发电机在运行过程中可能发生的主要故障和不正常工作状态有：定子绕组相间短路、定子绕组一相匝间短路、定子绕组一相绝缘损坏引起的单相接地、转子绕组接地、转子励磁回来励磁电流小或失磁、过负荷、定子绕组过电流、定子绕组过电压、三相电流不对称、逆功率、过励磁、非全相运行等。为保证发电机组的安全运行必须对发电机装设相应保护。

发电机应装设保护及其作用：

1.纵联差动保护：定子绕组及其引出线的相间短路。

2.横联差动保护：定子绕组一相匝间短路。只有当一相定子绕组有两个及以上并联分支而构成两个或三个中性点引出端时，才装设此保护。

3.单相接地保护：定子绕组单相接地保护。

4.励磁回路接地保护：励磁回路的接地故障保护，分为一点接地和两点接地保护。对于一般汽轮发电机，当励磁回路一点接地时再投入两点接地保护。

5.失磁保护：为防止发电机低励或失去励磁后，从系统中吸收大量无功功率产生不利影响，一般发电机均装设这种保护。

6.过负荷保护：发电机长时间超过额定负荷运行时作用于信号的保护。大型发电机应分别装设定子过负荷和励磁绕组过负荷保护。

7.定子绕组过流保护：当发电机纵联差动保护范围外发生短路，应装设反应外部短路的过电流保护，这种保护兼作纵差保护的后备保护。

8.定子绕组过电压保护。大型发电机装设该种保护，以切除突然甩去全部负荷后引起定子绕组过电压。

9.负序电流保护：电力系统发生不对称短路或者三相负荷不对称时，定子绕组中就会有负序电流。该负序电流在转子中会产生双倍频率的电流，使转子端部、护环处表面严重发热，影响转子的安全，因此应装设负序电流保护，大型发电机大多数装设反时限负序电流保护。

10.逆功率保护：当汽轮机主汽门误关闭，或机炉保护动作关闭主汽门而发电机出口开关未跳闸时，发电机变成电动机运行，从电力系统吸收有功功率，它可能造成汽轮机尾部叶片过热而造成事故，大型发电机均装设该保护。（杨定勇）