وظیفه ی دستگاه های حفاظتی ژنراتور این است که خطا را در همان مراحل ابتدایی پیدا کند، بسنجد و به اطلاع مسئولین برساند و در صورتی که لازم باشد، خود جهت قطع ژنراتور از شبکه و برداشت تحریک اقدام کند.این عمل باید چنان سریع و ماهرانه انجام شود که نقطه ی مصدوم و معیوب فرصت گسترش یافتن پیدا نکند.
دستگاه های حفاظتی ژنراتورهای با دور کم(ژنراتورهای توربین آبی) و با دور زیاد(توربو ژنراتورها) متفاوت نیستند.تنها تفاوت دستگاه های حفاظتی ژنراتورها، در نوع اتصال ژنراتورها به شبکه، "اتصال واحد" و "اتصال شین" می باشد.در اتصال واحد، هر ژنراتور دارای ترانسفورماتور مخصوص به خود می باشد، به طوری که ژنراتور و ترانسفورماتور یک واحد الکتریکی را تشکیل می دهند.لذا این واحد، با یک حفاظت واحد نیز مجهز می شود.
اتصال واحد اصولا در موقعی که قدرت ژنراتور زیاد است به کار برده می شود. در اتصال شین، ژنراتورها دارای ترانسفورماتور مخصوص به خود نیستند، بلکه انرژی ژنراتور مستقیما به شین جمع کننده ی نیرو منتقل می شود و سپس به کمک یک یا چند ترانسفورماتور انرژی لازم از شین گرفته می شود.خطاهایی که در ژنراتور اتفاق می افتد یا در اثر کمبود و نقصان ایزولاسیون و عایق بندی قسمتی از سیم پیچ های ژنراتور و کابلهای رابط آن است و یا بستگی به عوامل خارجی دیگر دارد.لذا می توان حفاظت ژنراتور را به دو دسته تقسیم کرد: 1-حفاظت در مقابل خطاهای داخلی 2- حفاظت در مقابل عوامل خارجی غیر مجاز
1-حفاظت در برابر خطاهای داخلی
خطاهایی که در داخل ژنراتور ممکن است اتفاق بیفتد، می توان به دو دسته ی منطقه ای تقسیم کرد که عبارتند از خطاهای استاتور و خطاهای روتور.
الف-خطاهایی که در سیم پیچ استاتور پیش می آید عبارتند از:
1-اتصال بین دو فاز
2-اتصال حلقه
3- اتصال زمین و اتصال زمین دوبل
ب- خطاهایی که در روتور پیش می آیند عبارتند از:
1-اتصال زمین
2-اتصال حلقه یا اتصال زمین دوبل
3-قطع شدگی(قطع تحریک)
تصویر زیر حفاظت توسط رله ی دیفرانسیل را نشان می دهد
2-حفاظت در برابر خطرات خارجی
عوامل خارجی که سبب خطا در داخل ژنراتور می شود نیز به دو دسته تقسیم می شود.یکی عواملی که در شبکه ی برق پیش می آید، و دیگری عواملی که در قسمت گرداننده ی روتور ژنراتور پیش می آید و مستقیما به روی ژنراتور موثر است.
الف-عواملی که در شبکه پیش می اید عبارتند از:
1-اتصال کوتاه در شبکه(به ویژه در اتصال مستقیم ژنراتور به شین)
2-بار نامتعادل
3-ازدیاد ولتاژ در اثر برداشت غیر مترقبه و پیش بینی نشده ی قسمت بزرگی از بار ژنراتور.
ب-خطاهایی که در وسیله ی گرداننده ی روتور ژنراتور پیش می اید عبارتند از:
1- خراب شدن توربین
2-قطع بخار
در ضمن باید دانست که تنها قطع ژنراتور از شبکه ی برق ، در موقع بروز خطا کافی نیست؛ بلکه باید انرژی که سبب اتصالی و خطا شده است نیز از میان برداشته شود.دستگاه هایی که باید در موقع قطع ژنراتور به کار افتد عبارتند از:
1- دستگاه برداشت تحریک
2-دستگاه خاموش کننده ی جرقه(دستگاه آتش نشانی)
حفاظت قسمت مکانیکی ژنراتور مثل دستگاه تنظیم درجه حرارت یاتاقان ها و تنظیم هوای خنک کننده و تمیز و یا هیدروژن ، مربوط به حفاظت الکتریکی ژنراتور نمی باشد، گرچه اغلب عدم کار صحیح این دستگاه ها نیز باعث قطع ژنراتور می شود.
حفاظت در مقابل خطاهای داخلی به وسیله ی دستگاه های حفاظتی زیر انجام می شود:
1-رله ی دیفرانسیل برای تشخیص اتصال دو فاز مختلف در ژنراتور
2-رله ی اتصال حلقه برای تشخیص اتصال حلقه در یک فاز روتور
2-رله ی اتصال زمین برای حفاظت ژنراتور در مقابل اتصال زمین سیم پیچی استاتور
4-رله ی توان متقابل برای حفاظت کلی ژنراتورهای کوچک
حفاظت در برابر عوامل خارجی به وسیله ی دستگاه های حفاظتی زیر انجام می شود:
1-رله ی حرارتی برای حفاظت در مقابل بار زیاد
2-رله ی جریان زیاد برای حفاظت در مقابل اتصال کوتاه
3-رله ی ولتاژ زیاد برای حفاظت در برابر ولتاژ زیاد غیر مجاز
4-رله ی بارنامتعادل برای حفاظت در برابر بار نامتعادل غیر مجاز
5-رله ی برگشت وات برای جلوگیری از حالت موتوری شدن ژنراتور