柴油發電機組機組保護系統分為柴油機與發電機保護系統兩部分。他們的工作原理如下：
一、柴油機保護系統
柴油機保護系統有高水溫、低油壓和超速保護（其典型電路如下圖），有的還有冷卻水中斷、油高溫、燃油油面低，并列機組逆功率保護等。當機組在運行中，一旦柴油機出現高水溫、低油壓和超速時，電接點水溫表觸點、電接點油壓觸點和過速繼電器觸點閉合，繼電器1k、2k、3k得電動作，使其常開觸點閉合，一方面使發光二極管發出光報警信號，另一方面繼電器4k動作，喇叭發出聲報警信號，同時繼電器5k動作，柴油發電機組立即自動停機，起到保護作用。
二、發電機保護系統
小型發電機由于容量小，保護裝置比較簡單，一般用自動空氣開關中瞬時脫扣器和熱脫扣來實現短路和過載保護。用戶訂貨時可對自動空氣開關的瞬時脫扣和熱脫扣的整定值提出具體要求，否則出廠時一般按最大值，很難達到整定要求，起不到保護作用。有的廠家為了使發電機得到可靠保護，另外加設了短路和過載保護，如采用熔斷作短路保護，用過流繼電器作過流保護（如下圖）。有的廠家為了節省一個電流互感器，取消了tav將kv直接與中性點連接。

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