水环真空泵导致机组并网困难，或者机组甩负荷后不能达到空载稳定。不过反“S”特性并非水泵水轮机所独有，水环真空泵且不一定导致运行不稳定。Martin理论推导得了水轮机在该区域稳定性的判别条件，即在零力矩点，力矩相对于转速的变化梯度为正值时，机组会产生空载不稳定，见图11。文献［18］报道某电站在6°开度下，真机并没有出现飞逸不稳定现象，而在20°开度下，出现了空载不稳定。水轮机的外特性必然是内特性的外在体现，不稳定的根源在于零力矩点转轮内部极端不稳定的流动状态。为了准确分析反“S”区内的流态演变过程，对24°反“S”区域15个工况点转轮进口不同高程的周向平均流速分布进行了统计分析，得到反“S”区域流态的演变规律。
随着过流量的减小，转轮流速分布特征可以分成图11（a）所示的4个区域。图12所示，在1区，叶片进口各高度上所有流体都能顺畅流入转轮；在2区，下环侧出现回流，水流从上冠侧流入转轮，单位转速在下环侧回流量最大时达到最大值，即水头达到最小；在3区，转轮进口上冠侧出现回流，下环侧回流消失，单位转速随着单位流量减少而降低；突然转变为上冠和下环侧进流，中间区域出现回流。图13展示了相应的典型流态特征，在2区，转轮下环附近有一个顺时针旋转的入流漩涡，水流从上冠侧流入，下环侧流出，在上游入流水流的作用下，下环侧形成一个反向旋转的周向行进环形涡流；在3区，转轮上冠附近形成一个逆时针旋转的行进入流漩涡，水流从下环侧流入，上冠侧流出，在上游入流水流的作用下，上冠侧同样形成一个反向旋转的周向行进环形涡流。
