电能质量

 一般意义上讲的电能质量使用IGBT功率器件的设备有两种：

1、有源滤波器，全名：有源电力滤波器，英文：Active power filter(简称APF), APF的功能是抑制电网中的谐波；

2、无功补偿，全名：静止无功补偿发生器，英文：Static Var Generator(简称SVG), SVG的功能是补偿无功，提高用电效率。

APF是并联于电网上的设备，其原理框图：

APF在拓扑结构方面又分为两电平结构和三电平结构,以下是两种电平结构的技术方案：

      APF设备较为核心的三大器件：IGBT模块、薄膜电容器、驱动板。

      北京富凌联合代理的数字驱动品牌：Firstack，凭借数字驱动技术的高可靠性、智能性及时序管理功能，在APF市场领域推出了C-Core驱动核，该驱动核针对中小功率NPC三电平逆变器开发的专用智能IGBT驱动核，基于Firstack数字驱动技术，解决了NPC三电平模块应用中错误时序，并联均流等复杂问题。产品具有体积小、应用方便，可靠性高等特点，适用于成本要求更高的场合。

      C-Core是双通道驱动核，外围应用电路简单，客户无需在调试驱动器上投入精力，即可安全可靠地驱动NPC三电平IGBT。

    核心优势：

-强大的驱动能力：4W/20A，最大支持开关频率40kHz的应用；

-保护功能齐全：短路保护（软关断）/欠压保护/窄脉冲抑制；

-智能时序管理：支持NPC I型三电平时序管理；

-抗干扰能力强：采购光耦传输PWM信号，EMC特征稳定；

    凭借Firstack强大的技术设计能力，推出的数字驱动核：C-Core在APF行业得到广泛的应用。

链式高压静止无功补偿发生器的以10KV为例，每相需要12只功率单元串联，拓扑结构图：

功率单元采用H桥拓扑结构，技术可靠，链式高压静止无功发生器功率单元的拓扑结构图：

北京富凌联合在SVG功率单元上可使用的品牌方案：

IGBT模块：英飞凌：FF300R17ME4, FF450R17ME4  ,   FF600R17ME4，  F1000R17IE4等；

薄膜电容：ADSO、EACO、EPCOS;

驱动电路：Firstack 数字驱动板，PI驱动板；

传感器：LEM。

SVG分为电压型桥式电路和电流型桥式电路两种类型。

案例分析：

        华北某公司，SVG设备容量10MVA，主电路采用H桥多单元级联，每相采用12单元。主电路输出采用星型接线，IGBT开关频率选取为1KHZ，输出电压10KV，每单元直流侧电压设置为850VDC，波动允许为85V，输出电感阻抗标幺值为15%。

       额定线电压 =10KV (有效值)；

额定相电压 =5774V(有效值)；

额定容量 =10MVA；

额定相电流 =10M/3/5774=577A(有效值)；

每相选定12个单元，即N=12；直流侧电压设定850V。取ΔU=85V

IGBT的选取：相电流有效值为577A, 峰值为：577*1.414=816A

要求选定的模块留1.5倍的裕量，则有效值577*1.5=866  峰值为：1224A

可选用英飞凌的FF1000R17IE4 总数量为72个。

                 DC-LINK电容的选取：C=1.15Un*In/N*ω*Vdc* △V

                得出：C=14.06Mf  所以总共电容选取为C*36=506.4Mf

                客户实际采用:电容为SHE-1200-470-FS(1200V/470uf)的薄膜电容，每个单元30只并联。

     总共使用的电容为：470uf*30*12*3=470uf*1080(只)= 507600uf。