水電廠機組及主變壓器的繼電保護與常規(guī)機組相比，大型水電機組及主變壓器的運行方式多變、運行工況的適應條件也比常規(guī)機組要多，因此在進行設(shè)計時需增加水泵啟動裝置、啟動母線和換相刀閘等一次設(shè)備，這樣在運行時可以根據(jù)運行工況有選擇處理故障元件，通常的做法是自動、快速的從電力系統(tǒng)中切除故障元件，從而將故障元件損壞程度和對整個運行系統(tǒng)的不良影響降到最低，最大限度地保證無故障部分能夠進行正常運行。

繼電保護就相當于水電機組及主變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)中的開環(huán)自動控制設(shè)備，通過開關(guān)、斷路器、刀閘等一次設(shè)備，從被保護對象的相關(guān)輸入信號與事先確定的整定值進行比較，判斷出水電機組及主變壓器是否處于正常的運行狀態(tài)，或者是否有故障發(fā)生，然后進行相應的邏輯判斷，如果水電機組及主變壓器有故障發(fā)生，則繼電保護裝置開始發(fā)出指令，執(zhí)行相關(guān)動作―――發(fā)出信號或者跳閘。

在水電機組及主變壓器中最常見的故障是內(nèi)部的繞組對地短路、匝間短路或?qū)娱g短路，以及外部端子引線單相短路和相間短路，這就對繼電保護裝置的靈敏度提出了很高的要求。