I nte rna t io na l J o urna l o f   P o w er   E lect ro nics   a nd   Driv Sy s t e m   ( I J P E DS )   Vo l.   8 ,   No .   3 Sep tem b er   201 7 ,   p p .   1 2 5 1 ~ 1 2 5 9   I SS N:  2088 - 8 694 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j p ed s . v 8 i 3 . pp 1 2 5 1 - 1259     1251       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s jo u r n a l.c o m/o n lin e/in d ex . p h p /I JP E DS   Filt er  I m ple m en t a tion  Using  Outp ut  Tra nsfo r m er   o UP S f o r   Po w er Q ua lity I mpro v e m en t       An a nd h N. ,   P ra m o d Ant o ny   D'Sa ,   M . V.   G a uta m ,   V.   Sa Sa nd ee p   De p a rt m e n o f   El e c tri c a a n d   El e c tro n ics   E n g in e e rin g ,   M a n ip a I n st it u te o f   T e c h n o lo g y ,   M a n ip a U n i v e rsit y ,   In d ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Mar   27 ,   2 0 1 7   R ev i s ed   J u l   2 6 ,   2 0 1 7   A cc ep ted   A u g   14 ,   2 0 1 7       P o w e e l e c tro n ics   p la y   a   sig n i f ica n ro le  in   d iff e re n a re a o f   t e c h n o l o g y ,   m o re   u sa g e   o f   p o w e e l e c tro n ic  d e v ice lea d   to   m o re   h a r m o n ic  c o n ten a n d   v a rio u p o w e q u a li ty   issu e in   t h e   s y ste m .     T h e re f o re ,   p o w e r   q u a li ty   g a in m o re   si g n if ica n c e   in   th e   c u rre n e ra   o f   re s e a rc h .   P o w e e lec tro n ics   e q u ip m e n t’s  w it h   n o n - l in e a lo a d c o n c l u d e w it h   m o re   h a rm o n ic  d istu r b a n c e a n d   lo w e p o w e fa c to r.   Ha r m o n ic  im p u rit ies   a re   th e   m a jo r   p ro b lem   in g re d ien d u e   t o   t h e   c o n n e c ti o n   o f   n o n - l in e a l o a d .   T o   les se n   th e   h a rm o n ics   u su a ll y   p a ss iv e   f il ters   a re   u se d .   T h e   m a jo o b jec ti v e   o th is  w o rk   is  to   m o n it o a n d   a n a ly se   th e   p o w e q u a li ty   o f   u n i n terru p ted   p o w e su p p ly   b y   m e a n o f   D A s y st e m   th a t   g a th e rs  re a ti m e   d a ta  o n   t h e   sy ste m   a n d   t h e n   t h e   d a ta  is  a n a ly se d   u sin g   Na ti o n a I n str u m e n ts  L a b V IEW .   On c e   p o w e q u a li t y   a n a ly sis  is  d o n e ,   a   n e w   tec h n iq u e   o f   f il ter  i m p le m e n tatio n   u s in g   o u t p u t   tran sf o r m e o th e   UP S   w a e x p lo re d   a n d   p a ss iv e   f il ter  w a si m u late d   u sin g   M AT LAB/S im u li n k   a n d   th e n   si m u late d   f il ter  w a i m p le m e n ted   in   o r d e to   a c h i e v e   p o w e q u a li ty   i m p ro v e m e n t.   K ey w o r d :   DAQ  s y s te m   Har m o n ic s   P ass iv s h u n t t u n ed   f ilter   P o w er   q u ali t y   i m p r o v e m en t   Un i n ter r u p ted   p o w er   s u p p l y   Co p y rig h © 201 7   I n s t it u te o f   Ad 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 :   An a n d h   N,     Dep ar t m en t o f   E lectr ical  an d   E lectr o n ics E n g i n ee r in g ,   Ma n ip al  I n s tit u te  o f   T ec h n o lo g y ,   Ma n ip al  Un iv er s it y ,   Ma n ip al    5 7 6 1 0 4 ,   Kar n atak a,   I n d ia.   E m ail: a n an d h . n @ m an ip al. ed u .       1.   