双向直流电源在电池充放电测试、储能变流器试验、电机对拖台架、光伏模拟与回馈式老化等场合,常常需要两台或多台并机运行,用来把输出电流做大,或者把回馈能量做大。并机之后,每台电源分担的电流是否接近,直接决定整套系统能不能长时间稳定运行。判断好坏的核心指标就是均流误差,工程上普遍把均流误差≤5%作为合格线。
一、双向直流电源并联之后电流为什么会出现分配不均
同一批出厂的电源,输出端并在一起,电流也不会天然平分。原因集中在几个地方:每台电源内部采样电阻、电流传感器的零点与增益存在分散;输出电压设定值存在毫伏级差异;输出到公共汇流排之间的电缆长度、截面积、端子压接电阻不一样的;多台机器的控制环路在并联时互相耦合,下垂特性不一致;双向运行切换时,充电方向与放电方向的调节速度不一样的步。
这些差异在小电流时表现不明显,电流越大,偏差被放大得越厉害。所以在满载附近测出来的均流误差,往往比轻载时更难压下去。
二、均流误差的计算方式
均流误差有两种常用算法,现场都可以用。
一种是相对偏差法:均流误差 =(某台电源输出电流 − 并联系统平均电流)÷ 并联系统平均电流 × 100%。
第二种是极差法:均流误差 =(最大单机电流 − 最小单机电流)÷ 并联系统平均电流 × 100%。
极差法对整组的一致性描述更直接,多台并机时用得多。两种算法都要在同一时刻读数,不能一台一台分开测,否则负载变化会让数据失去可比性。
三、均流误差≤5%的判定表
下面这张表把常见并机台数与判定结果对应起来,读数取同一时刻各台电源的显示值或外接表计值。
| 并联台数 | 负载率 | 平均电流(A) | 最大偏差(A) | 均流误差 | 判定 |
|---|---|---|---|---|---|
| 2台 | 100% | 200.0 | 8.0 | 4.0% | 合格 |
| 2台 | 50% | 100.0 | 6.5 | 6.5% | 不合格 |
| 3台 | 100% | 300.0 | 21.0 | 7.0% | 不合格 |
| 3台 | 80% | 240.0 | 9.6 | 4.0% | 合格 |
| 4台 | 100% | 400.0 | 16.0 | 4.0% | 合格 |
| 4台 | 30% | 120.0 | 9.6 | 8.0% | 不合格 |
从表里能看出一个规律:同一套并机系统,满载合格不等于轻载合格。判定的时候要把全负载段都走一遍,只看某一个点容易得出错误结论。
四、现场取数要用到的仪表与接线位置
读数位置不一样的,算出来的均流误差会有差别。常用的做法有以下几种。
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| 取数方式 | 接入位置 | 适用场合 | 注意事项 |
|---|---|---|---|
| 电源面板显示值 | 机内采样点 | 快速初判 | 机内显示存在零点误差 |
| 钳形直流电流表 | 每台电源输出正极或负极 | 现场抽查 | 卡钳方向与量程要一致 |
| 外置分流器加万用表 | 每台电源输出回路 | 精确测量 | 分流器精度与温漂要匹配 |
| 录波仪或多通道记录仪 | 各支路同步采集 | 动态过程观察 | 通道间要同步触发 |
外置表计的精度等级应当高于被判定对象的允差,否则测量误差会混进均流误差里。多通道记录仪可以看并机投入瞬间、负载突变瞬间、充放电方向切换瞬间的电流分配过程,静态读数正常但动态过程来回摆动的系统,在长期运行中容易出现某台机器过载。

五、不一样的负载点下的记录表怎么填
把每个负载点的数据记在同一张表上,便于横向比较。下面是一个记录示例。
| 负载率 | 1号机电流(A) | 2号机电流(A) | 3号机电流(A) | 平均电流(A) | 均流误差 |
|---|---|---|---|---|---|
| 100% | 99.5 | 101.2 | 99.3 | 100.0 | 1.2% |
| 75% | 74.1 | 76.0 | 74.9 | 75.0 | 1.3% |
| 50% | 49.0 | 51.4 | 49.6 | 50.0 | 2.8% |
| 25% | 24.2 | 26.1 | 24.7 | 25.0 | 4.4% |
| 10% | 9.3 | 11.0 | 9.7 | 10.0 | 10.0% |
小电流段误差放大,是并机系统的常见现象,跟机内偏置电流、采样分辨率有关。若使用场合长期处于小电流区,判定标准就要结合实际工况来定。
六、判定结果的几个环节
电缆与铜排。从每台电源输出端到公共汇流点的走线长度尽量一致,截面积一致,端子压接电阻一致。差异大的时候,即使电源本身均流做得不错,测出来也会偏。
控制方式。下垂法靠输出阻抗自然分配电流,线路简单,轻载一致性一般;主从法由一台主机给电流指令,从机跟随,满载一致性较好;平均电流母线法把各机电流汇总后回送给每台机器调节,动态响应和一致性都较均衡。
双向切换。放电转充电、充电转放电的过渡时间里,各台机器调节速度不一样的,会出现短时电流倒灌或分配失衡。带能量回馈的场合要观察这个过渡段的波形。
温度。机内功率器件温度不一样的,采样电路与电流传感器的输出会漂移,长时间满载运行后复测,数值可能发生变化。
七、山东运电气有限公司的双向直流电源并机配套
山东运电气有限公司在双向直流电源的并机应用上,提供从单机到多机并联的配置方案,覆盖充放电测试、回馈式老化、储能变流试验等场景。并机时的均流调节方式、通讯接口、电流采样通道可以按现场需求配置,出厂前完成并机带载测试并出具测试记录,方便用户在现场按同一套方法复核。
设备的功率等级、电压电流范围、通道数量不一样的,对应的方案与费用也不一样的,实际报价可以查看网页上留的电话进行沟通,由技术人员根据负载曲线和并机台数给出配置清单。
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