定子绕组单相接地故障是发电机的常见故障之一，而且是更为严重的相间或匝间短路故障的先兆，所以定子单相接地保护是发电机继电保护系统的重要组成部分之一。　　 本文首先对发电机中性点各种接地方式存在的问题及接地方式选择的技术标准作深入分析，对基波零序电压型定子接地保护、三次谐波电压型定子接地保护和外加电源式定子接地保护各种方案的构成原理及其优缺点进行了分析。在此基础上，详细分析了影响基波零序电压型定子保护可靠性及灵敏度的各种因素，提出了相应的改进措施；详细推导了发电机中性点位移电压的产生机理及其与三相对地电容不对称性之间的关系；对采用三次谐波故障分量法实现定子接地保护的原理进行了仿真验证，对外加20Hz交流电源的定子接地保护进行了详细的讨论，并对不同中性点接地方式下电源内阻和接地装置参数对保护的影响作了详细分析和仿真。首次提出一种综合式的双重化定子接地保护方案，包括由基波零序电压和三次谐波故障分量构成的双频式定子接地保护模块，基于注入式的自适应定子接地保护模块，在保护功能的基础上增加了故障定位模块。试验仿真结果证明新方案具有高可靠性和灵敏度，能有效地保护发电机定子绕组。最后设计了课题研究过程中所开发保护装置的硬件框架、滤波算法，以及详细的软件结构，给出了保护功能的软件流程图。