转子的交流发电机通过现场绕组缠绕。在现场绕组或激励电路中发生的任何单个接地故障都不是机器的大问题。但如果发生了多于一个接地故障，则可能存在绕组上的故障点之间的短路。这种短路的绕组部分可能导致不平衡磁场随后由于不平衡旋转而在机器的轴承中可能发生机械损坏。
因此，检测转子场绕组电路上发生的接地故障并将其整流为机器的正常操作是至关重要的。有各种方法可用于检测交流发电机或发电机的转子接地故障。但所有方法的基本原理相同，并且通过接地故障路径关闭继电器电路。
主要有三种类型的转子接地故障保护用于此目的的方案。
- 电位计方法
- AC注射方法
- 直流注射方法
让我们一个接一个地讨论方法。
交流发电机转子接地故障保护电位器方法
该方案非常简单。在这里，一个电阻器合适的值在现场绕组和跨励磁器上连接。电阻器通过电压敏感继电器集中点击并连接到地面。
如下图所示，现场绕组中的任何接地故障以及激励电路都会通过接地路径关闭继电器电路。同时电压由于电位计电阻的动作。
这种简单的方法转子接地故障保护交流发电机有一个巨大的劣势。除现场绕组的中心之外，这种安排只能感测到任何点发生的接地故障。
从电路开始，在场电路的中心的接地故障的情况下也不会导致继电器上出现任何电压。这意味着简单的电位计方法转子接地故障保护，对现场绕组中心的故障视而不见。通过在通过按钮通过电阻中心的其他位置使用电阻上的另一个击头可以最小化这种难度。如果按下此按钮，即使在现场绕组上发生中央电弧故障，中央敲击就会偏移，电压将出现在继电器上。
交流发电机转子接地故障保护的AC注射方法
这里，一个电压敏感继电器连接在现场和激励电路的任何点。电压敏感继电器的其他端子通过a连接到地电容器一个辅助的次级变压器如下图所示。
这里，如果在现场绕组或激励器电路中发生任何接地故障，则继电器电路通过接地路径关闭，因此辅助变压器的二次电压将出现在电压敏感继电器上，并且将操作继电器。
该系统的主要缺点是，总会有泄漏的机会当前通过电容器到激励器和场电路。这可能导致不平衡磁场因此，机械轴承中的机械应力。
该方案的另一个缺点是由于存在用于继电器的电压的不同电压来源，因此当该方案的AC电路中存在电源故障时，转子的保护是无效的。
交流发电机转子接地故障保护的直流注射方法
在DC注入方法中可以消除AC注射方法的泄漏电流缺点。这里，DC电压敏感继电器的一个端子与激励器的正端子连接，继电器的另一端与外部DC源的负端连接。外部DC源由具有桥式整流器的辅助变压器获得。这里，桥式整流器的正极端接地。
从下图中还可以看出，在任何场接地故障或激励机接地故障的情况下，外部DC源的正电位将出现在继电器的端子上连接到激励器的正极端子。以这种方式，整流器输出电压出现在电压继电器上，因此操作。
