在电池充放电、电机测试、储能变流等场合,负载功率不断提高。单台双向直流电源的输出能力有限,多机主从并联成为必要的扩展手段。N+1冗余并机则进一步保障系统不停机运行。
山东运电气有限公司生产的双向直流电源支持主从并联,也支持N+1冗余配置。产品采用数字均流控制,多台机器通过通讯线缆连接后,可以像一个整体一样运行。
一、并机前要确认的条件
并机前必须逐项检查以下内容,否则通电后可能引起模块损坏。
| 项目 | 要求 | 检查方法 |
|---|---|---|
| 通讯接口 | RS485或CAN | 查看面板通讯端子 |
| 通讯协议 | Modbus RTU或厂家协议 | 查看设备说明书 |
| 输出电压设定 | 各机设定值误差小于0.5% | 万用表校准 |
| 接地电阻 | 小于4欧姆 | 接地摇表测量 |
| 负载连接 | 统一汇流排连接 | 检查铜排规格 |
| 开关额定 | 大于单机额定电流1.5倍 | 查看开关铭牌 |
二、主从并联设置步骤
步骤1:关闭所有电源的输入开关和输出开关。悬挂禁止合闸标志,等待五分钟让电容放电。
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步骤2:用屏蔽双绞线连接主机与从机的通讯端子。A线接A线,B线接B线。通讯链路两端各加一个120欧终端电阻。
步骤3:设置主从地址。拨码开关的设置方式见下表。
| 设备角色 | 地址号 | 拨码状态 |
|---|---|---|
| 主机 | 0 | 全部关 |
| 从机1 | 1 | 第1位开 |
| 从机2 | 2 | 第2位开 |
| 从机3 | 3 | 第1位和第2位开 |
| 备用机 | 8 | 第4位开 |
步骤4:上电后进入设备主菜单。在“系统配置”项下选择“并机模式”。将主机设置为“主机”,从机设置为“从机”。备用机设置为“热备”。
步骤5:设置均流系数。均流系数按各台电源的额定功率比例设置。如果主机100kW,从机1为50kW,则从机1的均流系数设为50%。从机容量相均设100%。
步骤6:开启冗余功能。在主机菜单中进入“冗余设置”,选择“N+1模式”。设定备用机地址,并保存参数。异常报警时间设定为1秒。
步骤7:进行带载测试。先合主机输入开关,再合从机输入开关。然后合输出开关。用钳形表测量每台电源的输出电流,偏差应小于总电流的5%。
三、N+1冗余并机的工作过程
N+1冗余并机使用一台备用机。主机正常运行时,备用机处于待机状态,但输出开关是闭合的。主机发生故障时,控制信号自动转移,备用机接手主机角色。切换过程由DSP快速判断,时间小于10毫秒。
双向直流电源在电池充放电时,电流方向会反转。主从并联必须保证正向充电与反向放电两种工况下都均流。山东运电气有限公司的双向电源采用双向采样电路,在四象限运行状态下都能保持均流一致。
四、并机调试的注意事项
- 通讯线缆必须使用屏蔽双绞线,屏蔽层在主机端单点接地。
- 各台电源的输出电压设定值要一致,不能有偏差。
- 输入三相线要按同相序接入,相位错开会造成环流。
- 备用机在正常状态不能关断输出,否则切换时会出现输出中断。
- N+1配置中,系统总输出能力仍是N台机器的容量,备用机不增加带载能力。
- 电缆长度超过100米时,要使用RS485中继器。
五、常见故障排查表
| 故障现象 | 原因 | 处理办法 |
|---|---|---|
| 从机没有输出 | 地址设置冲突 | 检查拨码,保证地址唯一 |
| 从机电流偏大 | 均流系数设置偏高 | 按功率比例重新设置 |
| 主机故障后负载断电 | 备用机未设热备模式 | 将备用机设为热备并保存 |
| 通讯时断时续 | 屏蔽层未接地 | 主机端接大地 |
| 双向切换时电流冲击 | 同步信号相位错误 | 校正相序后重新同步 |
六、应用案例简介
山东运电气有限公司在用户现场部署过多套双向直流电源主从并联系统。某储能测试项目采用3台150kW双向电源组成N+1冗余,正常负载由2台电源承担,1台备用。运行期间发生一次主机模块过热保护,备用机在8毫秒内接管输出,测试未中断。现场验证了该并机方案的稳定性。
系统的实际配置需要根据负载功率、电压范围、电流方向等计算。具体规格与价格请致电工程师获取报价。

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