随着巨型水轮发电机组和百万兆瓦火电机组的推广应用,对发电机定转子接地保护的性能提出了更高的要求。发电机定子绕组单相接地故障是发电机的常见故障,而且是更为严重的发电机内部短路故障的先兆；而发电机转子绕组一点接地故障也是发电机的常见故障,虽然转子一点接地不会对发电机造成很大的危害,但是如果相继发生第二点接地故障,则将严重威胁发电机的安全。目前,传统的发电机定转子接地保护已经不能完全满足现场的要求,而注入式接地保护是一种具有很好应用前景的新型保护,由于其在机组停运、启停机过程和正常运行中都能可靠对接地故障进行监测,且具有很好的可靠性和灵敏度,成为发电机保护的研究重点。本文深入研究了注入式定转子接地保护原理以及装置软件和硬件的设计方案。首先对注入式定子接地保护、注入式转子接地保护的原理进行分析,对注入式转子接地和注入式定子接地的保护判据进行推导,分析了注入式定子接地保护和注入式转子接地保护的特性。然后,在转子接地保护方面,比较了双端注入和单端注入的特点,给出了软件实现方法以及方波注入源和耦合单元的硬件实现方案；在定子接地保护方面,研究了20Hz低频注入的保护逻辑和辅助判据,考虑了配电变压器参数对计算结果的影响,并给出了20Hz信号源以及20Hz带通滤波器的硬件设计方案。除注入源等附件的硬件设计方案外,本文还给出了保护装置的硬件设计方案。最后介绍了注入式定转子接地保护的试验情况。本文研究的注入式接地保护方案已经在300MW机组上得到应用。