高壓發電機新型高靈敏度定子單相接地保護，原理基于零序瞬時復合功率的方向對區內故障及區外故障進行識別，作為理論基礎，在介紹該保護原理之前，先介紹：零序瞬時復合功率的定義。
零序瞬時復合功率
零序功率的方向可以指示單相接地故障位于高壓發電機內部還是外部，對于工頻分量和高頻分量而言，其方向指示是一致的。但是，在某些故障情況下，基波零序電流或電壓的值太小，使用起來比較困難。因此，通過與更高頻率的電流和電壓相結合，可使零序功率方向信息更為明顯。為了有效地綜合使用不同頻率的所有功率分量的方向信息，提出了一種基于零序瞬時復合功率的定子單相接地故障判據。為了清楚說明有關原理，下面將對零序瞬時復合功率進行定義。
零序瞬時復合功率瞬時值可以通過下式給出：
分別是零序電壓和零序電流的瞬時值，它們由基波分量和其它次諧波分量組成。
零序瞬時復合功率有效值可以表示為：
無論對于基波分量還是更高次的諧波分量，相角差必包含了相同的方向信息。因為整個系統中的電氣元件對基波分量和諧波分量保持著相同的電氣特性。根據疊加原理，基于零序瞬時復合功率的單相接地故障保護，可以綜合利用穩態信息和暫態信息進行故障識別。
為了提取零序瞬時復合功率中包含的方向信息，將采取以下措施：
首先，依次以每個采樣點為起點，計算一個工頻周期內的平均功率Pa：
由于三角函數具有正交性，Pa可以表示為：
不同故障情況下cos 的不同特點將作為保護判據。判斷高壓發電機是發生內部故障還是外部故障。
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