I nte rna t io na l J o urna l o f   Rec o nfig ura ble a nd   E m be dd e d Sy s t e m s   ( I J R E S)   Vo l.  7 ,   No .   2 J u l y   201 8 ,   p p .   91 ~ 103   I SS N:  2 089 - 4 864 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /i j r es.v 7 . i2 . p p 91 - 103          91       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s co r e. co m/jo u r n a ls /in d ex . p h p / I JR E S /in d ex   I m pa cts  of E m be dded  G enera tion  o n Distribu tion    Netw o rk  Beha v io r       P ula da s Su dh a k a r 1 Su s ha m a   M a la j i 2 B.   Sa rv esh 3   1 , 3 Jn tu   CEA ,   A n a n th a p u ra m u ,   In d ia   2 Jn tu   CEH,   Hy d e ra b a d ,   In d ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ma r ch   1 7 ,   2 0 1 8   R ev i s ed   Ma y   1 8 ,   2 0 1 8   A cc ep ted   J u n   01 ,   2 0 1 8       T h is  p a p e r   e x p lo re t h e   im p a c ts  o f   m u lt ip le  e m b e d d e d   g e n e ra to rs  p e n e tratio n   o n   d istri b u ti o n   sy ste m   b e h a v i o r.   F o t h is  ra ti o n a le,  a   IEE E - 1 3   b u d istri b u ti o n   f e e d e w a m o d e led   a n d   in v e stig a tes   b y   a ss i m il a ti n g   d iff e r e n ty p e o f   e m b e d d e d   g e n e ra ti o n   (EG so u rc e s.  Di ff e r e n sc e n a rio w e r e   im p le m e n ted   in   w h ich   W IND ,   S OFC  F UEL   CEL L ,   S OLA a n d   M ICRO  T URBIN p lan ts  w e re   m o d e led   w it h   h ig h   v a r iab il it y   o f   lo a d   a n d   g e n e ra ti o n   to   o b se rv e   th e ir  im p a c ts  o n   sy ste m ’s  p ro tec ti o n ,   u n sy m m e tri c a f a u lt a lso   c o n sid e o b se rv in g   im p a c ts  e ff e c ti v e l y .   T o   e ra d ica te  th e   im p a c ts  o n   d istri b u ti o n   sy ste m   w it h   p re se n c e   o f   EG ’s  a n d   d istri b u ti o n   sy ste m   u n d e rg o n e   in   t h e   e v e n o f   f a u lt s,  in   t h is  p a p e p r im a ril y   re v e rse   p o w e d u e   t o   EG   in teg ra ti o n   is  e stim a ted   a n d   se n se d   w it h   re v e rse   p o w e re la y ,   F u rth e tw o   ty p e o f   S u p e rc o n d u c ti n g   F a u lt   Cu rre n t   L im it e rs  P a ss iv e   re so n a n c e   CB  (P RCB)   S F CL   a n d   In v e rse   c u rre n in jec ti o n   CB  ( I - CB  a re   p r o p o se d   a n d   re su lt a re   c o m p a re d   f o a m e n d e d   so lu ti o n   in   m it ig a ti n g   fa u lt   c u rre n t   m a g n it u d e   a n d   o v e v o lt a g e s,  F in a ll y   p e n e tratio n lev e ls  a re   c o m p u ted   m a th e m a ti c a ll y   a n d   A ll   th e   m o d e li n g   a n d   sim u latio n w e re   c a rried   o u u sin g   M AT LAB  S IM UL INK   to o l.   K ey w o r d s :   E m b ed d ed   g en er atio n   Fau lt c u r r en m ag n it u d e   I - CB   Mic r o   tu r b in e   P en etr atio n   lev el s   P R C B   r ev er s p o w er   r ela y   SF C L   SOFC   So lar   en er g y   Vo ltag p r o f ile   W in d   en er g y   d is tr ib u t io n   s y s te m     Co p y rig h ©   2 0 1 8   In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   P u lad asu   S u d h a k ar ,   J n tu   C E A ,   An a n th ap u r a m u ,   I n d ia.   E m ail:  p u lad asu i n s p ir e@ g m ai l.c o m       1.   I NT RO D UCT I O N   E m b ed d ed   Gen er atio n   ( E G)   i s   s m all  s ca le  elec tr ici t y   g e n er atio n   n ea r b y   e n d - u s er s ,   r a n g e s   f r o m   1 0 KW   to   1 0   M W ,   is   d ir e ctl y   co n n ec ted   to   d is tr ib u ti o n   n et w o r k   ( DN) . p en etr atio n   o f   E in f l u en ce     th d is tr ib u tio n   s y s te m   ( DS)   o p er atio n   [ 1 ]   an d   th o u g h   t h in ten tio n   o f   E in te g r atio n   i n   to   DS  ar t o   p r o v id e   s u s tai n   v o lta g s u p p o r [ 2 ] ,   r ea ctiv p o w er   co m p e n s atio n   [ 2 ] ,   r e d u ct io n   o f   lo s s e s   an d   r eliab ilit y   [ 3 ] [ 4 ] .     E in te g r atio n   s h o w s   i m m e n s i m p ac o n   g r id   o p er atio n   [ 5 ] ,   v o ltag p r o f ile  [ 6 ] - [ 8 ] ,   p o w e r   q u alit y   [ 9 ] [ 1 0 ] ,   g r id   lo s s es [ 1 1 ] ,   f au lt c u r r en t l ev el  [ 1 2 ] ,   an d   ex is ti n g   p r o tecti o n   s y s te m   [ 1 3 ] - [ 17 ].   Fro m   th l iter at u r e,   it  is   o b s er v ed   th at  r e s ea r ch er s   ar co n ce n tr ated   h o w   to   p r o v id th p r o tectio n   to   d is tr ib u tio n   s y s te m   i n   th ev en t   o f   f a u lt s   t h r o u g h   d e s ig n i n g   o f   p r o tectio n   eq u ip m en t’ s   li k f u s e,   cir cu it  b r ea k er s ,   s u r g ar r est er s ,   s u r g d iv er ter s ,   r ela y s   a n d   h y b r id   p r o tectiv s ch e m e s   [ 1 8 ] - [ 23 ]   a   clea r   r esear ch   g ap   is   id en tif ied   to   m iti g ate  ( s o lv e)   th n e g ati v im p ac ts   o n   d is tr ib u tio n   s y s te m   p r o tectio n   w it h   E G   in te g r atio n ,   i n   t h i s   p ap er   p r im ar il y   r ev ie w   t h e m b ed d ed   g e n er atio n   b e n ef i ts   to   t h g r id ,   g r id   b en ef i ts   to   e m b ed d ed   g en er atio n   [ 2 4 ]   an d   in v est ig ate s   h o w   th e m b ed d ed   g en er atio n   w ill  p o s e   i m p ac ts   [ 2 5 ]   o n   p r o tectio n   o f   d is tr ib u tio n   s y s te m   [ 2 6 ]   is   p r esen ted   in   d etailed .