发电机和变压器是现代电力系统最重要的电力设备之一,它们的安全运行对电力系统的正常工作、用户的正常供电、电能质量的提高等方面,都起着至关重要的作用。随着电力工业的发展,发电机组的台数不断增多,其单机容量也迅速增大,对发电机保护的性能提出了更高的要求。发电机内部短路故障破坏性极强,如缺乏有效的保护,一旦发生故障则必将对发电机造成重大损坏,甚至可能影响电站和整个电力系统的稳定运行,因此对大型发电机实施有效的主保护十分重要。但大型发电机内部故障暂态电磁关系复杂,建立适合发电机主保护优化设计研究的故障仿真模型比较困难,目前,针对发电机内部短路故障情况下仿真建模技术和主保护配置方案研究也成了国内外重要的研究课题。因此,研制和开发适用于发电机组的智能型的数字式继电保护装置有十分重要的意义。本文从课题要求和实际应用的角度出发,介绍了发电机差动保护的原理和发电机差动的多种保护判据,分析了国内外现有电流差动保护判据的优缺点,根据故障发生后故障电流的特点,将现有的差动保护判据相互结合,分时分段投入不同的保护子模块,形成一套有自适应特性的发电机差动保护的综合判据。然后又在ATP中建立了同步发电机仿真模型,通过模拟发电机的内部故障和外部故障,得到保护判据所需要的发电机故障数据,并在MATLAB中编写自适应发电机差动保护程序对发电机故障数据进行分析,从而验证自适应判据的正确性。最后设计了以TMS320LF2407A为核心的发电机主保护模块,并详细叙述了硬件系统和软件系统的设计过程。