同步發電機正常運行時，相對靜止的定子磁極(定子三相繞組合成磁場)與轉子磁極(轉子磁場)之間可看成有彈性的磁力線聯系。當負載增加時，轉子的位移角δ(功角)將增大，這相當于把磁力線拉長;當負載減小時，δ角將減小，這相當于磁力線縮短。當負載突然變化時，由于轉子有慣性，轉子位移角不能立即穩定在新的數值，而是在新的穩定值左右要經過若干次擺動，這種現象稱為同步發電機的振蕩。
       振蕩有兩種類型，一種是振蕩的幅度愈來愈小，δ角的擺動逐漸衰減，最后穩定在某一新的位移角下，仍以同步轉速穩定運行(稱同步振蕩);另一種是振蕩的幅度愈來愈大，δ角不斷增大，直至脫出穩定范圍，使發電機失步，發電機進行異步運行(稱非同步振蕩)。
1.發電機發生振蕩或失步時有如下現象：
       1)定子電流表指示超出正常值，且往復劇烈擺動;
       2)定子電壓表和其他母線電壓表指針指示低于正常值，且往復擺動;
       3)有功負荷與無功負荷大幅度劇烈擺動;
       4)轉子電壓、電流表的指針在正常值附近擺動;
       5)發電機發出有節奏的鳴聲，并與表計指針擺動節奏合拍;
       6)低電壓繼電器和過負荷保護可能動作報警;
       7)在控制室可聽到有關繼電器發出有節奏的動作和釋放的響聲，其節奏與表計擺動節奏合拍。
2.發電機振蕩和失步的原因：
       1)靜態穩定破壞。這往往發生在運行方式的改變，使輸送功率超過當時的極限允許功率。
       2)發電機與電網聯系的阻抗突然增加。這種情況常發生在電網中與發電機聯絡的某處發生短路，一部分并聯元件被切除，如雙回線路中的一回被斷開，并聯變壓器中的一臺被切除等。
       3)電力系統的功率突然發生不平衡。如大容量機組突然甩負荷，某聯絡線跳閘，造成系統功率嚴重不平衡。
       4)大機組失磁。大機組失磁，從系統吸取大量無功功率，使系統無功功率不足，系統電壓大幅度下降，導致系統失去穩定。
       5)原動機調速系統失靈。原動機調速系統失靈，造成原動機輸入力矩突然變化，功率突升或突降，使發電機力矩失去平衡，引起振蕩。
       6)發電機運行時電勢過低或功率因數過高。
       7)電源間非同期并列未能拉入同步。
3.單機失步引起的振蕩與系統性振蕩的區別：
      1)失步機組的表計擺動幅度比其他機組表計擺動幅度要大;
      2)失步機組的有功功率表指針擺動方向正好與其他機組的相反，失步機組有功功率表擺動幅度可能滿刻度，其他機組在正常 值附近擺動;
      3)系統性振蕩時，所有發電機表計的擺動是同步的。
4.發電機振蕩或失步的處理：
       當發生振蕩或失步時，應迅速判斷是否為本廠誤操作所引起，并觀察是否有某臺發電機發生了失磁。如本廠情況正常，應了解系統是否發生故障，以判斷發生振蕩或失步的原因。發電機發生振蕩或失步的處理如下：
      1) 立即增加發電機的勵磁電流。通過增加勵磁電流，以提高發電機的電勢，增加功率極限，提高發電機穩定性。這是由于勵磁電流的增加，使定、轉子磁極間的拉力增加，削弱了轉子的慣性，在發電機到達平衡點時而拉入同步。但發電機勵磁系統若處在強勵狀態，1min內不應干預。
      2) 如果是由于單機高功率因數引起，則應降低有功功率，同時增加勵磁電流。這既可降低轉子慣量，也提高了功率極限而增加機組穩定運行能力。
      3) 當振蕩是由于系統故障引起時，應立即增加各發電機的勵磁電流，并根據本廠在系統中的地位進行處理。如本廠處于送端，為高頻系統，應降低機組的有功功率;反之，本廠處于受端且為低頻率系統，則應增加有功功率，必要時采取緊急拉路措施，以提高頻率。               
      4) 如果是單機失步引起的振蕩，采取上述措施經一定時間仍未進入同步狀態時，根據現場規程規定，應將機組與系統解列。

以上處理，必須在系統調度統一指揮下進行！