高压发电机新型高灵敏度定子单相接地保护，原理基于零序瞬时复合功率的方向对区内故障及区外故障进行识别，作为理论基础，在介绍该保护原理之前，先介绍：零序瞬时复合功率的定义。
零序瞬时复合功率
零序功率的方向可以指示单相接地故障位于高压发电机内部还是外部，对于工频分量和高频分量而言，其方向指示是一致的。但是，在某些故障情况下，基波零序电流或电压的值太小，使用起来比较困难。因此，通过与更高频率的电流和电压相结合，可使零序功率方向信息更为明显。为了有效地综合使用不同频率的所有功率分量的方向信息，提出了一种基于零序瞬时复合功率的定子单相接地故障判据。为了清楚说明有关原理，下面将对零序瞬时复合功率进行定义。
零序瞬时复合功率瞬时值可以通过下式给出：
分别是零序电压和零序电流的瞬时值，它们由基波分量和其它次谐波分量组成。
零序瞬时复合功率有效值可以表示为：
无论对于基波分量还是更高次的谐波分量，相角差必包含了相同的方向信息。因为整个系统中的电气元件对基波分量和谐波分量保持着相同的电气特性。根据叠加原理，基于零序瞬时复合功率的单相接地故障保护，可以综合利用稳态信息和暂态信息进行故障识别。
为了提取零序瞬时复合功率中包含的方向信息，将采取以下措施：
首先，依次以每个采样点为起点，计算一个工频周期内的平均功率Pa：
由于三角函数具有正交性，Pa可以表示为：
不同故障情况下cos 的不同特点将作为保护判据。判断高压发电机是发生内部故障还是外部故障。
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