发电机故障产生的原因有很多，多是由于制造上的缺陷、安装和检修的质量不良,运行人员的误操作、绝缘老化脆弱以及外部发生短路故障时的冲击力等等造成的。由于这些原因 ,常常引起发电机转子绕组接地、定子绕组绝缘损坏、励磁机碳刷打萨登、发电机过负荷、电机非全相运行等故障

1发电机失磁

1.1发电机失磁原因：运行中的发电机,由于灭磁开关受震动或误动而跳闸,磁场变阻器接触不良,励磁机磁场线圈断线或整流子严重打萨登等原因,造成励磁回路断路时,将使发电机失磁。

1.2失磁时出现的象征：发电机定子绕组电流显著增加,有功功率略有下降；发电机及系统电压降低；转子励磁电流突然降为零或接近于零,励磁电压也接近为零；发电机无功表指示反向,从送出无功变为从系统吸收无功功率,其表计同时做周期性摆动,摆动的频率为转差率的1倍。

1.3失磁后产生的影响：发电机失磁后,就从同步运行变成异步运行,从系统吸取大量的无功功率,发电机的转速将高于系统的同步转速。这时由定子电流所产生的旋转磁场将在转子表面感应出频率等于转差率交流感应电动势,它在转子表面产生感应电流,使转子表面发热。发电机所带的有功负荷越大,则转差率越大,感应电势越大,电流也越大,转子表面的损失也越大。在发电机失磁瞬间,转子绕组两端将有过电压产生,转子绕组与灭磁电阻并联时,过电压数值与灭磁电阻值有关,灭磁电阻值大,转子绕组的过电压值也大,试验表明, 如果灭磁电阻值选择为转子热态电阻值的5倍时,则转子的过电压值为转子额定电压值的2~ 4倍。

1.4失磁后允许运行时间及所带负荷。发电机失磁后,是否可以继续运行,与失磁运行的发电机容量和系统容量的大小有关。大容量的发电机失磁后,应立即从电网中切除,停机处理。发电机容量较小, 电网容量较大,一般允许发电机在短时间内, 低负荷下失磁运行, 以待处理失磁故障。但是由于TRT发电工艺的特殊性, 热电厂采用的是发电机失磁后, 也立即从电网中切除, 停机处理的模式。

2发电机定子绕组损坏：发电机由于定子线棒绝缘击穿,接头开焊等情况将会引起接地或相间短路故障。当发电机发生相间短路事故或在中性点接地系统运行的发电机发生接地时,由于在故障点通过大量电流,将引起系统突然波动,同时在发电机旁往往可以听到强烈的响声,在视察窗外可以看见电弧的萨登光,这时发电机的继电保护装置将立即动作,使主开关、灭磁开关和危急遮断器跳闸, 发电机停止运行。

3发电机转子绕组接地：发电机转子因绝缘损坏,绕组变形,端部严重积灰时,将会引起发电机转子接地故障。转子绕组接地分为一点接地和两点接地。转子一点接地时,线匝与地之间尚未形成电气回路,因此在故障点没有电流通过,各种表计指示正常,励磁回路仍能保持正常状态,只是继保信号装置发出“转子一点接地”信号,其发电机可以继续运行。

但转子绕组一点接地后,如果转子绕组或励磁系统中任一处再发生接地,就会造成两点接地。转子绕组发生两点接地故障后,部分转子绕组被短路,因为绕组直流电阻减小,所以励磁电流将会增大。如果绕组被短路的匝数较多, 就会使主磁通大量减少,发电机向电网输送的无功出力显著降低,发电机功率因数增高,甚至变为进相运行,定子电流也可能增大,同时由于部分转子绕组被短路,发电机磁路的对称性被破坏,它将引起发电机产生剧烈的振动。转子线圈短路时,因励磁电流大大超过额定值, 如不及时停机,切断励磁回路, 转子绕组将会烧损。

4发电机过负荷运行：运行中的发电机应在规定的额定负荷或以下运行,否则发电机定、转子温度将超过其允许数值,使发电机定、转子绝缘很快老化而损坏, 所以当发电机过负荷时,应进行调整,减低负荷。当系统发生事故,使电力不足或因系统运行情况突变而威胁到系统的静态稳定时,允许发电机在短时间内过负荷运行,此时值班人员应密切监视定转子绕组温度,其数值不得超过正常允许的监视温度。转子绕组也允许在事故情况有相应的过负荷。但是对任何发电机,都禁止在正常情况下使用这些过负荷余量。