发电机是现代电力系统重要的组成部分,它的运行可靠性直接影响电网的运行以及向用户安全、经济供电,对整个系统的安全稳定起着至关重要的作用。发电机造价昂贵,若发生故障不及时切除将造成很大的经济损失。大量的统计数据和研究表明,存在定子匝间短路的可能性,发电机定子匝间保护是确保发电机安全运行的重要而有效的措施。本文分析讨论了发电机定子绕组内部故障的计算分析模型和方法。对称分量法是分析电机不对称运行的传统手段,相坐标法是将相绕组作为一个整体来研究,多回路分析法将电机看作由相互运动的多个回路组成的电路。这些方法各有利弊,根据需求,选择合适的模型和方法。在对发电机定子绕组内部故障分析的基础上,对单元件式横联差动保护、不完全纵差保护、故障分量负序方向保护以及纵向零序电压保护等各种发电机定子匝间短路保护的原理及发展进行深入地分析和研究,针对不同场合,合理地配置主保护方案可以大大提高机组运行的可靠性。录波数据及研究表明,定子匝间短路时,存在大量的间谐波。各种发电机匝间短路保护方案的原理都是建立在反映正弦基波或某些整数次谐波基础之上,由于间谐波的存在,影响了保护的性能。针对这个问题,该文深入研究了傅氏算法,FIR带通滤波器,IIR窄带通滤波器等数字滤波器,在此基础上,提出了基于频谱搬移原理的窄带低通滤波方法。对正常运行及发生短路的实际录波数据进行分析,表明该方法能够有效地滤除间谐波,将该方法用于纵向零序电压保护,不仅消除了3次谐波,也抑制了间谐波的影响,使纵向零序电压的基波幅值变化相当平稳,同时,基波幅值的最大值也降低很多,提高了保护的可靠性。