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 9 - 4 864   I J R E S   V o l.  7 ,   No .   2 J u l y   201 :   91     1 0 3   92   1 . 1 .   E m be dd ed  G ener a t io n B ene f it s   T o   T he  G rid   R ed u ce d   T r an s m i s s io n   a n d   Di s tr ib u tio n   lo s s es   P o ten tial  to   d ef er   n et w o r k   au g m e n tat io n   d ep en d in g   o n   g e o g r ap h ic  lo ca tio n   an d   p er f o r m an ce   d u r in g   p ea k   p er io d s   Vo ltag s u p p o r t   I m p r o v p o w er   s y s te m   r esil ie n ce   P o ten tial e m i s s io n s   r ed u ctio n     1 . 2 .   G rid B enef it s   T o   E m be dd ed  G ener a t io n   P r o v id es a cc ess   to   u p s tr ea m   m ar k ets   Su p p o r ts   m ai n te n an ce   o f   r eliab ilit y   f o r   in ter m itten t e m b ed d ed   g en er atio n   Su p p o r ts   v o lta g q u alit y   i m p o r tan t f o r   en d - u s d ev ices   Su p p o r ts   o p er atin g   e f f ic ien c y   o f   e m b ed d ed   g en er atio n   a s   o u t p u t n ee d   n o t r ef lec t lo ca l lo ad   Su p p o r ts   s tar t u p   p o w er   r eq u ir e m en ts   o f   t h cu s to m er ,   w h en   p ea k   cu r r en m a y   i n cr ea s s ig n i f ican tl y .     1 . 3 .   Co ns idera ble  I m pa ct s   O f   E m b edde d G e nera t io   I n   th i s   p ap er   th m ai n   is s u es  ass o ciate d   w it h   th p en e tr atio n   o f   e m b ed d ed   g e n er atio n s   i n to   ex is ti n g   d is tr ib u tio n   s y s te m s   ar e   as f o ll o w s   a n d   g i v en   i n   [ 2 7 ] [ 2 8 ]   a.   R ev er s p o w er   f lo w   b.   P o w er   lo s s e s   c.   Vo ltag p r o f ile   d.   I s lan d in g   o p er atio n   co n f lict s     e.   I n cr ea s in   f au lt c u r r en   f.   P o w er   q u ali t y   i s s u es   g.   Stab ilit y     h.   Saf p en etr atio n   li m it s   esti m atio n ,   etc.   ar th f e w   p er f o r m an ce   i n d ex   p ar a m eter s   n ee d s   to   c o n s id er     f o r   an al y s i s .   Am o n g   ab o v id e n ti f ied   is s u e s   d u r in g   E in te g r atio n ,   i n   t h i s   p ap er   f o u r   s i g n if ican is s u e s   h av b ee n   co n s id er ed   f o r   an al y s i s   o f   d i s t r ib u tio n   n et w o r k .   R e v er s p o w er   f lo w ,   v o lta g p r o f ile,   i n cr ea s in   f a u lt  c u r r en an d   p en etr atio n   lev e esti m ati o n .   in   th ev e n o f   E in teg r a ted   to   DN.   if   lo ca g en er atio n   is   ex ce ed s   th lo ca l   lo ad   p o w er   f lo w   g ets  r e v er s ed ,   th is   w i ll  d if f ic u lt  f o r   DN  p r o tectio n ,   th d etec tio n   o f   b id ir ec tio n al  p o w er   f lo w   is   ess e n tial,  f o r   th is   i n   th is   p ap er   r ev er s p o w er   r ela y   [ 2 9 ]   is   in co r p o r ated ,   it  w il r ec o g n i ze s   th d ir ec tio n   i n   w h ic h   f a u lt  o cc u r s ,   r elativ to   th lo ca tio n   o f   r ela y .   Facil ita te  th s o l u tio n   a g ai n s th p r o tectio n   u n d er   r ea ch   s itu a tio n s .   a s   E p e n etr atio n s   o r ig in   to   o v er   v o lta g i n   DN,   i p o s s ess   ad d ed   c o m p le x it y   i n   th e v en t   o f   f a u lts   an d   E in te g r atio n   r ea s o n   f o r   tr an s itio n s   o f   DN  f r o m   r ad i al  to   b id ir ec tio n al,   it  b r in g s   t h en h a n ce m e n o f   f au lt  cu r r en d u to   co n tr ib u ti o n   f r o m   E G’ s ,   f u r t h er   it  is   s e v er d u r in g   f au lt  ti m e s ,   to   p r o tect  th DN  d u r in g   th f au l ti m es  b o th   i n   v o ltag p r o f ile  an d   m i tig at io n   o f   f a u lt  c u r r en i n   t h is   p ap er ,   P r ev io u s   i n v e s ti g atio n s   w er p er f o r m ed   in itiall y   o n   t h A p p licatio n   o f   S u p er co n d u ctin g   Fa u lt  C u r r en L i m i ter   ( SF C L )   f o r   E n er g y   Sto r ag P r o tectio n   in   P o w er   Dis tr ib u tio n   S y s te m   [ 3 0 ] ,   ac tiv t y p SF C L   i s   i n tr o d u ce d   [ 3 1 ] ,   f o r   m iti g atio n   o f   f a u lt  cu r r en t s   an d   o v er   v o ltag es  i n ce p ted   in   d is tr ib u ti o n   n et w o r k   d u r i n g   t h f a u lt s .   Fu r th er   SF C L   is   in co r p o r ated   to   im p r o v co o r d in atio n   b et w ee n   p r o tectiv d e v ices  [ 3 2 ]   an d   to   atte s t h p e r f o r m a n ce   o f   SF C L   E x p er i m e n tal  in v est ig at io n s   [ 3 3 ]   d o n e,   th p e r f o r m a n ce   o f   SF C L   b ein g   test ed   at  v ar io u s   lo ca tio n s   [ 3 4   in   th p o w er   s y s te m ,   ec o n o m ical  p o in o f   v ie w   test ed   b y   an al y z in g   p o w er   d is s ip atio n   [ 3 5 ]   f ac to r   d u r in g   t   he   o p er atio n   o f   SF C L   an d   later   A p p licatio n   o f   Mu l tip le  R esi s ti v SF C L   s   [ 3 6 ]   ar e   o b tain ed   to   co m p u t e     th f a u lt  d etec tio n   ti m in   co m p le x   , an d   p r ac tical  ap p licatio n s   is s u es  [ 3 7 ]   ar r ec o g n ized .     Fin all y   t h c h ar ac ter is tic s   o f   SF C L   [ 3 8 ]   ar also   p r esen ted .   