接地故障：發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組的接地故障包括一點(diǎn)接地和兩點(diǎn)接地。接地是指勵(lì)磁繞組絕緣損壞或擊穿而使勵(lì)磁繞組導(dǎo)體與轉(zhuǎn)子鐵芯相接觸。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地是一種較為常見(jiàn)的不正常的運(yùn)行狀態(tài)。勵(lì)磁回路一點(diǎn)接地故障對(duì)發(fā)電機(jī)一般不會(huì)造成危害，因?yàn)榘l(fā)電機(jī)發(fā)生轉(zhuǎn)子繞組一點(diǎn)接地故障時(shí)，勵(lì)磁電源的泄露電阻（對(duì)地電阻）很大，限制了接地泄露電流的數(shù)值，但如果再有另外一個(gè)接地點(diǎn)，即發(fā)生兩點(diǎn)接地故障時(shí)會(huì)形成部分線匝短路，這是一種非常嚴(yán)重的短路事故。近幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)大型發(fā)電機(jī)由轉(zhuǎn)子繞組接地所引起的嚴(yán)重運(yùn)行事故并不少見(jiàn)。轉(zhuǎn)子兩點(diǎn)接地在控制屏上一般表現(xiàn)為勵(lì)磁電流及定子電流增大，勵(lì)磁電壓及機(jī)端出口電壓下降，功率因數(shù)上升（甚至進(jìn)相），并伴有劇烈的振動(dòng)等現(xiàn)象，這時(shí)應(yīng)做事故緊急停機(jī)處理。
　　兩點(diǎn)接地故障的危害有：①發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組發(fā)生兩點(diǎn)接地之后，繞組部分被短接，使得繞組直流電阻變小，勵(lì)磁電流增大；若短路匝數(shù)較多，會(huì)使發(fā)電機(jī)磁路中主磁通減少，使得機(jī)組向外輸出的感性無(wú)功減少，引起機(jī)端出口電壓下降，同時(shí)定子電流可能會(huì)急劇上升。②由于繞組短接的磁極磁勢(shì)減小，而其它磁極的磁勢(shì)則未改變，轉(zhuǎn)子磁通的對(duì)稱性受到破壞，轉(zhuǎn)子上出現(xiàn)了徑向的電磁力，因此引起機(jī)組的振動(dòng)。振動(dòng)的程度與勵(lì)磁電流的大小及短接線圈的多少有關(guān)，在多極水輪機(jī)上振動(dòng)尤其嚴(yán)重。此外，汽輪發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路兩點(diǎn)接地，還可能使軸系和汽機(jī)磁化。③當(dāng)轉(zhuǎn)子發(fā)生兩點(diǎn)接地之后，兩點(diǎn)之間構(gòu)成回路，一部分勵(lì)磁繞組被短接，兩接地點(diǎn)之間將可能流過(guò)很大的短路電流，電流產(chǎn)生的電弧可能會(huì)燒壞勵(lì)磁線圈及轉(zhuǎn)子本體，甚至引發(fā)火災(zāi)。故障原因：當(dāng)發(fā)電機(jī)組運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子在不停地運(yùn)轉(zhuǎn)，使線圈受到較大的離心力作用，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的運(yùn)行后，會(huì)使轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生輕微松動(dòng)而使繞組的絕緣受到損傷。同時(shí)線圈內(nèi)通過(guò)勵(lì)磁電流，由于熱效應(yīng)作用，會(huì)加速轉(zhuǎn)子繞組絕緣的老化變質(zhì)。此外長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)，空氣中的灰塵及其它污垢會(huì)積附在繞組上面。檢修時(shí)檢修人員不小心將異物自轉(zhuǎn)子大蓋的網(wǎng)孔中掉入而損傷繞組的絕緣。
　　3不對(duì)稱運(yùn)行的影響
　　發(fā)電機(jī)是根據(jù)三相電流平衡對(duì)稱的工況下長(zhǎng)期運(yùn)行的原則設(shè)計(jì)制造的。一般情況下同步發(fā)電機(jī)所帶三相負(fù)載均為對(duì)稱，即使有小容量的單相負(fù)載，如照明負(fù)載等，也會(huì)均勻的分配在三個(gè)相中。但同步發(fā)電機(jī)在運(yùn)行時(shí)要遇到不對(duì)稱運(yùn)行問(wèn)題，如發(fā)電機(jī)帶有大功率的單相電爐、電力機(jī)車這一類負(fù)載；輸電線路由于雷擊、狂風(fēng)而斷線使一相斷開(kāi)或發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)。當(dāng)三相電流對(duì)稱時(shí)，其所合成的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子是同方向且轉(zhuǎn)速相等的即旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相對(duì)于轉(zhuǎn)子來(lái)說(shuō)是靜止的，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁力線不會(huì)切割到轉(zhuǎn)子。當(dāng)三相電流不對(duì)稱時(shí)，即在發(fā)電機(jī)中會(huì)有正序、負(fù)序、零序三組對(duì)稱分量電流產(chǎn)生，不對(duì)稱運(yùn)行的物理本質(zhì)在于所接負(fù)載不對(duì)稱產(chǎn)生不穩(wěn)恒磁場(chǎng)，磁勢(shì)幅值要發(fā)生變化，不能合成一個(gè)穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)，分析需要按正、負(fù)、零序分解。
