一、發電機绕组过热与绝缘老化
三相電流不平衡引發渦流損耗
發電機组定子绕组的三相电流不平衡时，会产生负序电流（对称分量法中，不平衡电流可分解为正序、负序和零序分量）。负序电流在转子中感应出2 倍工频（100Hz）的涡流，导致转子铁芯和绕组发热加剧。
数据对比：当负序电流达到额定电流的 10% 时，转子温升可能增加 20%~30%；若持续超过 15%，绝缘寿命可能缩短 50% 以上。
局部過熱風險
不平衡負載導致某相繞組電流過載（如單相電焊機集中接于某相），該相銅損（I 2R）顯著增加，可能引發繞組局部過熱冒煙，甚至燒毀絕緣層，造成相間短路。
二、機械振動與軸承磨損加劇
轉子受到交變電磁力矩沖擊
负序电流产生的旋转磁场与转子转速反向（工频 50Hz 系统中，负序磁场转速为 - 1000r/min，与正序磁场 1000r/min 合成后形成 2000r/min 的交变力矩），导致转子产生倍频振动（100Hz）。
典型现象：机组振动幅值可能从正常的 2mm/s 跃升至 5mm/s 以上，伴随异常噪声（如 “嗡嗡” 声）。
軸承負載不均加速磨損
不平衡力矩会通过联轴器传递至轴承，导致径向和轴向载荷分布不均。滑动轴承可能出现油膜振荡，滚动轴承的滚珠 / 滚道易产生点蚀，缩短轴承寿命（正常寿命 5 万小时可能降至 2 万小时以下）。
三、控制系統異常與保護誤動作
電壓傳感器誤判觸發保護
三相电压不平衡时，机组的 AVR（自动电压调节器）可能因采样偏差误调励磁电流，导致输出电压波动（如某相电压骤升触发过压保护停机）。
負序保護裝置動作
现代發電機组普遍配置负序电流保护（如反时限过流保护），当负序电流超过整定值（如额定电流的 8%~10%）时，会自动降功或停机，影响供电连续性。
並聯運行機組環流增大
多台机组并联时，三相不平衡会引发机组间的环流（ circulating current），环流不仅增加铜损，还可能导致各机组有功 / 无功分配失衡，甚至引发振荡解列。
四、燃油效率下降與經濟性惡化
發動機燃燒不充分
对于柴油發電機组，电气系统的不平衡会通过联轴器反作用于发动机，导致曲轴受力不均，缸内燃烧压力波动。实测表明，三相不平衡度达 20% 时，燃油消耗率可能增加 5%~8%（如从 200g/kWh 升至 210g/kWh 以上）。
機組降額運行
为避免过载，發電機组可能被迫降容使用。例如，一台额定容量 100kVA 的机组，在三相不平衡度超过 25% 时，实际可用容量可能降至 70kVA 以下，造成资源浪费。
五、加速機組老化與縮短壽命
金屬疲勞累積
长期振动和交变应力会导致转子铁芯叠片松动、定子绕组端部绑线断裂，甚至引发轴系裂纹（如發電機轴颈、联轴器轮毂处）。
絕緣材料加速劣化
高温 + 振动的双重作用下，绕组绝缘漆层易开裂脱落，云母带等绝缘材料的介电强度下降，最终可能引发匝间短路或对地击穿。
寿命对比：长期在不平衡度＞15% 工况下运行的机组，大修周期可能从常规的 2 万小时缩短至 1 万小时，整机寿命减少 30%~50%。
六、特殊場景下的風險放大
應急備用機組的可靠性隱患
在医院、数据中心等场景中，發電機组作为备用电源，若平时带载不平衡，可能导致关键部件（如转子、轴承）隐性损伤，当突发停电需要启动时，易因机械故障无法正常供电。
移動電站的動態失衡風險
车载或船用發電機组在移动过程中本身存在振动，叠加三相不平衡引发的额外振动，可能导致固定螺栓松动、管路泄漏（如燃油管、冷却水管），甚至引发机组移位碰撞。
預防與應對措施
負載合理分配
安裝前對單相負載進行三相均分（偏差≤10%），避免集中接于某一相；對非線性負載（如變頻器）采用三相平衡接線。
實時監測與保護
配置三相电流、电压监测仪表，设置负序电流报警阈值（如＞8% 额定电流时预警）；启用机组的自动调压（AVR）和自动调频（ governor）功能，确保动态平衡。
定期維護與檢修
每季度检查绕组绝缘电阻（应≥2MΩ）、轴承油隙（如滑动轴承顶隙应为轴径的 0.15%~0.2%），测量机组振动值（应＜4.5mm/s）；对并联机组进行环流测试，确保环流＜5% 额定电流。
加裝補償裝置
使用三相不平衡调节器（如静止无功发生器 SVC）实时调整各相负载；对谐波严重的场景，配置有源电力滤波器（APF）抑制负序电流和谐波。