發電機定子接地保護所利用的信號來源可分為發電機本身固有信號與外加電源信號。基于發電機固有信號的保護方案主要有：基波零序電壓定子單相接地保護、三次諧波電壓定子單相接地保護；外加電源信號定子單相接地保護，分為：外加直流信號定子單相接地保護、外加交流信號定子單相接地保護。下面分別介紹其保護原理：
1.基波零序電壓型定子接地保護
發電機定子繞組中某點發生單相接地故障時，通過檢測機端或中性點處基波零序電壓可以判別接地故障。這種接地保護優點：簡單易行。缺點：由于發電機三相繞組對地電容不完全對稱，正常時中性點存在位移電壓，該方案在中性點附近存在保護死區，并且在保護區內經過渡電阻接地時靈敏度不高，高壓側系統或高壓廠用變低壓系統發生單相接地故障可能引起保護誤動。
2.三次諧波電壓型定子接地保護
三次諧波電壓定子接地保護利用單相接地故障前后發電機中性點與機端處三次諧波電壓變化特點不同構成。正常運行時，中性點三次諧波電壓幅值與機端三次諧波電壓幅值之比大于1；而在中性點附近發生單相接地故障時，中性點三次諧波電壓幅值與機端三次諧波電壓幅值之比小于1。基于穩態量的三次諧波電壓定子接地保護主要是為了消除基波零序電壓定子接地保護在中性點附近的保護死區。目前三次諧波電壓定子接地保護通常采用機端和中性點雙側三次諧波電壓構成保護判據，由于能夠綜合考慮三次諧波電壓的大小和相位變化，因而具有更高的靈敏度和可靠性。兩張保護結合在一起，被稱為“定子100﹪接地保護”可以反映定子全部的接地故障。缺點：由于該保護利用的是穩態量，所以當接地過渡電阻較大，故障位置在發電機繞組中部附近時，機端和中性點三次諧波電壓變化量很小，保護的靈敏度較低。
3.外加電源式定子接地保護
這一類保護是在發電機定子回路與大地之間外加一個信號電源。發電機正常運行時，這個信號電源不產生電流或產生很小的電流。只有發生接地故障時，這個電源才產生相應頻率的較大接地電流，使保護動作。因為信號是外加的，不受接地位置的限制，能完成100%定子繞組保護的目的。根據外加信號的不同分為外加直流電壓源方案和外加二次諧波電壓方案、外加12.5H，或15Hz信號源方案等。這些方案各有優劣，但總的來說，外加電源式定子接地保護方案均需外加信號電源，對電源的可靠性和性能有較高要求，現場調試也較復雜，這些問題限制了外加電源式定子接地保護的應用范圍。
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