　　不對(duì)稱運(yùn)行對(duì)發(fā)電機(jī)本身的影響：①引起轉(zhuǎn)子過(guò)熱。不對(duì)稱運(yùn)行時(shí)的負(fù)序電流所產(chǎn)生的負(fù)序磁場(chǎng)對(duì)轉(zhuǎn)子有兩倍同步速相對(duì)速度，將在轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁繞組、阻尼繞組以及轉(zhuǎn)子表面感應(yīng)電流，這些電流將在相應(yīng)的部分引起損耗和發(fā)熱，特別是隱極機(jī)的勵(lì)磁繞組，散熱條件差容易因過(guò)熱而燒壞。②引起附加交變力矩并產(chǎn)生振動(dòng)。負(fù)序電流產(chǎn)生的負(fù)轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)轉(zhuǎn)子以兩倍同步速作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這時(shí)候負(fù)序磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子勵(lì)磁磁場(chǎng)作用，產(chǎn)生100周/秒頻率的震動(dòng)，隨之還會(huì)伴生出強(qiáng)烈的噪音，長(zhǎng)時(shí)間的振動(dòng)會(huì)造成發(fā)電機(jī)的材料出現(xiàn)疲勞損傷和機(jī)械損傷。
　　4機(jī)端突然短路的影響
　　同步電機(jī)的突然短路是電力系統(tǒng)的最嚴(yán)重的故障。雖然短路過(guò)程所經(jīng)歷的時(shí)間極短（通常約為0.1～0.3 s），但對(duì)電樞短路電流和轉(zhuǎn)子電流的分析計(jì)算卻非常重要。三相突然短路電流遠(yuǎn)大于穩(wěn)定短路電流的宏觀能量物理解釋：三相電流短路后，從暫態(tài)過(guò)度到穩(wěn)態(tài)，從大規(guī)模的能量交換到小規(guī)模能量交換，電樞反應(yīng)重組適宜當(dāng)前需要的能量場(chǎng)規(guī)模，在暫態(tài)過(guò)程中要釋放能量，將其消耗在電阻上。
　　短路電流中包含了許多自由分量使短路電流大大增加。由于定子非周期分量的存在，使包絡(luò)線對(duì)橫軸不對(duì)稱，因而最大瞬時(shí)值進(jìn)一步加大。當(dāng)短路電流發(fā)生在轉(zhuǎn)子d軸與定子繞組某一項(xiàng)軸線重合時(shí)，該項(xiàng)出現(xiàn)最大沖擊電流，其值可達(dá)20倍額定值以上，對(duì)機(jī)電設(shè)備的機(jī)械強(qiáng)度危害性是很大的。突然短路時(shí)沖擊電流同時(shí)將產(chǎn)生很大的電磁力與電磁轉(zhuǎn)矩。
　　電磁力對(duì)電機(jī)的影響：定子繞組槽內(nèi)部分固定可靠性高，但端接部分緊固條件比槽內(nèi)差，在突然短路的強(qiáng)大電磁力的沖擊下，端接部分很容易受損傷；電磁轉(zhuǎn)矩對(duì)電機(jī)的影響：突然短路時(shí)氣隙磁場(chǎng)變化不大，而定子電流卻增加很多，于是將產(chǎn)生巨大的電磁轉(zhuǎn)矩。由于定、轉(zhuǎn)子繞組中都有周期性和非周期性電流，因此，由它們的磁場(chǎng)相互作用而產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩比較復(fù)雜，總起來(lái)說(shuō)，該電磁轉(zhuǎn)矩可分為單項(xiàng)轉(zhuǎn)矩和交變轉(zhuǎn)矩兩大類。這些轉(zhuǎn)矩都隨相關(guān)的電流一起衰減，它們對(duì)電機(jī)危害最嚴(yán)重的情況發(fā)生在突然短路的初瞬，在不對(duì)稱突然短路時(shí)，所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩更大，可達(dá)額定轉(zhuǎn)矩的10倍以上。它們對(duì)定子繞組的直接破壞在前面已有提及。
　　5結(jié)束語(yǔ)
　　發(fā)電機(jī)的基本電氣結(jié)構(gòu)是由定子、轉(zhuǎn)子本體和線圈組成的，其基本的電磁行為也是圍繞在此四者之間進(jìn)行的。在發(fā)電機(jī)的運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中，繞組的結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)比本體脆弱，通常發(fā)電機(jī)的機(jī)械損傷先破壞到的也是繞組，再引發(fā)電氣故障。電氣故障先燒損的都是繞組，總之絕大多數(shù)故障是先源于繞組。發(fā)電機(jī)的各種異常運(yùn)行和短路對(duì)繞組也很容易產(chǎn)生破壞影響。因此對(duì)繞組電氣故障的有效分析和預(yù)防對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定供電意義很大。