F r o m   th ab o v l iter atu r e,   a   clea r   r esear ch   g ap   id en ti f ied   th at  o p er atio n   o f   SF C L   as  P ass iv r eso n a n ce   C B   ( P R C B )   SF C L   an d   I n v er s cu r r en in j ec tio n   C B   (I - C B )   co u ld   m iti g ate  o v er   v o ltag an d   in cr ea s ed   f au lt  cu r r en ef f ec ti v el y   a n d   ef f icie n t l y   d u r i n g   t h f a u l p er io d s .   I n   th is   p ap er   th au t h o r s   co n tr ib u tio n s   to   ac h iev t h o b j ec tiv es a r as f o llo w s .   a.   A   te s t s y s te m   i s   s et u p   to   id en ti f y   t h s e v er f a u lt a m o n g   s y m m etr ical  a n d   u n s y m m etr ical  f a u lts .     b.   An d   least  a f f ec ted   E a m o n g   all  co n n ec ted   E G s   f o r   f u r th er   an al y s is ,   b y   m ea s u r i n g   t h ac ti v an d   r ea ctiv p o w er   v ar iatio n s .   c.   A   m e th o d o lo g y   is   d ev elo p ed   to   id en tify   an d   is o late  E G’ s   at  th in s tan o f   f a u lt s   b y   d esig n i n g   t h r ev er s p o w er   r ela y   s etti n g s .   d.   Ne w   tec h n iq u es  S FC L   o p er ated   as  P ass iv r eso n an ce   C B   ( P R C B )   SF C an d   I n v er s cu r r en in j ec tio n   C B   ( I - C B )   ar p r o p o s ed   to   m iti g ate  th o v er   v o lta g e s   a n d   h i g h   f au lt  c u r r en ts   ca u s e d   b y   th e   E G, s   p en etr atio n s   a n d   f a u lts   r esp ec t iv el y .   e.   Fu r t h er   s i m u la tio n   r es u lt s   f r o m   t h t w o   p r o p o s ed   tech n iq u es  d u r i n g   s e v er f a u lt  ( L L L G)   w it h   leas af f ec ted   E ( SOFC E G) w er c o m p ar ed ,   p r o p o s ed   f o r   d esig n i n g   o f   p r o tectiv d ev ices( cir c u i t b r ea k er )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J R E     I SS N:  2089 - 4864       I mp a cts o f E mb ed d ed   Gen era t io n   o n   Dis tr ib u tio n   N etw o r k   B eh a vio r ...  ( P u la d a s u   S u d h a k a r )   93   f.   Fin all y   t h d if f er en E G s   p e n etr atio n   le v els  w er co m p u te d   w it h   co n v e n tio n al  m at h e m a tical  f o r m u las  an d   an al y ze d .       2.   P RO B L E M   F O R M UL AT I O N   T h ef f ec o f   E u n its   o n   o p er atin g   an d   p lan n i n g   ch ar ac ter is tics   s u ch   as  v o lta g p r o f ile,   p o w er   q u alit y ,   p o w er   L o s s es,  r eliab i lit y ,   an d   p r o tectio n   s y s te m   s tr o n g l y   d ep en d s   o n   t h t y p o f   E u n it.  E u n it s   ca n   b eith er   d ir ec tl y   co n n ec t ed   to   th d is tr ib u tio n   g r id ,   s u ch   as  s y n c h r o n o u s   a n d   as y n c h r o n o u s   g e n er ato r s ,     o r   v ia  p o w er   elec tr o n ic  c o n v er ter .   I n   all  ca s es,  t h p o w er   f lo w s   i n   t h d is tr ib u ti o n   g r id   as  w e ll  as     th m e n tio n ed   ch ar ac ter is tic s   ar af f ec ted .     2 . 1 .   T y pes   a nd   Ca pa cit y   o f   E m b edded  G ener a t io   T y p es  o f   E m b ed d ed   Gen er ati o n   [ 3 9 ]   E G’ s   ca n   b class if ie d   in to   tw o   m aj o r   p ar ts   s u ch   as  in v er ter   b ased   E an d   r o tatin g   m ac h i n E G.   Af ter   th g e n er atio n   p r o ce s s   in v er ter s   ar u s u all y   u s ed   in   E s y s te m s ,     as th g en er ated   v o lta g m a y   b in   DC   f o r m   o r   A C .   I t h a s   to   b co n v er ted   f ir s t to   D C   t h en   b ac k   to   AC   s o   it i s   r eq u ir ed   to   b e   ch an g ed   to   th n o m i n al  v o lta g an d   f r eq u en c y   w it h   th n o m i n al  p ar am eter s   t h r o u g h     th r ec tif ier .   Ge n er all y   E ca n   b class i f ied   in to   f o u r   m aj o r   ty p es  b ased   o n   th e ir   ter m i n a ch ar ac ter is tics   i n   ter m s   o f   r e al  an d   r ea ctiv e   p o w er   d eliv er i n g   ca p ab ilit y   [ 4 0 ] d if f er en E t y p es,  s h o w n   in   T ab le  1 ,   h av b ee n   co n s id er ed   in   th i s   s t u d y .       T ab le  1 .   Ma j o r   ty p es o f   E B ased   o n   P o w er   Deli v er i n g   C ap ab ilit y   [ 4 1 ]   EG   Ty p e   Ty p e   D e scri p t i o n   Ex a mp l e   Ty p e   1   EG   i s c a p a b l e   o f   i n j e c t i n g   b o t h   r e a l   a n d   r e a c t i v e   p o w e r   S y n c h r o n o u s g e n e r a t o r s   Ty p e   2   EG   i s c a p a b l e   o f   i n j e c t i n g   r e a l   p o w e r   b u t   c o n s u mi n g   r e a c t i v e   p o w e r .   I n d u c t i o n   g e n e r a t o r s su c h   a s w i n d   g e n e r a t i o n   f a r ms   Ty p e   3   EG   i s c a p a b l e   o f   i n j e c t i n g   r e a l   p o w e r   o n l y   P V ,   mi c r o   t u r b i n e s,  a n d   f u e l   c e l l s i n t e g r a t e d   t o   t h e   mai n   g r i d   w i t h   c o n v e r t e r s/ i n v e r t e r s   Ty p e   4   EG   i s c a p a b l e   o f   i n j e c t i n g   r e a c t i v e   p o w e r   o n l y   S y n c h r o n o u c o mp e n s a t o r s       T h co n n ec tio n   o f   a   E G’ s   to   d is tr ib u tio n   n e t w o r k   as  s h o w n   in   Fig u r 1   w il in e v itab l y   r e s u l in   s o m lo ca l   ch a n g es  to   th e   ch ar ac ter is tics   o f   t h n et w o r k   T h m ai n   i s s u es  ar m e n tio n ed   in   th e   s ec tio n   ( 1 ) ,   a m o n g   lis ted   in   th is   p ap er   f o u r   is s u es  h av b ee n   co n s id er e d   f o r   an al y s is   an d   p r o p o s ed   r elev an s o lu tio n s   to   p r o tect  th d is tr ib u tio n   s y s te m .   