压应不低于250V。
自励异步发电机在运行过程中，随着负载的增加，为了保持发电机输出电压的频率不变，就必须相应提高发电机的转速，否则负载增加后发电机的频率f及端电压均会下降，而端电压的下降又会导致励磁的电容电流减小，进一步使端电压下降。
因此，自励异步发电机负载增大时端电压下降得很快。若负载为电感性负载(变压器、异步电动机等)，则端电压下降比电阻性要严重得多。这是因负载中的感性电流将抵消励磁用的电容电流，从而使端电压急剧下降。
为了保持端电压不变，必须在负载增加的同时增大电容量。增加的这部分电容器称为辅助电容。
当负载为纯电阻(如电炉、电炽灯)时，负载功率因数为1，发电机达到满负荷时要保持额定电压不变，所要增加的辅助电容C，约为空载电容C的1.25倍，即:C1=1.25C。
当负载为电感性时，负载功率因数COS∮小于1，这时负载无功功率Q为P*sin∮
由以上分析可知。自励异步发电机在负载变化时，如果没有自动励磁调节装置其端电压和频率的变化是很难避免的。
投入负载时，要同时增加相应的辅助电容;切除负载时，应同时切除相应的辅助电容，以防运行中电压过高，损坏电容器和其它用电设备。如果负载为异步电动机，则其容量不应超过异步发电机容量的10%，电动机负载的总容量不应超过发电机容量的25%。
如果在运行中突然发生端电压消失，能马上切断负载，端电压将重新建立起来，空载电压建立起来以后再逐渐增加负载。
1、目前石化行业大多高温度高压力、腐蚀性强、易爆易燃等安全性要求特高，所属电气产品均要求防爆型产品，而防爆同步发电机与防爆异步发电机比较，造价又特高，运行要求也高。
2、国家提倡节能减排要综合节能应用，其工艺技术提高并日趋完善，工艺节能项目大力推广又多又好，同时地方又都狭小，又要安全防火防爆等。优推防爆异步发电机安全性要好。
3、异步电动机及异步发电机针对提高电机绝缘技术抗高温及满足防爆等等技术日益成熟。
基于以上原因，现在异步发电机运用特广，发展迅猛，并且容量日益大型化，控制保护推陈出新，如何设计大容量异步机发电控制? 如何减少对电网冲击? 将一一作简单介绍：
静止无功补偿器和建压电容共同为异步发电机提供无功功率，建压电容不但可以用于异步发电机的自激建压，同时也能够更好的降低SVC的设计容量。
异步发电机电压控制采用电压闭环控制，Uref为系统电压参考值。电压采样电路测出异步发电机的机端电压Ua,Ub,Uc，经过3/2变换并计算出旋转电压矢量的模值，与Uref作比较，其差值经过调节器、线性化环节处理并输出，然后该信号作为晶闸管的触发控制电压信号，控制TCR的导通角，以调节SVC的无功功率输出，从而维持异步发电机电压稳定。
为了改善控制性能，引入补偿电流lsvc的反馈。在电压反馈的外闭环之内再引入电流环的负反馈，以提高控制精度，如图所示。这样，控制管理系统中就有两个调节器，即电压调节器和电流调节器。
如果电流调节器的放大倍数足够高，或者采用有积分作用的调节器，则电流偏差就可忽略，甚至基本为零。
因此补偿电流将完全由电压调节器的输出信号决定，而与其他因素无关。补偿器电压-电流特性曲线的斜率则由电压调节器的放大倍数决定。
1、静止无功补偿器既能吸收也能发出无功功率，并能实现对无功功率的连续调节;TCR本身是一个谐波源，会给电网引入特定的谐波，通过设计针对特定次谐波的LC滤波器可以滤除含量较大的低次谐波，从而能够保证电网电压的质量。
2、TCR-FC型SVC操控方法简单，并且响应速度较快，虽然TCR具有非线性特性，但是在SVC的控制管理系统中加入线性化环节之后，使得svc控制管理系统成为线性控制管理系统，从而能够利用线性控制管理系统理论设计控制方法。
若电压调节器采用P控制规律，则SVC的电压-电流特性曲线为倾斜的直线，这种倾斜的特性能兼顾补偿器容量和电压稳定性的要求;若电压调节器采用PI控制规律，则SVC的电压-电流特性曲线为水平的直线，这时SVC能够保持异步发电机电压不变，但是SVC的容量要设计得更大。