I NT RO D UCT I O N                  R ec e n tl y   p o w er   elec t r o n ics  d ev ices  ar w id el y   u s ed   f o r   r ec tif icatio n ,   in v er s io n   an d   s ev er al  o th er   ap p licatio n s .   B esid es  b ein g   ef f ec tiv t h e y   also   in tr o d u ce   h ar m o n ics  i n   t h p o w er   s y s te m .   A r r an g e m e n o f   m an y   s in w a v es  w i th   d i f f e r en f r eq u e n cies  t h a n   th f u n d a m e n tal  f r eq u en c y   i s   ter m ed   as  h ar m o n ic s .   No r m a ll y ,   t h v o lta g an d   cu r r en w a v e f o r m s   ar ex p ec ted   to   b p u r ely   s in u s o id al,   b u w h e n   th s y s te m   is   attac h ed   to   an y   n o n - lin ea r   lo a d   it  g ets  d is to r ted .   E x a m p les  o f   n o n - li n ea r   lo ad   in cl u d s tat ic  p o w er   co n v er t er s   ( r ec tif ier s ,   ad j u s tab le  s p ee d   d r iv es,  s w itc h ed   m o d p o w er   s u p p l y   a n d   r o tatin g   elec tr ical   m ac h i n es  etc)   [ 1 ] .   Har m o n ic s   ca u s es  m a n y   ill - ef f ec ts   s u c h   a s   o v er h ea tin g ,   m e ch an ica an d   elec tr ical  o s cilla tio n s   i n   alter n ato r s   an d   p r i m m o v er s ,   f au l t y   o p er atio n   o f   p r o tecti v r ela y s ,   i n ter v en t io n   w i th   co m m u n ica ti o n   eq u ip m en t s   a n d   d ec r ea s in g   t h p o w er   g en er ati o n ,   tr an s m is s io n   a n d   u til izatio n   e f f icie n c y .   T o   o v er co m e   t h e s h ar m s ,   h ar m o n ic  m iti g atio n   is   s ig n i f ica n f o r   b o th   u tili t y   a n d   co n s u m er   en d s .   Usi n g   p as s iv f i l ter s   to   f ilter   o u h ar m o n ics  f r o m   th p o w er   s y s te m   i s   o n o f   t h e   m o s t p r i m it iv m et h o d   u s ed   [ 2 ] .   T h p o w er   q u ali t y   i s s u es  i n   p o w er   s y s te m   b ec a m v er y   s e v er b ec au s o f   v a s u s a g o f   n o n - li n ea r   lo ad s   an d   p o w er   elec tr o n ic  co m p o n en ts .   R e s ea r ch er s   ar wo r k in g   u p o n   to   r eso lv t h p o w er   q u ali t y   i s s u es,   lik c u r r en h ar m o n ics,  r ea cti v p o w er   etc.   H y b r id   ac ti v p o w er   f il ter   ( H A P F)  co m p r is es  o f   p as s i v f ilter s   ( P F)  an d   s er ies  A P [ 3 ] .   T h u s ,   H A P tak es  t h b en e f its   o f   b o th   P an d   A P F.  P Fs   ca n   w it h s ta n d   h i g h   v o ltag e   a n d   ca p ac it y   alter n at iv el y ,   A P ca n   f ilter   h ar m o n ics  e f f icie n tl y .   At  all  ti m e,   P ca n   o n l y   p a y   co m p e n s at io n   to   c u r r en h ar m o n ic s   w it h   s tab le  f r eq u e n ci es  as  li k 5 th   a n d   7 th   h ar m o n i cs.  Fo r   o th er   cu r r en t   h ar m o n ics,  i m p ed a n ce   is   q u i et  h ig h   in   P b r an ch e s   an d   th lo ad   v o ltag w a v e f o r m s   g ets  w o r s e n .   T o   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      I SS N :   2088 - 8 694   IJ PEDS   Vo l.   8 ,   No .   3 Sep tem b er   2 0 1 7   :   1 2 5 1 12 59   1252   o v er w h el m   th e s d r a w b ac k s ,   u n if ied   p o w er   q u alit y   co n d itio n er   w as  u s ed   lin k i n g   s h u n A P an d   s er ies   A P F,  UP QC   ca n   i n cr ea s v o lt ag an d   also   cu r r e n t q u alit y   [ 4 ] - [ 6 ] .     