Selecte d   is s u es  ar a.   Vo ltag p r o f ile  b .   R ev er s p o w er   f lo w   c.   I n cr ea s ed   f au l t   cu r r en t d .   esti m atio n   o f   p en etr atio n   lev el s .           Fig u r 1 .   Sin g le  li n d iag r a m   o f   e m b ed d ed   g en er atio n   u n its   in ter f ac ed   p o w er   s y s te m       a.   Scen ar io   1 : v o ltag p r o f ile  r i s e   T h p en etr atio n s   o f   E G   in   to   d is tr ib u tio n   n et w o r k   w il i n cr ea s t h v o lta g lev el,   if   t h is   v o ltag e   is   ( lo ca v o ltag +E b ased   v o l tag n o g r ea ter   t h a n   t h lo ca d e m a n d )   w i th i n   th p er m is s ib le  li m i ts ,   DN   ca n   o p er ate  s af el y ; o t h er w is w il l i m p o s th p r o b le m s   o n   DN.     b.   Scen ar io   2 : Rev er s P o w er   Fl o w     I n   th is   s ce n ar io   r ev er s p o w er   r ela y   is   p r o p o s ed   to   p r o tect  th d is tr ib u tio n   s y s te m   a g ain s t   th p o w er   r ev er s als  ca u s ed   b y   t h s ce n ar io 1   i.e .   R ad ial  d is tr ib u tio n   n et w o r k s   ar u s u all y   d e s ig n e d   f o r   u n id ir ec tio n a l   p o w er   f lo w ,   f o r m   th i n   f ee d   d o w n s tr ea m   to   t h lo ad s .   T h is   ass u m p tio n   i s   r ef lecte d   in   s tan d ar d   p r o tectio n   s ch e m es  w it h   d ir ec tio n al  o v e r   cu r r en r ela y s .   W ith   g e n e r atio n   o n   th d is tr ib u tio n   f ee d er ,   th lo ad   f lo w   S   G rid /l o a d   EG - 3   EG - 1       Z =R +j XL   EG -   EG -   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 9 - 4 864   I J R E S   V o l.  7 ,   No .   2 J u l y   201 :   91     1 0 3   94   s itu a tio n   m a y   c h a n g e.   I f   t h lo ca p r o d u ctio n   e x ce ed s   th lo ca co n s u m p t io n ,   th p o w er   f lo w   w ill  ch a n g e     th d ir ec tio n .     c.   Scen ar io   3 : I n cr ea s in   f a u lt c u r r en m ag n it u d e   C o n n ec tio n   o f   E to   d is tr ib u tio n   n et w o r k   h as  th e f f ec o f   i n cr ea s i n g   t h f au l cu r r en d u r in g   f au l t   ti m e s   in   t h n et w o r k   clo s to   t h p o in o f   co n n ec t io n .   T h r is k s   w h e n   f au lt  cu r r e n lev e ls   ar ex ce ed ed   w ill   ca u s d a m a g a n d   f ail u r o f   t h DN,   w it h   co n s eq u e n r is k   o f   in j u r y   to   p er s o n n el  a n d   in te r r u p tio n   to   s u p p lies .   T h n e w   f au lt c u r r en t a n d   s ett i n g   s h o u ld   b ca lcu lated   f o r   th p r o te ctio n   eq u ip m en t i n   t h s y s te m .   d.   Scen ar io   4 : Co n v en t io n al  ap p r o ac h   is   to   esti m ate  t h p en etr a tio n   li m its   o f   E G   T o   attest  th ex p er i m en tal  r e s u lt s   f o r   ab o v ill u s tr ated   f ac to r s   I E E E - 1 4   b as  h av b ee n   co n s id er ed   w it h   4 E G s   ( P VC E L L S,  MI C R T UR B I NE ,   SOFC   FUE L   C E L L   A ND  W I ND  T UR B I NE )   in   ea c h   ca s at   s elec ted   b u s   n o   p en etr at io n   le v els  h av co m p u ted   an d   d is tr i b u tio n   n e t w o r k   ch ar ac ter i s tics   ar an al y ze d .       3.   P RO P O SE SO L UT I O NS   I n   th p r o ce s s   o f   p er u s al  o f   s o lu tio n s   to   i m p ac ts   o n   d is tr i b u tio n   n et w o r k ,   co n s id er in g   t h t y p ical   d is tr ib u tio n   n et w o r k   s h o w n   i n   Fi g u r 1 ,   th ab o v s tated   s ce n ar io s   co v er   th m o s f r eq u en c h an g es  a t     th i n s ta n t   co n n ec tio n   o f   E u n it s   an d   d u r in g   f a u lt  ti m es  to   th e   d is tr ib u t io n   n et wo r k s ,   in   th is   s ec tio n     th s o l u tio n s   ar d esig n ed   an d   d is cu s s ed   co m p r eh en s i v el y .   a.   Mitig at io n   o f   o v er   v o ltag a n d   f au l t c u r r en t   T o   m ain ta in   v o lta g in   li m its   in   t h is   p ap er   p r o p o s ed   Su p er c o n d u cti n g   f a u lt  c u r r en l i m i ter s ,   Fo r   th i s   4   E G’ s   ar in te g r ated   in   F ig u r 1   in   to   o n b y   o n a n d   v o ltag e s   ar m ea s u r ed   an d   r ec o r d ed ,   to   k ee p   in   p er m i s s ib le  li m it s   en h a n ce d   v o ltag d u to   E G’ s   in te g r atio n   p r o p o s ed   s o lu tio n   h a v b ee n   test ed   an d   r es u lts   ar s h o w i n g   ex ce lle n .   A n d   co n v e n tio n al  f au l cu r r en li m it er   ca lled   Su p er co n d u ctin g   f a u lt  cu r r en li m i ter s ,   e m p lo y ed   to   m iti g ate  t h f a u lt   cu r r en t a n d   p r o tect  th d is tr ib u tio n   s y s te m .       3 . 1 .   M o delin g   o f   a n SFC L   a nd   Dis t ributio n P o w er   Sy s t e m   a.   R esi s ti v SF C L   Mo d el:   An   S FC L   is   o n e   o f   t h m o s p r o m i s i n g   c u r r en t   li m iter s   f o r   p r ev en ti n g   t h s h o r t - cir c u it  c u r r en f r o m   in cr ea s i n g   i n   m a g n itu d o w in g   to   its   r a p id   cu r r en li m iti n g   ab ilit y   [ 4 2 ] .   