При наличии выведенных параллельных ветвей обмотки статора наиболее просто выполняется односистемная поперечная дифференциальная защита.

В нормальном режиме и при внешних коротких замыканиях токи обеих ветвей практически одинаковы. Через трансформатор тока проходит некоторый ток небаланса, содержащий высшие гармоники, кратные трем. Для отстройки от токов высших гармонических реле тока КА подключается к трансформатору тока ТА через частотный фильтр ZF, пропускающий только составляющую тока промышленной частоты. Фильтр в простейшем исполнении может представлять собой промежуточный трансформатор, ко вторичной обмотке которого параллельно подключаются реле тока и конденсатор. Схема настраивается в резонанс на первой гармонике тока.

С возрастанием частоты емкостное сопротивление конденсатора уменьшается, а сопротивление(индуктивное) обмотки реле, наоборот, возрастает и доля гармоник, проходящих через нее, уменьшается.

Рисунок 2.4.

Выбор тока срабатывания. При нормальной работе и внешних КЗ через реле проходит только ток небаланса. Аналитическое определение этого тока затруднительно. Поэтому принимают Iсз =(0,2-0,3)Iном.г. (2. Стр.383). (2.8)

При замыкании между витками одной фазы через ТА проходит ток достаточный для срабатывания реле КА. Защита действует и при многофазных КЗ.

Как правило, защита выполняется без выдержки времени.

Защита от внешних коротких замыканий.

В зависимости от мощности генератора защиту выполняют по одному из следующих вариантов: максимальная токовая защита; минимальная защита напряжения; максимальная токовая защита с комбинированным пусковым органом напряжения; токовая защита обратной последовательности.

Максимальная токовая защита устанавливается на генераторах мощностью до1,0 МВт. На одиночно работающих генераторах она является также защитой от многофазных коротких замыканий в обмотке статора. Минимальная защита напряжения допускается также на генераторах мощностью до 1,0 МВт. Она, как и МТЗ, предназначается и для защиты генератора при междуфазных КЗ в обмотке статора,

Максимальная токовая защита выполняется двухфазной двухрелейной и двухфазной однорелейной. Ее ток срабатывания:

I^III_с.з.=К^III_отс.·К_сзп·I_г.ном/К_в, (2.9)

Где К^III_отс.=1,1¸1,2;

К_сзп=1,5¸1,7

Коэффициент самозапуска, учитывающий повышение тока при самозапуске электродвигателей после отключения внешнего короткого замыкания.

Выдержку времени выбирают как обычно по ступенчатому принципу.

Чувствительность защиты считают достаточной, если при двухфазных коротких замыканиях на выводах одиночно работающего генератора:

К_ч=I⁽²⁾_мин./I_с.з.≥1,5  (2.10)

Рисунок 2.5

Максимальная токовая защита с комбинированным пусковым органом напряжения.(Рис.2.5)

Так как МТЗ практически не может отличить токи внешних КЗ от токов перегрузки, то для генераторов мощностью более 1,0 МВт до 30,0 МВт рекомендуется МТЗ с комбинированным пусковым органом напряжения. Реле тока защиты соединены по схеме полной звезды. Комбинированный пусковой орган напряжения состоит из минимального реле напряжения KV,   включенного на междуфазное напряжение, и максимального реле напряжения KVZ, которое присоединяется к фильтру напряжения обратной последовательности АVZ.

По данным опыта U_ср =6 В. Благодаря реле KVZ схема имеет повышенную чувствительность к токам внешних коротких замыканий.

Защита от перегрузок

Наибольшее распространение для защиты от симметричных перегрузок получила схема, содержащая одно реле тока, включенное на ток фазы и термически стойкое реле времени.

Ток срабатывания защиты:

, (2.11)

где , а  при ее действии на разгрузку или отключение.

Выдержку времени принимают больше выдержки времени срабатывания защиты от внешних коротких замыканий. Известны и другие схемы защиты.