傳統發電機定子繞組單相接地保護方案主要基于三種保護原理：基波零序電壓原理、三次諧波電壓原理和外加電源原理。以下分別對這三種原理的實現方法和特點進行介紹。
（一）基波零序電壓型定子接地保護
發電機中性點在正常情況下的對地電壓為三相不平衡電壓，一般小于發電機額定電壓的1-2%，只有在單相接地短路時，才出現高電壓并產生較大電流。在取較低的動作電壓時，通過主變和廠用變的高、低壓繞組間耦合電容的傳遞，在發電機機端可能達到的傳遞電壓。如果傳遞電壓大于定子接地保護的動作電壓，表明高壓系統或廠用系統接地故障時，發電機定子單相接地保護必將誤動，為此需要根據實際情況和現場條件，采取切實有效的防誤動措施。
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電機三次諧波電動勢在正常運行時不可能完全等于零，因為無法通過設計和工藝上的改進同時把三、五、七次等諧波都消除掉，實際上人們總是把消除五、七次諧波作為首要任務。當然，大型發電機三次諧波電動勢要相對減小些，這對定子接地保護帶來一點不利條件，但隨著靜態繼電器的廣泛采用和繼電保護技術的發展，目前三次諧波電壓型定子接地保護的最小動作電壓已經達到額定電壓的0.3%左右，對靜態繼電器來說，進一步減小最小動作電壓也是完全可能的。
（三）外加電源式定子接地保護
定子接地保護是利用發電機本身固有的電量，在定子接地故障時所產生的相應頻率的電流和電壓作為保護動作參量。通常，外加電源式定子接地保護，應在發電機正常運行時使三相定子繞組電容電流盡量小。
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