异步发电机带最大负载时的稳压电容C1=Cin+Cco1，其中Cco1为初始机端电容，Cco为等效补偿电容，若Cin已知，则通过计算C1求出Cco1，以Cco1为基础，则可求出稳定电压所需得无功补偿容量S1，该无功补偿容量也就是FC的容量SFC。结合实际运行时定子频率ω1和端电压有效值U1，无功补偿容量的计算公式为
当异步发电机轻载并且输出电压为标称电压时，计算出此时等效稳压电容C2=Cin-Cco2，则能够获得Cco2的值，因此SVC吸收的无功功率S2为
为了确定SVC装置的容量，可以从功率平衡的方面出发计算出异步发电机分别带最大负载和轻载时，要维持稳态机端电压不变所需要的稳压电容值，然后求解出补偿电容的值，这样就可以把SVC容量的确定问题转化为异步发电机的稳压电容的计算问题。
为了保证异步电动机工作在发电机状态的输出电压频率为f≈50Hz，所以异步电动机的转速应约等于异步电动机的同步转速，而电压建立的数值条件要有足够的电容量。
电容量的选择很重要，电容量小了，电压建立不起来或不稳，电容量大了，所产生的电压高于标称电压。电容的接法分△接和Y接。
式中:V一异步电动机的额定电压; loa一电动机的空载电流的无功分量，它可通过空载实验求出。
无功补偿装置的发展经历了从电容器、同步调相机、静止无功补偿装置、静止无功发生器等几个不同阶段。
1、并联电容器结构相对比较简单、维护方便，但它只能发出无功功率，并且不能连续调节，当系统存在谐波时还有几率发生并联谐振。在系统的电压下降得比较大时，并联电容器提供的无功功率也急剧下降，从而使其补偿能力下降
2、较早出现的动态无功补偿装置是同步调相机，它既能发出无功功率，也能吸收无功功率，并且能对无功功率进行动态调节。由于同步调相机是机械装置，因而存在噪音比较大、维护更加困难的缺点，同时它的响应速度也不够理想。
3、上世纪70年代，静止无功补偿装置问世，并逐渐得到推广。最早的静止无功补偿装置是饱和电抗器，是由英国GEC公司于1967年研制成功的。
由于饱和电抗器是电力电子装置，不存在机械旋转部分，因此与同步调相机相比，响应速度更快。但是由于它的铁芯需要磁化到饱和状态，所以损耗比较大，其后被逐渐淘汰。
4、随着电力电子技术的发展，使用晶闸管的静止无功补偿装置被应用到电力系统无功功率控制当中。
80年代，美国GE公司、美国西屋公司等都成功地将使用晶闸管的静止无功补偿装置投入实际运行。我国现在也具备了静止无功补偿装置的制造能力。近几十年来，使用晶闸管的静止无功补偿装置使用愈来愈普遍，占据了很大的市场。
该装置采用电力电子开关，因调节迅速，制造成本低，在电力系统的应用中得到了成功，目前在输配电系统的无功补偿当中，SVC仍然具备极其重大的地位。
但是，静止无功补偿器也有一定的缺陷，首先它是一个谐波源，会给电网带来谐波污染，而且其主电路中需要大电感，这增加了该装置的成本和体积，这限制了它的继续推广。
另外，静止无功发生器的操控方法更复杂，对控制器的要求比较高，因此它的推广应用还要进一步的研究由此可见，无功补偿器发展的历程，也是对补偿无功性能一直在改进的过程。晶闸管控制电抗器响应速度较快，可连续调节无功，虽然谐波较大，但是通过LC滤波器可以较为容易地滤除。
由于使用晶闸管的静止无功补偿装置具有优良的性能，所以近年来在全球范围内其市场一直在迅速而稳定地增长，占据了静止无功补偿装置的主导地位。
2021年，某公司上了一台10kv/3550kw并网型异步发电机，根据异步发电机原理，膨胀机直接驱动，拖动该异步发电机并网发电。
由于发电机并网前本身无电压，造成并网瞬间会产生比发电机额定电流大数倍的暂态冲击电流，同时异步发电机励磁自激发电的瞬间，中性点电流互感器检测的电流波形干扰较大，电网无功瞬降太厉害，电网电压波动也大。