T h f ast  g r o w th   o f   p o w er   ele ctr o n ics  tec h n o lo g y   lead   to   th h u g u s a g o f   n o n - li n ea r ,   r ec tif ier   a n d   i m p u l s lo ad s   in   th p o w er   g r id   [ 7 ] .   T h a b o v m e n tio n ed   lo ad s   cr ea tes  h ar m o n ic  co n tam i n atio n   i n   p o w er   s y s te m   an d   in cr ea s e s   s o u r ce   v o ltag e   h i n d r an ce s .   T h tr ad itio n al  p o w er   q u alit y   m o n ito r in g   d ev ice s   u s u all y   w o r k s   in   o f f l in m o d a n d   it  is   m ea s u r ed   b y   p o w er   q u alit y   in d icato r   [ 8 - 9 ] .   T h ese  eq u ip m en ts   d o es  n o h a v e   th f u n ctio n s   o f   co m p lete  m e asu r e m en t,  s tati s tical  a n al y s i s   an d   co n cl u s io n .   T h p o w er   q u alit y   m o n ito r in g   s y s te m   n e t w o r k   co m p le tel y   o b s er v es  t h e   p o w er   q u al it y .   O n - lin e   m o n ito r in g   o f   elec tr ic   lo ad   b y   P L C   b ased   s y s te m   p r o v id es  ac ce s s   to   a   w eb   p a g w h er ei n   t h c u r r en t   w av e f o r m s   o f   elec tr ic   lo ad   c an   b e x a m i n ed   w as   d is cu s s ed   i n   liter at u r [ 1 0 ] .   An   elec tr ical   p o w er   q u alit y   e v a lu atio n   s c h e m i s   d ev elo p e d   b y   u s i n g   w eb - b ased   d is tr ib u ted   m ea s u r e m e n s y s te m   w a s   h i g h l ig h ted   i n   t h p ap e r   [ 1 1 ]   w h er ei n ,   n et w o r k   p o w er   q u alit y   m o n i to r   s y s te m   w a s   estab lis h ed .   W eb   ce n ter ed   n et w o r k   m o n ito r in g   s y s te m   h as  i n d ep en d en lan g u ag e,   cr o s s - p lat f o r m ,   cr o s s - r eg io n al  a n d   f ast   tr an s m is s io n   ch ar ac ter i s tics .   Mo n it o r in g   a n d   m an a g i n g   t h p o wer   q u alit y   t h r o u g h   a   b r o w s er   is   d o n v er y   ea s il y   b y   th w o r k er s .   Me an w h i le ,   th n ec ess i ties   o f   r ea l - ti m e ,   ac ce s s ab ilit y   an d   r eliab ilit y   ar co n f ir m ed .   An   i d ea   o n   s h u n t h y b r id   f ilter   d esi g n   u s in g   P th eo r y   i n   o r d er   to   i m p r o v t h p o w er   q u alit y   f o r   3   p h ase  d i s tr ib u tio n   s y s te m   f ee d in g   v ar io u s   n o n - li n ea r   lo ad s   w a s   p r o p o s ed   in   liter atu r [ 1 2 ] .   A n   A r ti f icial  Neu r al  Net w o r k   co n tr o ller   b ased   s h u n t a cti v p o w er   f ilter   p r o d u ce s   th co n tr o lle d   p u ls es n ee d ed   f o r   I GB T   in v er ter   in   o r d er   to   m it i g ate  th h ar m o n ics o f   d is tr ib u t io n   s y s te m   w as d is c u s s ed   [ 1 3 ] .   T h m ai n   g o al  o f   t h is   w o r k   is   to   m o n ito r   an d   an al y s t h p o w er   q u alit y   o f   u n i n ter r u p ted   p o w er   s u p p l y   u s in g   D A s y s te m   th at   co llects  r ea ti m d ata  o n   th s y s t e m   a n d   th e n   t h d ata  is   an al y s ed   u s i n g   Natio n al  I n s tr u m en t s   L ab VI E W .   