Prądnicę wzbudzono oraz doprowadzono do prędkości obrotowej bliskiej prędkości synchronicznej. Synchronizacja z siecią sztywną przeprowadzana jest za pomocą żarówek w układzie widocznym na schemacie. W której z wymienionych sytuacji można zamknąć łącznik Ł, który przyłączy prądnicę do sieci?
Poprawna odpowiedź opisuje dokładnie ten moment, w którym prądnicę synchroniczną można bezpiecznie i zgodnie ze sztuką przyłączyć do sztywnej sieci 3×400 V. Zgaśnięcie żarówek w klasycznym układzie synchronizacji żarówkowej oznacza, że międzyfazowe napięcia sieci i prądnicy są praktycznie równe oraz że ich kolejność faz jest zgodna. Innymi słowy: wektory napięć są ustawione w fazie, więc różnica napięć między odpowiednimi zaciskami jest bliska zeru – dlatego żarówki nie świecą. Jednocześnie woltomierz V0 wskazujący wartość bliską 0 V potwierdza, że nie ma istotnej składowej różnicowej napięcia, więc po zamknięciu łącznika Ł nie wystąpi nagły wyrównawczy prąd udarowy. W praktyce operator najpierw doprowadza prędkość obrotową prądnicy do wartości bliskiej synchronicznej (częstotliwość zgodna z siecią, np. 50 Hz), reguluje wzbudzenie tak, aby napięcie fazowe/międzyfazowe prądnicy było równe napięciu sieci, a następnie obserwuje żarówki i V0. Dobrą praktyką jest zamknięcie łącznika w chwili minimalnego żarzenia (lub całkowitego zgaśnięcia) i minimalnego wskazania V0, przy możliwie wolnym „przesuwaniu się” ciemnych okresów – wtedy różnica częstotliwości jest bardzo mała. Tak uczy się na laboratoriach maszyn elektrycznych i tak też realizuje się ręczną synchronizację w wielu starszych siłowniach. W nowoczesnych instalacjach robi to automat synchronizujący, ale zasada fizyczna jest dokładnie ta sama: napięcie, częstotliwość i kąt fazowy muszą być zgodne, zanim generator zostanie dołączony do sieci.
W tym zadaniu łatwo dać się złapać na pozornie logiczne skojarzenia z napięciem 400 V i świeceniem żarówek, ale w synchronizacji prądnicy z siecią sztywną kluczowe są trzy warunki: równość napięć, równość częstotliwości oraz zgodność kątów fazowych i kolejności faz. Żarówki w układzie trójżarówkowym są włączone tak, że świecą wtedy, gdy między odpowiednimi fazami prądnicy i sieci istnieje różnica napięcia, czyli gdy wektory napięć nie są w fazie. Jeśli żarówki zgasły, ale woltomierz V0 wskazuje około 400 V, oznacza to, że układ jest źle zinterpretowany: w praktyce taki odczyt sugerowałby, że mierzysz inne napięcie niż różnicowe między siecią a generatorem. Nie można przyłączać generatora, gdy jakikolwiek woltomierz różnicowy pokazuje wartość zbliżoną do napięcia znamionowego, bo to jest zapowiedź bardzo silnych prądów wyrównawczych i udaru elektromagnetycznego w chwili zamknięcia łącznika. Podobnie mylące jest kierowanie się wyłącznie odczytem zwykłego woltomierza fazowego, np. V1 wskazującego 400 V przy jednoczesnym świeceniu żarówek. To tylko dowód, że napięcie prądnicy ma właściwą wartość skuteczną, ale faza jest przesunięta względem sieci – żarówki świecą, bo różnica napięć między odpowiednimi zaciskami jest istotna. Zamknięcie łącznika w takim momencie spowodowałoby gwałtowne dociągnięcie generatora do kąta sieci, duże momenty dynamiczne i możliwość uszkodzenia sprzęgła lub samej maszyny. Częstym błędem jest też skupianie się tylko na częstotliwości (np. obserwacja V2 czy częstotliwościomierza) i ignorowanie faktu, że żarówki zapalające się i gasnące niejednocześnie wskazują na złą kolejność faz. Nawet jeśli częstotliwość i poziom napięcia są poprawne, przy złej kolejności faz dołączenie generatora do sieci spowoduje powstanie wirującego pola o przeciwnym kierunku, co w praktyce kończy się bardzo nieprzyjemnymi zjawiskami dynamicznymi. Dobra praktyka synchronizacji mówi jasno: dopiero gdy żarówki jednocześnie gasną (lub są minimalnie przyciemnione) i miernik napięcia różnicowego pokazuje wartość bliską 0 V, a częstotliwość jest zgodna z siecią, można bezpiecznie zamknąć łącznik i dołączyć prądnicę.