从该录波图中分析，在“电拖”整一个完整的过程中，相对时间-21.446ms (T2)时电机启动有电流，0.554ms(T3)时保护启动，30.554ms(T5)时机端两侧差流最大，瞬时电流峰值达11.186le，仅用时30.554+21.446=52ms81.554ms (T8) 时差流完全消失，两侧电流平衡。整个差流维持时间仅81.554+21.446=103ms，开关跳位到装置判断记时计算在T2。
异步发电机当电机拖动时启动电流、保护启动、差流最大及差流完全消失时时间波形图：
按正常发电机保护设施整定，异步发电机并网发电时比率差动动作跳闸时录波图，图中记录了有关启动电流、保护启动、比率差动动作、开关跳位等的时间波形图。
异步发电机并网发电电流、保护启动、比率差动动作开关跳位时的时间波形图 (比率差动动作跳闸)
发电机保护保护设施退出比率差动保护 (差动速断正常投入)，异步发电机正常并网发电并网成功录波图，记录有关启动电流、保护启动、比率差动最大、差流完全消失等的时间波形图。
从该录波图中分析，在并网整一个完整的过程中，按坐标-14.417ms(T2)时电机启动有电流，0.583ms(T3)时保护启动，19.583ms(T5)时机端两侧差流最大，瞬时电流峰值达10.789le,88.583ms(T8)时差流完全消失，两侧电流平衡。整个差流维持时间仅88.583+14.417=103ms。
异步发电机并网发电电流、保护启动、比率差动最大、差流完全消失时的时间波形图(并网成功)。
1、发电机电拖启动与发电启动差流维持时间基本相同，均约为103ms五个周波。
2、并网瞬间建立磁场的过程中，为规避保护比率差动动作，开关执行44ms完全断开。
经分析，发电机并网延时103-44=60ms，躲过最易产生差流时间，发电并网就不会因比率差动动作保护而跳闸，这就是要解决的方案。
并网合闸瞬间，发电机三相绕组因制造原因，交链磁链的初始值不同，三相电流波形的暂态分量(由暂态直流分量、衰减的暂态交流分量、稳态交流分量组成) 是不同的 (正负半波的对称度不一样)，且是随机的，每次并网都有所差异，但总体是一相往正值偏，一相往负值偏，一相偏的很少。从异步发电机并网的电流波形分析，当暂态分量在101ms(即5个周波内) 基本衰减完时，电流波形变成正负半波对称的稳态分量。
(1)：转差率s对并网合阐电流的稳态分量影响很大,而在拖动进入同步转迷时，对当作发电机并网冲击电流的最大值影响不大。
(2)：冲击电流的大小主要决定于瞬态电抗。用加大漏抗来减小冲击电流对异步发电机稳态运行不利，所以限制合闸冲击必要时只能采用临时串电阻、电抗或双向品闸管的办法，待瞬态分量衰减到某些特定的程度后将其短路。
(4)：冲击电流幅值与合闸时刻的切相角关系很大 在试验用电机参数条件下，冲击电流的最大值总是出现在110e和-70 附近而不是象正常的情况 90°。
(5)：异步发电机定转子多用半闭口槽，由于冲击电流很大，漏磁路有些饱和，用未饱和参数计算合闸冲击电流会略偏小，但用饱和值计算却偏大。
1、差动保护两侧TA回路的暂态特性差异，在差动保护中短时出现较大的差流致使差动保护误动。
2、差动保护两侧TA二次电流分别通过装置的辅助小TA回路进入差动回路。监测及辅助TA回路二次换算的差异也易产生差流。
3、TA在异步发电机并网瞬间冲击电流大时，互感器饱和，电流测量失线、保护设施测量处理误差。
以NSR-376GL同步发电机差动保护设施为例，来分析该发电机保护测控装置差动保护原理，如何设置整定异步发电机差动保护:
1、差动速断: 该保护为快速切除区内严重故障而设。当任一相差流ld 大于差动电流速断保护整定值Icdsd时，瞬时发出命令
图中Icdsd以上速断区为该保护动作区，定值按躲过机组非同期合闸时的最大不平衡电流整定一般为5-6Ie(Ie发电机额定电流)
2、比率差动: 图5中Id为差动电流，Ir为制动电流，lcdqd为差流启动门槛定值，lcdsd为差动电流速断定值，k为比率制动系数定值，Ir1为比率特性拐点制动电流整定值。计算式如下:
