感应滤波技术是湖南大学刘福生教授最先提出、历经罗隆福教授,张志文教授,李勇教授和许加柱教授的改进,历经多年发展成具有自主知识产权的新型滤波技术。感应滤波技术的发展与应用,历经阻抗匹配平衡牵引变压器,谐波隔离单相牵引变压器,新型换流变压器,直至研究的谐波隔离四绕组电力变压器。
感应滤波技术的概念,源于湖南大学刘福生教授提出的阻抗匹配平衡牵引变压器。通过引出抽头,外接滤波调谐支路构成的具有谐波隔离功能的平衡变压器。该变压器运用于机车的两相供电。
谐波隔离单相牵引变压器是将感应滤波技术运用与电气化铁路改造过程中,提出的一种具有谐波隔离功能的单相牵引变压器,该变压器运用于电气化铁道的单相机车牵引负荷供电,该变压器滤波和无功补偿相比传统无源滤波技术效果显著改善。新型换流变压器通过进一步改善变压器绕组的接线方式,实现了将感应滤波技术应用于直流输电领域。该换流变压器二次侧绕组采用延边三角形,通过两个引出端点分别于换流器电容支路相连接,通过脉波整流机组的一系列关键设计实现良好的滤波和无功补偿功能。谐波隔离四绕组电力变压器是为有效解决目前某些220kV变电站谐波含量超标的问题所提出的。该220kV变电站,有110kV和35kV两个负荷侧,都有较重谐波传入电网,需要在变电站进行谐波治理。直接在220kV侧治理是不现实的;分别在110kV侧和35kV侧治理,则需要安装两套滤波器,也没有现实可行性。采用加装滤波绕组的方案,使得变压器成为四绕组变压器,则有两种方案,传统四绕组变压器方案和新型感应滤波变压器方案。
传统四绕组方案是在变压器220kV绕组、110kV绕组和35kV绕组侧之后加装滤波绕组。新型方案是:在220kV之后,安装35kV滤波绕组(也可以为110kV,取决于滤波器成本),之后,才是110kV和35kV负载绕组,使得两负载绕组的谐波与220kV绕组被隔离,所以,也称这种变压器为谐波隔离变压器。谐波隔离变压器有两个滤波组(3绕组变压器):220kV绕组、滤波绕组、110kV绕组和220kV绕组、滤波绕组、35kV绕组。两个感应滤波组均要求满足等值阻抗值趋近于零的滤波条件。经过仿真研究,感应滤波的方案比传统绕组方案好:传统方案无法同时保证35kV和110kV侧谐波负载的滤波要求,从220kV侧观察,就是谐波无法达标。而感应滤波方案,220kV侧谐波能够达标。
该技术研究的实用意义在于通过充分利用变压器设备自身的电磁特性进行滤波,在各种电力滤波方式中开创了一条感应滤波的新路。将感应滤波技术运用于多种变压器,依靠变压器内部绕组构成的安匝平衡消除谐波和滤波器的全调谐等方式,可大大减少了谐波与无功对电网系统造成的危害。变压器感应滤波技术利用了有源滤波思想,但不是利用其它设备来制造一个大小相同、方向相反的电流,来消除系统中的谐波,其创造性的使用变压器的自藕原理,这也是该种滤波方式的新颖之处 。