(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211153417.2 (22)申请日 2022.09.21 (71)申请人 华中科技大 学 地址 430074 湖北省武汉市洪山区珞喻路 1037号 (72)发明人 李达义　杨潇　谢雄　尹昊　 汪威宇　 (74)专利代理 机构 华中科技大 学专利中心 42201 专利代理师 李晓飞 (51)Int.Cl. H02J 3/01(2006.01) H02J 3/38(2006.01) (54)发明名称 一种即插即用电力滤波 装置 (57)摘要 本发明公开了一种即插即用电力滤波装置， 属于电力系统有源谐波滤除领域。 包括： 隔离变 压器， 包括圆管状铁芯、 一次侧绕组及二次侧绕 组； 所述一次侧绕组为沿圆管状铁芯轴向穿过圆 管状铁芯内部的电网输电线， 所述二次侧绕组沿 圆管状铁芯径向绕制在圆管状铁芯的外表面； 所 述圆管状铁芯为开口结构， 使用时以即插即用的 方式接入电网输电线； 控制模块， 用于通过检测 系统电流及补偿电流， 生成控制IGBT逆变器的控 制信号； IGBT逆变器， 用于生成与所述控制信号 同频率的补偿电流， 并注入所述隔离变压器的二 次侧绕组。 本发 明能够滤除电力系统中的高次谐 波， 方便接入系统且不改变系统原有结构， 并降 低滤波装置的体积。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 115441451 A 2022.12.06 CN 115441451 A 1.一种即插即用电力滤波装置， 其特 征在于， 包括： 隔离变压器， 包括圆管状铁芯、 一次侧绕组及二 次侧绕组； 所述一 次侧绕组为沿圆管状 铁芯轴向穿过圆管状铁 芯内部的电网输电线， 所述二次侧绕组沿圆管状铁 芯径向绕制在圆 管状铁芯的外表 面， 并与IGBT逆变器的输出端相连； 其中， 流过所述一次侧绕组的系统电流 i1包括基波电流和谐波电流； 控制模块， 用于通过检测系统电流i1及IGBT逆变器输出的补偿电流i2， 生成控制IGBT逆 变器的控制信号； IGBT逆变器， 用于生成与所述控制信号同频率的补偿电流i2， 并注入所述隔离变压器的 二次侧绕组， 其中， 补偿电流 i2包括反向的一次侧基波电流和正向放大的一次侧谐波电流； 所述圆管状铁芯的长度d满足： 其中， r1、 r2分别为圆管状铁芯的内径和外径， μ为材 料的磁导 率， L为预设的电感量。 2.根据权利要求1所述的即插即用电力滤波装置， 其特征在于， 所述圆管状铁芯为开口 结构， 使用时以即插即用的方式接入电网输电线。 3.根据权利要求1所述的即插即用电力滤波装置， 其特征在于， 所述圆管状铁芯的内径 和外径之间满足： r2≤2r1。 4.根据权利要求3所述的即插即用电力滤波装置， 其特 征在于， 所述内径 r1满足： r1>ρ 其中， ρ 为电网输电线的线径。 5.根据权利要求 4所述的即插即用电力滤波装置， 其特 征在于， 所述内径 r1满足： r1＝ρ +5mm 其中， ρ 为电网输电线的线径。 6.根据权利要求1所述的即插即用电力滤波装置， 其特征在于， 所述隔离变压器圆管状 铁芯中的磁势F满足： 其中， k为一次侧和二次侧绕组的匝数比， i1为系统电流， α 为基波控制系数， β 为谐波控 制系数， 为系统电流的基波分量， 为系统电流的谐波分量。 7.根据权利要求1所述的即插即用电力滤波装置， 其特征在于， 还包括并联在所述隔离 变压器二次侧的保护模块； 所述保护模块包括并联 连接的常闭接触 器和双向可控硅结构。 8.根据权利要求1所述的即插即用电力滤波装置， 其特 征在于， 还 包括无线通讯模块； 所述控制模块还用于判断检测到的系统电流i1的波动是否在设定的阈值范围内， 若否， 则产生控制信号， 通过所述无线通讯模块将所述控制信号传输至设定的控制中心， 以实现 故障监测。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115441451 A 29.根据权利要求1所述的即插即用电力滤波装置， 其特征在于， 所述滤波装置为三个， 分别接入电网三相输电线的每相电线上。 10.根据权利要求1所述的即插即用电力滤波装置， 其特征在于， 通过自取电方式控制 所述IGBT逆变 器桥臂两端电压的恒定； 所述自取电方式包括： 控制所述IGBT逆变器输出电压的角度滞后电网电压一个角度， 使所述IGBT逆变器输出 的补偿电流 i2同时包含正向的有无功电流及反相的有功电流； 通过所述有功电流补充所述IGBT逆变器的消耗， 使所述IGBT逆变器桥臂两端电压的恒 定。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115441451 A 3