Ma n y   m o d els  f o r   an   SF C L   h av b ee n   d ev elo p ed ,   s u ch   as  r esi s to r - t y p e,   r ea cto r - t y p e,   tr an s f o r m er - t y p e,   a n d   h y b r id - t y p S FC L s   [ 4 3 ] .   I n   th is   p ap er ,   w h a v m o d eled   r esis to r - t y p SF C L   u s in g   m at h e m at ical  ex p r ess i v eq u atio n s ,   wh ich   w er v er i f ied     b y   ex p er i m en t s   a n d   i m p le m e n ted   u s i n g   M A T L A B   Si m u li n k   m o d eli n g   s o f t w ar [ 4 4 ].   T h ti m e   ev o l u tio n   o f   th SF C L   i m p ed a n ce   R S FC L   as a   f u n ctio n   o f   ti m t is  g i v en   b y   ( 1 ) ,   ( 2 ) ,   an d   ( 3 ) :     2 1 0 ) ( e x p 1 ) ( = F n S F C L T t t R t R   1 0 t t t   ( 1 )     ) ( t R S F C L = 1 1 1 ) ( b t t a +   1 1 t t t   ( 2 )     a n d       ) ( t R S F C L = 2 2 2 ) ( b t t a +   2 t t   ( 3 )     b.   Mo d elin g   o f   s y s te m   v o lta g p r o f ile: -   Gen er all y ,   a   v o lta g m ag n it u d at  b u s   d u r i n g   f a u lt  ca n   b e   ca lcu lated   as  ( 1 )   i f   f a u lt   i m p ed an ce   is   ig n o r ed   an d   s o u r ce   v o ltag i s   1 . 0   [ p . u ] .     Vb us = ZL Zs + Zt + ZL     W h er e,   Z s ,   Z t ,   an d   Z L   ar s o u r ce   i m p ed an ce ,   tr an s f o r m er   i m p ed an ce ,   an d   lin i m p ed an ce   f r o m   s o u r ce   to   f au lted   lo ca tio n ,   r esp ec tiv e l y .   E q u atio n   1 ,   also ,   ca n   ap p r o x i m atel y   m ea n   t h v o ltag m a g n it u d at  cu s to m er s   o n   all  n ei g h b o r   f ee d er s   o f   f au l ted   f ee d er .   c.   Vo ltag Var iatio n   a s   A p p licati o n   o f   SF C L   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J R E     I SS N:  2089 - 4864       I mp a cts o f E mb ed d ed   Gen era t io n   o n   Dis tr ib u tio n   N etw o r k   B eh a vio r ...  ( P u la d a s u   S u d h a k a r )   95   W h en   SF C L   is   in s talled   at  th s ec o n d ar y   s id o f   m ai n   tr a n s f o r m er   o r   at  th s tar ti n g   p o in o f   ea c h   f ee d er ,   to tal   I m p ed an ce   ( d en o m in ato r   o f   ( 1 ) )   is   lar g er   b ec au s o f   ad d itio n   o f   i m p ed a n ce   o f   S FC L   i n   ( 1 )     an d   v o ltag s ag   d u r atio n   is   c h an g ed   as t h r ed u ctio n   o f   f a u lt   cu r r en t.      Vb us = ZL Zs + Zt + ZL                   ( 4 )     I n   ad d itio n ,   w h en   S FC L   i s   in s talled   at  th s ec o n d ar y   s id o f   m ai n   tr an s f o r m er   o r   at  th s tar tin g   p o in o f   ea ch   f ee d er   as ( 1 )   w il l b ch an g ed   as ( 5 )   an d   ( 6 ) ,   r esp ec ti v el y .     Vb us = ZL Zs + Zt + Z   S F C L + ZL                 ( 5 )     Vb us = Z S F C L + ZL Zs + Zt + Z   S F C L + ZL                 ( 6 )     W h er e,   Z SF C L   m ea n s   th i m p ed an ce   b ein g   s atu r ated   at  n o r m al  te m p er atu r e.   E q u atio n s   ( 5 )   a n d   ( 6 )   r ep r esen th at  t h SF C L   s h o u l d   b in s talled   th s tar ti n g   p o in o f   f ee d er   b ased   o n   s tan d p o in o f   o n l y   v o lta g e   s ag   i m p r o v e m e n t.   d.   R ev er s P o w er   F lo w     I n   th i s   s ce n ar io   r ev er s p o w er   r ela y   ( d ir ec tio n al  o v er   cu r r en r ela y )   is   p r o p o s ed   t o   p r o tect   th d is tr ib u tio n   s y s te m   ag ai n s t h p o w er   r ev er s als  ca u s ed   b y   th s ce n ar io 1   R e v er s p o w er   f lo w   i s   p r o b lem atic  i f   it  i s   n o co n s id er ed   in   th p r o tectio n   s y s te m   d esig n .   I e m p lo y s   t h p r in c i p le  o f   ac tu atio n   o f   th r ela y ,   w h e n   t h f au l cu r r en f lo w s   i n   to   t h r ela y   i n   p ar ticu lar   d ir ec tio n .   I f   t h e   p o w er   f lo w   i s   i n     th o p p o s ite  d ir ec tio n ,   th r elay   w ill  n o o p er ate.   N o r m a ll y   t h co n v e n tio n al   o v er   cu r r en r elay     ( n o n - d ir ec tio n al)   w ill  ac f o r   f au lt  c u r r en i n   an y   d ir ec tio n .   T h d ir ec tio n al  o v er   cu r r en r ela y   w ill  r ec o g n ize s   th d ir ec tio n   i n   w h ic h   f au l t o cc u r s ,   r elativ to   t h lo ca tio n   o f   r elay .     e.   R ev er s p o w er   ev al u atio n   T o   d esig n   r e v er s p o w er   r ela y   s ett in g s   f o r   p r o tectio n   ag ai n s t h b id ir ec tio n al  p o w er   f l o w s   d u r in g   th f a u lt s ,   w h e n   lo ca v o lta g is   ex ce ed s   t h lo ca d em an d .   