转子交流发电机由磁场绕组缠绕。任何单一的接地故障发生在励磁绕组或在励磁电路不是一个大问题。但如果发生不止一个接地故障，就可能有机会在绕组上的故障点之间发生短路。绕组的短路部分可能造成不平衡磁场随后，由于不平衡的旋转，机器的轴承可能会发生机械损坏。
因此，对转子励磁绕组发生的接地故障进行检测并进行纠偏是保证机器正常运行的关键。发电机转子接地故障的检测方法多种多样。但所有方法的基本原理都是一样的，那就是通过接地故障路径闭合继电器电路。
主要有三种类型转子接地故障保护用于此目的的方案。
- 电位计方法
- 交流注入法
- 直流注入方法
让我们逐一讨论这些方法。
交流发电机转子接地故障保护的电位器法
这个方案很简单。在这里,一个电阻器适当的值是通过磁场绕组和励磁机连接的。电阻器集中抽头，通过电压敏感继电器与地面连接。
如下图所示，励磁绕组和励磁电路中的任何接地故障都会通过接地路径使继电器电路闭合。同时电压由于跨越接力而出现电位计电阻器的动作。
这种简单的方法交流发电机转子接地故障保护有一个很大的缺点。这种布置只能感应到除磁场线圈中心以外的任何点的接地故障。
从电路中也可以清楚地看出，在磁场电路中心的接地故障的情况下，不会导致任何电压出现在继电器上。这意味着电位器的简单方法转子接地故障保护，看不到磁场线圈中心的断层。这个困难可以通过在电阻中心的其他地方使用另一个点击电阻器来最小化。如果按下这个按钮，即使在励磁绕组发生中心电弧故障的情况下，中心抽头会发生移位，电压也会穿过继电器。
交流发电机转子接地故障保护的AC注射方法
在这里，一个电压敏感继电器连接在磁场和励磁电路的任何一点。电压敏感继电器的其他端通过a与地连接电容器一个辅助的次级变压器如下图所示。
这里，如果在现场绕组或激励器电路中发生任何接地故障，则继电器电路通过接地路径关闭，因此辅助变压器的二次电压将出现在电压敏感继电器上，并且将操作继电器。
这个系统的主要缺点是，总是有泄漏的机会当前的通过电容器到励磁和励磁电路。这可能会导致不平衡磁场因此机器轴承中的机械应力。
该方案的另一个缺点是，由于继电器运行的电压源不同，因此当该方案的交流电路供电故障时，转子的保护是无效的。
交流发电机转子接地故障保护的直流注入方法
在DC注入方法中可以消除AC注射方法的泄漏电流缺点。这里，DC电压敏感继电器的一个端子与激励器的正端子连接，继电器的另一端与外部DC源的负端连接。外部DC源由具有桥式整流器的辅助变压器获得。这里，桥式整流器的正极端接地。
从下图中还可以看出，在任何场接地故障或激励机接地故障的情况下，外部DC源的正电位将出现在继电器的端子上连接到激励器的正极端子。以这种方式，整流器输出电压出现在电压继电器上，因此操作。
