發電機故障產生的原因有很多，多是由于制造上的缺陷、安裝和檢修的質量不良,運行人員的誤操作、絕緣老化脆弱以及外部發生短路故障時的沖擊力等等造成的。由于這些原因 ,常常引起發電機轉子繞組接地、定子繞組絕緣損壞、勵磁機碳刷打薩登、發電機過負荷、電機非全相運行等故障

1發電機失磁

1.1發電機失磁原因：運行中的發電機,由于滅磁開關受震動或誤動而跳閘,磁場變阻器接觸不良,勵磁機磁場線圈斷線或整流子嚴重打薩登等原因,造成勵磁回路斷路時,將使發電機失磁。

1.2失磁時出現的象征：發電機定子繞組電流顯著增加,有功功率略有下降；發電機及系統電壓降低；轉子勵磁電流突然降為零或接近于零,勵磁電壓也接近為零；發電機無功表指示反向,從送出無功變為從系統吸收無功功率,其表計同時做周期性擺動,擺動的頻率為轉差率的1倍。

1.3失磁后產生的影響：發電機失磁后,就從同步運行變成異步運行,從系統吸取大量的無功功率,發電機的轉速將高于系統的同步轉速。這時由定子電流所產生的旋轉磁場將在轉子表面感應出頻率等于轉差率交流感應電動勢,它在轉子表面產生感應電流,使轉子表面發熱。發電機所帶的有功負荷越大,則轉差率越大,感應電勢越大,電流也越大,轉子表面的損失也越大。在發電機失磁瞬間,轉子繞組兩端將有過電壓產生,轉子繞組與滅磁電阻并聯時,過電壓數值與滅磁電阻值有關,滅磁電阻值大,轉子繞組的過電壓值也大,試驗表明, 如果滅磁電阻值選擇為轉子熱態電阻值的5倍時,則轉子的過電壓值為轉子額定電壓值的2~ 4倍。

1.4失磁后允許運行時間及所帶負荷。發電機失磁后,是否可以繼續運行,與失磁運行的發電機容量和系統容量的大小有關。大容量的發電機失磁后,應立即從電網中切除,停機處理。發電機容量較小, 電網容量較大,一般允許發電機在短時間內, 低負荷下失磁運行, 以待處理失磁故障。但是由于TRT發電工藝的特殊性, 熱電廠采用的是發電機失磁后, 也立即從電網中切除, 停機處理的模式。

2發電機定子繞組損壞：發電機由于定子線棒絕緣擊穿,接頭開焊等情況將會引起接地或相間短路故障。當發電機發生相間短路事故或在中性點接地系統運行的發電機發生接地時,由于在故障點通過大量電流,將引起系統突然波動,同時在發電機旁往往可以聽到強烈的響聲,在視察窗外可以看見電弧的薩登光,這時發電機的繼電保護裝置將立即動作,使主開關、滅磁開關和危急遮斷器跳閘, 發電機停止運行。

3發電機轉子繞組接地：發電機轉子因絕緣損壞,繞組變形,端部嚴重積灰時,將會引起發電機轉子接地故障。轉子繞組接地分為一點接地和兩點接地。轉子一點接地時,線匝與地之間尚未形成電氣回路,因此在故障點沒有電流通過,各種表計指示正常,勵磁回路仍能保持正常狀態,只是繼保信號裝置發出“轉子一點接地”信號,其發電機可以繼續運行。

但轉子繞組一點接地后,如果轉子繞組或勵磁系統中任一處再發生接地,就會造成兩點接地。轉子繞組發生兩點接地故障后,部分轉子繞組被短路,因為繞組直流電阻減小,所以勵磁電流將會增大。如果繞組被短路的匝數較多, 就會使主磁通大量減少,發電機向電網輸送的無功出力顯著降低,發電機功率因數增高,甚至變為進相運行,定子電流也可能增大,同時由于部分轉子繞組被短路,發電機磁路的對稱性被破壞,它將引起發電機產生劇烈的振動。轉子線圈短路時,因勵磁電流大大超過額定值, 如不及時停機,切斷勵磁回路, 轉子繞組將會燒損。

4發電機過負荷運行：運行中的發電機應在規定的額定負荷或以下運行,否則發電機定、轉子溫度將超過其允許數值,使發電機定、轉子絕緣很快老化而損壞, 所以當發電機過負荷時,應進行調整,減低負荷。當系統發生事故,使電力不足或因系統運行情況突變而威脅到系統的靜態穩定時,允許發電機在短時間內過負荷運行,此時值班人員應密切監視定轉子繞組溫度,其數值不得超過正常允許的監視溫度。轉子繞組也允許在事故情況有相應的過負荷。但是對任何發電機,都禁止在正常情況下使用這些過負荷余量。