论文首先综术当前电力系统的发展和大机组保护的现状,介绍了大机组继电保护新的发展方向.首次分析了故障时分支电流、短路环电流及其它一些保护用电量的瞬态变化规律,探讨各种内部故障对不同物理量的影响.论文根据水轮发电机绕组的具体结构,研究其等值电路,建立仿真模型,并提出简化的数字模型,以此对大型水轮发电机接地故障后的三次谐波电压分布作了分析.并对可能采用的三峡机组各种保护方案的灵敏度作了对比研究,探讨大型水轮发电机定子接地保护的较佳方案.针对目前大型水轮发电机定子接地保护灵敏度偏低的问题,提出故障分量三次谐波电压式定子接地保护方案.论文首次考虑了外加电源内阻对继电保护的影响,在此基础上,分析故障电流的变化情况,提出新的故障分量低频电流式定子接地保护方案.论文提出基于正交小波的发电机定子接地保护新方案.论文结合计算机技术的最新发展,综合运用近年来国内外继电保护和自动化装置的设计经验,以华中理工大学研制的大型发变组微机保护装置(水轮机系列)为原型基础,提出适合于600MW以上的大型水轮发电机组微机继电保护装置的设计方案,较为详细地介绍了其总体配置、保护方案和结构特点等设计思想.论文最后对上述研究成果进行了总结,提出了进一步研究的方向.