水轮机在出现什么故障时，机组会空载运行？

这个有点笼统，要看你们电站实际监控电气事故、机械事故及保护动作后果。各各电站动作后果不一样。
楼上所说的电网解列，机组甩负荷。分情况。 可能带负荷比较低 甩负荷的时候没达到电气及机械过速，所以只跳了相应开关，机组空载，不过有些电站程序里是会跳励磁的灭磁开关的，所以空转情况比较多。
具体要了解的话，建议看看你们电站监控系统里面的程序及动作后果，主要有：
1 电气事故停机流程（主要是保护动作开出）
2 机械事故停机流程（各类轴瓦温度高，振摆过大，轴电流过大、球阀事故低油压等）
3 紧急停机（电气过速、机械过速、事故停机过程中剪断销剪断、机组过速115%+导叶空载开度以上+主配拒动、冷却水全停、调速器事故低油压等）
情况不一样，分析结果也不一样。
希望对你有点帮助，（仅个人理解).

　　1 电气事故停机流程（主要是保护动作开出）
　　2 机械事故停机流程（各类轴瓦温度高，振摆过大，轴电流过大、球阀事故低油压等）
　　3 紧急停机（电气过速、机械过速、事故停机过程中剪断销剪断、机组过速115%+导叶空载开度以上+主配拒动、冷却水全停、调速器事故低油压等）
　　情况不一样，分析结果也不一样。

励磁系统出现故障，或者与电网解列，以及各种线路出现问题等！