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水轮发电机定子内部故障破坏性强，研究有效的主保护配置方案尤有必要。而主保护配置方案的优化设计又以发电机可能发生的内部短路故障形式分析为基础，因此研究水轮发电机定子绕组结构及其所对应短路故障集对主保护优化设计很有意义。目前大型水轮发电机定子绕组普遍采用多分支双层波绕或叠绕的结构，本文针对这两种绕组结构，详细分析了发电机内部所有可能发生的故障形式特点，设计了可形成各自故障集的通用性算法，并介绍了该算法在三峡左岸ALSTOM电机(波绕)和柘溪电站扩建工程发电机(叠绕)定子故障形式分析中的应用。