隨著全球能源需求的日益增長與電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，同步發(fā)電機通過接入整流橋輸出交流電能的方式，已逐步取代了傳統(tǒng)的直流發(fā)電機，在船舶交流電力系統(tǒng)、電動機車牽引系統(tǒng)以及航空供電系統(tǒng)等關(guān)鍵領(lǐng)域展現(xiàn)出其獨特的優(yōu)勢。這一轉(zhuǎn)變不僅簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，還顯著提升了電能質(zhì)量與運行維護的便捷性。
在多相（如6相、12相、18相）整流器同步發(fā)電機的應(yīng)用中，其通過降低交流電壓紋波、減少干擾信號，并增強系統(tǒng)容錯能力，有效提升了能源轉(zhuǎn)換效率，尤其適用于對電能質(zhì)量有嚴格要求的場景，如船舶電力系統(tǒng)。然而，作為獨立供電系統(tǒng)的核心部件，多相整流器發(fā)電機組的運行安全性與可靠性至關(guān)重要。
盡管當前針對整流器發(fā)電機組的短路故障研究已較為深入，涵蓋了匝間短路、同橋異色短路、異橋異色短路及缺橋故障等多種類型，但關(guān)于發(fā)電機組單相接地故障，尤其是其在多相整流器同步發(fā)電機中的影響，尚存研究空白。單相接地故障作為發(fā)電機組常見的故障類型之一，其對交流電壓的潛在影響不容忽視，尤其是在直流側(cè)可能引發(fā)的過電壓問題，不僅威脅設(shè)備絕緣安全，還可能進一步引發(fā)更嚴重的短路事故。
針對高壓船只常用的三相電繞組星形連接同步發(fā)電機，中性點的接地方式成為影響系統(tǒng)穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素。目前，中性點經(jīng)電阻器接地和經(jīng)消弧線圈接地是兩種常見的接地方法?？紤]到消弧線圈接地可能引發(fā)的串聯(lián)諧振問題，對于整流器發(fā)電機組而言，中性點經(jīng)電阻器接地的方式更為適宜。
本文以12相整流器同步發(fā)電機為例，深入探討其單相接地故障對直流過電壓的影響。通過輸出功率平衡法，我們首先將直流負載電阻等效轉(zhuǎn)換至交流側(cè)，并建立故障下健全繞組的等效零序回路模型，以此為基礎(chǔ)，分析故障繞阻零序電壓、非故障繞阻零序電壓與發(fā)電機組中性點接地電阻之間的關(guān)聯(lián)。隨后，利用向量分析法準確計算接地方式對直流過電壓的具體影響。最終，結(jié)合模擬仿真與實驗數(shù)據(jù)，驗證了理論分析的正確性與有效性。
綜上所述，本研究不僅填補了多相整流器同步發(fā)電機單相接地故障對直流過電壓影響的研究空白，還為優(yōu)化整流器發(fā)電機組的接地設(shè)計、提升系統(tǒng)整體穩(wěn)定性提供了重要的理論依據(jù)與實踐指導(dǎo)。