1、 Icdsd: 一般整定为5-6Ie来躲过机组非同期合闸时的最大不平衡电流:本机组整定5Ie。
2、 Icdqd: 一般整定为 0.3 Ie (Ie发电机额定电流)。躲过发电机额定工况下差动保护回路中的最大不平衡电流。在发电机额定工况下,在差动回路中产生不平衡电流的原因，主要有差动保护两侧TA的变比误差、两侧通道回路的调整误差。差动保护两侧TA二次电流分别通过装置的辅助小TA等回路进入差动回路。由于两侧辅助TA、通道回路的差异及调整误差，也会在差动回路中产生差流该误差通常称为通道变换及调整误差。
3、Ir:一般整定为 (0.8~1.0) Ie。拐点电流Ir的大小，决定保护开始产生制动作用的电流的大小。由图5看出:在初始动作电流Icdqd及动作特性曲线的斜率K相同的情况下，Ir越小，差动保护的动作区越小，而制动区增大。因此，拐点电流的大小，直接影响差动保护的动作灵敏度。运行实践表明:当故障点距离发电机较远时，发电机提供的短路电流可能小于或等于额定电流。但在远处故障或近处故障切除后的暂态过程中，由于差动保护两侧TA及回路的暂态特性差异，可能在差动保护中短时出现较大的差流，致使差动保护误动产生的不平衡电流将更大。所以本发电机组减小拐点电流取0.8 Ie。
4、比率制动系数K: 对于发电机完全纵差保护，Kz可取0.3:而对于不完全纵差保护，Kz可取0.3~0.4。本机组取0.4。
从上录波图中分析中得知，为保证发电并网合闸过程中，比率差动不动作，可在保护方式上入手考虑，为规避风险，躲过该时段，采取:
1、将接入保护设施的并网开关“合位”量，经中间继电器转换，相当于该接点“延时”后再接入，从物理时限上让装置延时躲过保护启动时间;
2、从保护设施的程序编制入手，开发变更设计程序，一旦检测到有比率差动电流值时，启动闭锁保护，或者让保护出口延时100ms (5个周波)，再投入输出出口保护跳闸。
由于异步发电机固有特性，其本身没有励磁装置，必须接入电网，吸收网上的无功或并联电力电容作“励磁”态。并网时瞬间从网上吸收无功突增大大地影响了本网段电网质量。
根据以上机组并网录波分析，大约持续0.1秒后进入稳态，无功降低也会达到稳定。所以设计时，要根据异步发电机容量，选择并网段的无功补偿装置的“同期”投入，减少因发电并网导致电网电压波动。
针对大型异步发电机发电能否像同步发电机一样，“ 同期”比较后无扰稳妥并网呢? 设想如下:
大型异步发电机在有动力源拖动情况下，因异步发电机有剩磁，机端极易产生不规则的机端电压，通过并联机端可调节静止无功补偿装置 (SVC或电力电容) 调节升压至同幅值，选择同期装置来达到与同步发电机一样控制并网的目的，设计选用专用异步发电机保护设施，无需考虑比率差动时效，可类同同步发电考虑用无功调制电压后，再“同期”合闸，达到同样无扰并网:
缺点就是增加升压成本和同期监测成本，反过来说，升压用的装置成本投入后,对电网质量的提升有着非常高的实用和经济价值。
这一控制方式，目前正在做一台7500kw10kv异步发电机安装调试，说明如下。
1、异步发电机按“电拖”空载试验确定旋转方向。确定转子转向与定子旋转磁场方向一致,即发电机按电网相序旋向，是否与机械拖动机标注的旋转方向一致:
2、发电机转速略高于同步转速时并网。让发电机机端剩磁建压后，启动自动调节SVC静止无功补偿器，调制机端电压。
3、直接采用同期装置，采集“机端”和“待并端”电压比较，同时调节转速和SVC装置，采用“同期”并网，消除了暂态冲击电流大的问题，不会引起比率差动误动作等相关问题。
4、并网后，根据自身的需求自动投切主网电容投入量，满足电网和发电机带载需求，正常运行。
由于异步发电机并网运行的优点明显，异步发电机也广范应用于低温余热行业(如地热、公油、水泥、钢铁等)，化工生产多数需防爆环境，利用其低温余热发电，达到节能减排，尤其具有其社会意义
