本发明公开了一种火电机组零功率保护系统及其方法。当电厂送出线路发生故障从而引起调门快关动作或引起机组功率发生振荡时，若零功率保护的判据不够完善，零功率保护将发生误动作。本发明的火电机组零功率保护系统包括启动判据模块、动作判据模块及出口逻辑模块，所述的启动判据模块包括电气突变量判据和零功率保护投用判据，所述的电气突变量判据与零功率保护投用判据构成与门逻辑；所述的电气突变量判据为零功率保护启动判据中的主要判据，由发电机电压突增、电流突降、功率突降相与而成，所述的出口逻辑模块包括出口判断逻辑、自保持逻辑和出口延时。本发明提高了发电机零功率保护运行可靠性。