Fro m   t h test   s y s te m   E s s en tia d ata  f o r   co m p u tatio n   is   as  f o llo w s   SG [ k V A ]   r ated   g en er ato r   ap p ar en t p o w er   C o s   ( φ) : r ated   g en er ato r   p o w e r   f ac to r   I n : r ated   cu r r en t o f   XP 2 - R   Un : r ated   v o lta g o f   XP 2 - R   n I : tr an s f o r m a tio n   r atio   o f   t h C T   n U:  tr an s f o r m atio n   r atio   o f   t h e   VT   C o n n ec tio n   o f   t h r ev er s p o w er   r elay   to   p h ase - to - p h ase  v o lt ag e:   C o n v er s io n   o f   th g en er ato r   p h ase  p o w er   P GS b ased   o n   th C T   s ec o n d ar y   s id e:     I U G GS n n S P = 3 ) c o s (     ( 7 )     W ith   th p er m is s ib le  g e n er ato r   r ev er s p o w er   P GS,  th s etti n g   v al u P R   is   t h en   ca lc u lated   as f o llo w     ( % ) 3 ) c o s ( ( % ) RG I U G R P In Un n n S P =     ( 8 )     C o n n ec tio n   o f   t h R e v er s p o w er   r ela y   to   p h a s e - to - n e u tr al  v o lta g e,   C o n v er s io n   o f   t h g en er ato r   p h ase  p o w er   P GS b ased   o n   th tr an s f o r m er   s ec o n d ar y   s id e:     I U G GS n n S P = 3 ) c o s (     ( 9 )     W ith   th p er m is s ib le  g e n er ato r   r ev er s p o w er   P GS,  th s etti n g   v al u P R   is   t h en   ca lc u lated   as f o llo w s :     ( % ) 3 ) c o s ( ( % ) RG I U G R P In Un n n S P =     ( 1 0 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 9 - 4 864   I J R E S   V o l.  7 ,   No .   2 J u l y   201 :   91     1 0 3   96   f.   E s ti m a tio n   t h p en etr atio n   l i m its   o f   E G   T o   attest  th ex p er i m en tal  r e s u lt s   f o r   ab o v ill u s tr ated   f ac to r s   I E E E - 1 4   b as  h av b ee n   co n s id er ed   w it h   4 E G s   ( P VC E L L S,  MI C R T UR B I NE ,   SOFC   FUE L   C E L L   A ND  W I ND  T UR B I NE )   in   ea c h   ca s at   s elec ted   b u s   n o   p en etr atio n   l ev els  h av co m p u ted   an d   d i s tr ib u tio n   n et w o r k   c h ar ac ter i s tics   ar an al y ze d .   T h ef f ec o f   E u n it  ca p ac it y   [ 4 5 ] ,   [ 4 6 ]   ca n   b s tu d ied   b y   ca lcu lati n g   th p en e tr atio n   le v el   [ 4 7 ] - [ 4 8 ]   o f   E G   u n i t.  I ca n   b m a th e m atica l l y   r ep r esen ted   as  th f u n ct io n   o f   to tal  co m p le x   p o w er   s u p p li ed   b y   E s o u r ce   o v er   co m p le x   p o w er   p ea k   lo a d   d em a n d .     P en etr atio n   lev el  o f   E G = ( Σ   SEG   SP E A K) * 100%     P r io r   t o   im p le m e n tatio n   o f   p r o p o s ed   s o lu tio n s ,   test in g   a n d   attest  th r es u lt s   to   ill u s tr a ted   is s u e s ,     q u ick   r ev ie w   i n   to   th an al y s is   o f   e m b ed d ed   g en er atio n   u n its   c h ar ac ter is tic s   in   b o th   n o r m al  an d   ab n o r m al   co n d itio n s   b y   m ea s u r i n g   t h a ctiv p o w er   ( P )   an d   r ea ctiv e   p o w er s   ( Q)   v ar iatio n s   at   t h i n s tan o f   f au lt  ti m e s ,   ex p er i m e n tal  r es u lt s   s h o w s   al l   th E G s   a f f ec ts   m o r to   L L L f a u lt  ti m e s   an d   it   is   p r o p o s ed   as  s ev er f a u lt,   L L L ,   L f a u lts   ar f o llo w s   t h o r d er .   T ab le  2   s h o w s   p o w er   v ar iatio n s   o f   E G s   d u r i n g   Fau l t T im es         T ab le  2 .   P o w er   Var iatio n s   o f   E G’ s   d u r i n g   Fa u lt T i m es   N a me   o f   EG   A c t i v e   p o w e r   v a r i a t i o n s   ( P )   R e a c t i v e   p o w e r   v a r i a t i o n s (Q )   LG   L LG   L LL G   LG   L LG   L LL G   S O L A R   EG   1 . 6 2 5   5 . 2 2   9 . 6 6   5 . 9 6   3 . 8   3 . 8 7 5   W I N D   T U R B I N E G   6 . 7 3   1 . 2 1   1 . 5 0 5   5 . 0 6   3 . 7 2   5 . 4 4   S O F C   EG   4 . 3 2 5   1 1 . 2   0 . 9 5   5 . 2   4 . 9 6   2 . 8 9   M I C R O   T U R B I N E   6 . 2 5   8 . 1 2   6 . 8 9   6 . 1   4 . 9 7   3 . 5 5         4.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O NS   a.   B id ir ec tio n al  p o w er   f lo w r e v e r s p o w er   r ela y : -   A t h in s ta n 4   E G’ s   ar co n n ec ted   to   d is tr ib u tio n   n et w o r k   a n d   L L L f a u lt  in ce p ted   at  t=0 . 0 7   m s ec ,   d u to   tr an s itio n   o f   D f r o m   r ad ial  in   to   n et w o r k   n at u r p o w er s   i n   F ig u r 2   g ets  r e v er s ed   as  s h o w n   i n   Fi g u r e   3,   is   co m p u ted   b y   u s in g   E q u at io n   [ 3 ] ,   [ 4 ] .             Fig u r 2 .   A cti v p o w er   ( P )   an d   r ea c tiv p o w er s   ( Q)   at  Gr id   w it h   E G       R ev er s p o w er   r ela y   s etti n g s   ar ch an g ed   b ased   o n   th ca lcu lated   [ 6 ]   r ev er s ed   p o w er   to   co m p e n s ate   w it h   r ela y   to   p r o v id t h p r o tectio n   to   t h DN.   At  t h i n s ta n t=0 . 7   m s ec   L L L f a u lt  i s   cr ea ted   in s ta n ta n eo u s l y   p o w er s   ( P   &   Q)   g ets r ev er s ed ,   w h ich   a f f ec t s   th co o r d in atio n   o f   p r o tectiv d ev ices.   T o   r ec o m p en s th p o w er   f lo w   d ir ec tio n   w h ic h   is   s h o w n   i n   Fig u r 3 ,   f r o m   th s it u atio n   o f   f au l af f ec ted   co n d itio n   in   Fi g u r 4 ,   r ev er s p o w er   r ela y   i s   u s ed   t o   co m p en s ates  t h r ev er s ed   p o w er   d ir ec tio n s   an d   m ak f ac il itate  th b r i n g   b a ck   th co o r d in atio n   a m o n g   ex is t in g   p r o tectiv d ev ic e s   i n co r p o r ated   in   DN.   C o m p en s ated   ac tiv a n d   r ea ctiv p o w er s   o f   D as s h o w n   i n   Fig u r 4 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J R E     I SS N:  2089 - 4864       I mp a cts o f E mb ed d ed   Gen era t io n   o n   Dis tr ib u tio n   N etw o r k   B eh a vio r ...  ( P u la d a s u   S u d h a k a r )   97       Fig u r 3 .   