水电厂机组及主变压器的继电保护与常规机组相比，大型水电机组及主变压器的运行方式多变、运行工况的适应条件也比常规机组要多，因此在进行设计时需增加水泵启动装置、启动母线和换相刀闸等一次设备，这样在运行时可以根据运行工况有选择处理故障元件，通常的做法是自动、快速的从电力系统中切除故障元件，从而将故障元件损坏程度和对整个运行系统的不良影响降到低，大限度地保证无故障部分能够进行正常运行。
继电保护就相当于水电机组及主变压器内部结构中的开环自动控制设备，通过开关、断路器、刀闸等一次设备，从被保护对象的相关输入信号与事先确定的整定值进行比较，判断出水电机组及主变压器是否处于正常的运行状态，或者是否有故障发生，然后进行相应的逻辑判断，如果水电机组及主变压器有故障发生，则继电保护装置开始发出指令，执行相关动作?发出信号或者跳闸。
在水电机组及主变压器中常见的故障是内部的绕组对地短路、匝间短路或层间短路，以及外部端子引线单相短路和相间短路，这就对继电保护装置的灵敏度提出了很高的要求。
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