R ev er s ed   ac ti v p o w er   ( P)  an d   r ea ctiv p o w er s   ( Q)   at  Gr id   ca u s ed   b y   t h f au l t           Fig u r 4 .   C o m p en s ated   ac tiv p o w er   ( P )   an d   r ea ctiv p o w er s   ( Q)   at  Gr id       T o   f ac ilit ate  th s o l u tio n s   to   o v er   v o lta g es  a n d   in cr ea s ed   f a u lt  c u r r en t,  i n   b o th   E G’ s   i n teg r atio n   an d   f au lt  ti m es   s h o r cir cu it  s t u d ies  w er co n d u c ted   o n   d is tr ib u tio n   n et w o r k s   f r a m ed   as  I E E E - 1 4   b u s   co m p r i s i n g   4   E G’ s ,   L L L G,   L L L   an d   L f au lts   co n d it io n s   w er cr ea ted   u s in g   M A T L A B   Si m u lin k   an d   th ef f ec ti v en e s s   o f   in s talli n g   S FC L   to   m iti g ate   o v er   v o lta g an d   to   l i m i f au l cu r r en w as  o b s er v ed .   Vo lta g p r o f ile  a n d   f a u l t   cu r r en t i n   b o th   ca s es  w i th   a n d   w it h o u t SF C L   in s talled   is   co m p ar ed ,   r esu lts   ar p r es en ted   i n   T ab le  1 .     Sp ec if icatio n s :   a.   ( HT G) Gen er atio n   : W ref = 1 ,   P re f = 0 . 7 5 1 6 ,   V ref = 1 ,   V stab = 11   b.   S y n ch r o n o u s   Ma c h i n : 2   MV A ,   1 3 . 8   KV   c.   T r an s f o r m er   (   2 5 e 6   to   6 . 9 e V o lts )   d.   Ma g n e tizi n g   r esi s ta n ce   an d   I n d u ctan ce = 500   e.   L o ad   ( ac tiv p o w er = 10e 6   w at t s ,   r ea ctiv p o w er   3 5 e 6   v ar )   f.   P I co n tr o ller   : K p = 1 ,   K i = 1 ,   K d =0 . 5   g.   P W I G B T   I n v er ter   h.   E Gs : So lar ,   SOF C ,   W in d ,   MI C R t u r b in e   C o n tr o ller s   u s ed   f o r   i m p r o v e m en o f   v o ltag a n d   p o w er s   ar P I D,   FL C   a n d   Mo d el  r ef er en ce   ad ap tiv co n tr o ller .   A th i n s tan o f   L L L f a u lt  i n ce p tio n   i n   th DN,   v ir t u o f   its   h i g h   s e v er it y   th c u r r en t s   in   Fi g u r 6   an d   v o ltag es i n   Fi g u r 5   ar af f ec ted   w it h   h i g h   %   co m p ar ed   to   r est o f   th s h o r t c ir cu it f a u lt s .   T h co n s eq u en ce s   o f   u n s y m m etr ical  L L L f a u lt s   o n   E co n n ec ted   DN  is   h ig h   d u to   n et   i m p ed an ce   o f f er ed   b y   t h E G   is   g e ts   r ed u ce d   i n   t h ev e n o f   L L L G   f a u lt  th i s   w il in cr e ase  th f a u lt  c u r r en t   m ag n it u d e,   s h o r cir cu it  p o w e r   f ac to r   is   v er y   lo w   d u to   r ati o   o f   r ea ctan ce   to   r esis ta n ce   is   in cr ea s es,  w h ic h   i n   tu r n   d a m ag to   p o w er   eq u ip m en t s   alo n g   w it h   p r o tectiv d e v ices.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 9 - 4 864   I J R E S   V o l.  7 ,   No .   2 J u l y   201 :   91     1 0 3   98       Fig u r 5 .   Vo ltag es a t P C C   d u r in g   L L L f au lt           Fig u r 6 .   C u r r en t s   at  P C C   d u r i n g   L L L f au l t       SF C L   is   r ed u ce s   t h s y s te m   i m p ac o f   s h o r cir cu it s   b y   li m i tin g   t h m ag n it u d o f   h i g h   f au lt  cu r r en ts   T ab le   3   an d   it  f ac ilit ates  f ast  o p er atio n   lim i ts   cu r r en t s   s tar ti n g   w it h   th f ir s c y cle  p ea k ,   in tr o d u ce s   n o   s tead y   s tate  i m p ed an ce   to   th g r id   d u r in g   n o n - f a u lt  co n d itio n s ,   au to m atic  o p er atio n   r eq u ir es  n o   e x ter n al  co n tr o ls   f o r   o p er atio n   o r   r eset,  n o   r ep lace m en p ar ts   af ter   f au lt  li m iti n g   o p er atio n ,   m o d u l ar   d esig n   allo w s   f o r   s elec tio n   o f   cr itical  o p er atin g   p ar a m eter s .   Fig u r 7   s h o w s   v o ltag e s   at  P C C   d u r in g   L L L f a u lt       T ab le  3 .   C o m p ar is o n   o f   R es u l ts   C a se s   O v e r   v o l t a g e s (V o l t s)   F a u l t   C u r r e n t   ( A mp s)   W i t h o u t   S F C L   5 4 5 0   4 6 2   W i t h   S F C L   4 5 5 0   3 6 1       An al y s i s T h ap p licatio n   o f   th ac tiv S FC L   i n to   in   p o w er   d is tr ib u tio n   n et w o r k   w i th   DG  u n its   is   in v e s ti g ated .   Fo r   th p o w er   f r eq u en c y   o v er v o ltag ca u s ed   b y   f a u lt,  th ac ti v SF C L   ca n   h elp   to   r ed u ce     th o v er v o lta g e’ s   a m p lit u d an d   av o id   d am ag in g   th r elev a n d is tr ib u tio n   eq u ip m e n t.  T h e   ac tiv SF C L   ca n   as   w ell  s u p p r ess   t h s h o r t - cir cu i cu r r en in d u ce d   b y   th r ee - p h ase  g r o u n d ed   f au l ef f ec ti v el y ,   an d   th p o w er   s y s te m s   s af e t y   a n d   r eliab ilit y   ca n   b im p r o v ed .   Mo r eo v er ,   alo n g   w it h   th d ec r ea s o f   th d is tan ce   b et w ee n   th f a u lt  lo ca tio n   a n d   th S FC L s   in s talla tio n   p o s itio n ,   th cu r r en t - li m i tin g   p er f o r m a n ce   w ill  in cr ea s e.     Fig u r 8   s h o w s   c u r r en t s   at  P C C   d u r in g   L L L f a u lt .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J R E     I SS N:  2089 - 4864       I mp a cts o f E mb ed d ed   Gen era t io n   o n   Dis tr ib u tio n   N etw o r k   B eh a vio r ...  ( P u la d a s u   S u d h a k a r )   99       Fig u r 7 .   Vo ltag es a t P C C   d u r in g   L L L f au lt           Fig u r 8 .   C u r r en t s   at  P C C   d u r i ng  L L L f au l t       I n   t h ev e n t   o f   L L L f a u lt  i n   d is tr ib u tio n   n et w o r k   o v er   v o l tag es  a n d   f a u lt  c u r r en ts   co m p ar ed   w it h   an d   w it h o u P ass i v r eso n an c C B   ( P R C B )   SF C L   ar p r esen ted   an d   f r o m   th co m p ar is o n s   in   T ab le  3   it   is   clea r l y   s h o w s   w it h   P R C B   in   th cir cu it  th r esu l ts   ar p r o v ed   b etter .   T h a b o v s h o r cir cu it  f a u lt  an al y s i s   is   to   d esig n   s w itc h g ea r s ,   s p ec if i ca ll y   3 - p h a s f a u lt  cu r r en i s   to   d esig n   cir cu it  b r ea k er s   an d   L f a u lt  c u r r en i s   u s ed   to   d esig n   r ela y   s etti n g s .     P ass iv r eso n an ce   C B   ( P R C B )   SF C L T o   d is s ip a te  th e n er g y   s tr es s   o n   t h M C B ,   th s ec o n d ar y   p ath   w it h   s er ie s   L - C   cir cu it  is   ad d ed .   W h en   th f a u lt  o cc u r r ed   at  0 . 1   s ec ,   MCB   o p en s   w ith   1 0   m s   o f   d ela y   co n s id er in g   o p en in g   d ela y ,   an d   th en   an   ar f o r m s   ac r o s s   t h e   co n tacts  w ith   i n cr ea s i n g   ar im p ed a n ce .   T h DC   cu r r en b eg i n s   to   co m m u tate  an d   r eso n ate  i n   th s ec o n d ar y   p ath   a f ter   th ar i m p ed a n ce   ex ce ed s   th L - i m p ed an ce .   W h e n   DC   cu r r e n o f   t h p r i m ar y   p ath   m ee t s   ze r o   cr o s s in g ,   cu r r en t h r o u g h   t h MCB   ca n   b e   in ter r u p ted   b y   th ex tin c tio n   o f   th ar c.   An   ad d itio n al  p ar allel  s u r g ar r ester   ( SA )   cir cu it   is   s u p p le m e n ted   to   p r ev en t v o lta g s tr e s s   ac r o s s   t h P R C B   d u r in g   ar ex ti n ctio n .   Sp ec if icatio n s in   T ab le  4   th S FC L   r ati n g   w as  1 0 0   k DC   w i th   2   k o f   cr iti ca cu r r en t.   T h m ax i m u m   q u e n ch in g   r es is tan ce ,   R m ,   is   1 0   Ω .   P 0   is   th co n s tan co o lin g   p o w er   f a cto r   w h ich   d ep en d s   lin ea r l y   o n   th b lo w   p r ess u r p .       T a b le 4 .   S p e c if ica ti o n s o f   S F CL   P a r a me t e r   V a l u e   P o   0 . 3 9 3   p   7 0   b a r   A   0 . 2 5   Ƭ   1 5   µ se c     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 9 - 4 864   I J R E S   V o l.  7 ,   No .   2 J u l y   201 :   91     1 0 3   100   b.   T o   d eter m i n th b r ea k i n g   ca p ab ilit y   o f   M C B   b y   co n tr o llin g   P c( g ) .   I n v er s cu r r e n in j ec tio n   C B   ( I - C B ) T h is   s ch e m i s   s i m il ar   to   P R C B .   Ho w e v er ,   th p r e - ch ar g ed   ca p ac ito r   v ia  an   ad d itio n al  D C   p o w er   s o u r ce   in j ec ts   an   in v er s cu r r en in to   th p r i m ar y   p ath   af ter   th cu r r en t   co m m u tate s   to   s ec o n d ar y   p ath .   T h is   ca n   r ed u ce   th i n ter r u p tio n   an d   o s cillatio n   ti m w h en   co m p ar ed   to   th at  o f   P R C B .   B ef o r f au l t,  ch ar g i n g   s w itc h   ( AC B 1 )   an d   an   au x iliar y   s w i tch   ( AC B 2 )   m ain tai n   clo s ed   s tate.   T h er eb y   ca p ac ito r   ca n   b ch ar g ed   b y   DC   s o u r ce .   W h en   f a u lt  o cc u r s ,   af ter   1 0   m s   d ela y ,   M C B   an d   AC B 1   co n tacts  o p en   s i m u ltan eo u s l y .     T h en   th h ig h   d is c h ar g in g   i n v er s cu r r en f r o m   ca p ac ito r   is   s u p p lied   to   m ai n   p ath .   T h f a u lt  c u r r en i n   Fi g u r e   1 0   is   r a p id ly   d ec r ea s ed   an d   tr an s ie n r ec o v er y   v o lta g ap p ea r s   b etw ee n   th te r m in a ls   o f   I - C B .     W h en   t h v o lta g ex ce ed s   to   th k n ee   v o lta g o f   S A ,   i is   t r ig g er ed   to   r estra in   t h v o lta g r is in   Fi g u r 9 ,   an d   it a b s o r b s   th f a u lt e n er g y .           Fig u r 9 .   v o ltag es a t P C C   w it h   an d   w it h o u SF C L   d u r in g   L L L f au l t           Fig u r 1 0 .   C u r r en ts   at  P C C   w i th   an d   w it h o u SF C L   d u r in g   L L L f au l t       Af ter   3   m s   f r o m   th ti m w h en   MCB   a n d   AC B 1   w er o p en ed ,   AC B 2   is   tr ig g er ed   an d   it  is o late s     th s ec o n d ar y   p at h .   T h is   o p en in g   o f   AC B 2   w ill   p r ev en t   th e   cu r r en to   f lo w   t h r o u g h   t h s e co n d ar y   p ath   w h ic h   co u ld   m a k ad d itio n al   L C   r es o n an ce   c u r r en t.  T h er ef o r e,   r e m ai n in g   f a u lt  e n er g y   is   e x cl u s iv el y   ab s o r b ed   b y   S A .   I f   th c u r r en r ea ch e s   to   ze r o ,   r esid u al  cir cu it  b r ea k er   ( R C B )   o p en s   an d   t h c u r r en in ter r u p tio n   i s   co m p lete.   An al y s is w h e n   co m p ar ed   to   p as s iv r e s o n a n ce   C B ,   I n v er s e   c u r r en in j ec tio n   cir cu it  b r ea k er   o v er   v o ltag e s   an d   f a u lt c u r r en t p ea k   v al u es i n   T ab le  5   ar r ed u ce d .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.