On ce   p o w er   q u al it y   an al y s is   i s   d o n e,   a   n e w   t ec h n iq u o f   f ilter   i m p le m en ta tio n   u s i n g   o u tp u t   tr an s f o r m er   o f   th UP w a s   ex p lo r ed   an d   p ass iv f i lter   is   s i m u lated   w it h   MA T L A B /S i m u li n k   t h en   th s i m u la ted   f il ter   w as  i m p le m e n ted   in   o r d er   to   ac h iev p o w er   q u alit y   i m p r o v e m en t.        2.   CIRCU I T   AN AL Y SI S   AND   M E T H O DO L O G   P m o n ito r i n g   s y s te m   co m p r i s es  o f   b o th   h ar d w ar a n d   s o f t w ar m o d u le s .   I h as   c u r r en a n d   v o lta g e   s en s o r s .   T h UP is   co n n ec te d   to   lo ad   ( i.e .   1 0   co m p u ter s ) .   P o w er   q u ali t y   a n al y s i s   is   p r o g r ess ed   w i th   t h aid   o f   D AQ  s y s te m ,   w h ich   g ath er s   r ea ti m d ata   o n   t h s y s te m .   L ater   t h d ata   is   an al y s ed   w it h   th e   as s is ta n ce   o f   Natio n a I n s tr u m e n ts   L ab VI E W .   On ce   an al y s is   i s   d o n ap p r o p r iate  f ilter   is   c h o s en ,   s i m u lated   w it h   MA T L A B /S i m u li n k   an d   t h en   i m p le m en ted .   T h F i g u r 1   b elo w   s h o w s   t h b lo ck   d iag r a m   o f   p o w er   q u alit y   m o n ito r i n g   s y s te m .           Fig u r 1 .   P o w er   q u alit y   m o n it o r in g   s y s te m   b lo ck   d ia g r a m     P m o n ito r i n g   S y s te m   Fil ter                               UP S   L o ad     B atter y   P ac k         A       Su p p l y   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS   I SS N:  2088 - 8 694       F ilter   I mp leme n ta tio n   u s in g   O u tp u t Tr a n s fo r mer o f U P S   fo r   P o w er Qu a lity I mp r o ve men t   ( A n a n d h   N )   1253   A   P C   ce n ter ed   p o w er   q u al it y   an a l y s er ,   co m p r is i n g   g r o u p   o f   to o ls   i n   o n r ea l - ti m s y s te m ,   p r o f icien to   r u n   all  d ev ices  i n   p ar allel  an d   ca n   b ea s il y   a cc ess ib le  in   f u tu r e.   B ased   o n   r ec en I E C   an d   E s tan d ar d s ,   m ea s u r e m e n a n d   d ata  p r o ce s s in g   p r o ce d u r es  ar ac co u n ted   a n d   h a v a   r e m o te  ac ce s s ib le   in s tr u m en t s   t h r o u g h   et h er n et   d esig n   f o llo w in g   SP I P I   s tan d ar d .   A   s o f t w ar ap p licatio n   c an   b d ev elo p ed   b y   u s i n g   th Natio n al  I n s tr u m en ts   L ab VI E W   g r ap h ical  d ev el o p m e n en v ir o n m e n th a b eh av es  as  i n s tr u m en t   f ir m w ar e.   T h cu r r en s en s o r   is   attac h ed   s er ia ll y   w i th   i n p u t   an d   v o ltag s en s o r   is   co n n ec ted   in   p ar allel  w i th   s u p p l y   a n d   UP S.  T h is   w o r k   c o m b i n es  m o n i to r in g   o f   p o w er   q u alit y   o f   s i n g le  p h ase  UP S.   T h d ata   an al y s i s   w a s   d o n o n   P C   u s i n g   Natio n al  I n s tr u m e n ts   L ab VI E W .   T h in p u t d ata  is   2 4   b it sa m p led   at   5 0 k S/s .       2 . 1 .   P o w er   Q ua lity   M o nito ri ng   T o   p r o ce s s   an d   d is p la y   t h g ath er ed   d ata  f r o m   t h s e n s o r s   L ab VI E W   2 0 1 5   3 2 - b it  v er s io n   w it h   elec tr ical  p o w er   s u ite  ad d - o n   is   u s ed .   P o w er   q u alit y   m o n ito r in g   s y s te m   h as   i n d icato r s   to   in d icate   T HD i I HD 1 ,   I HD 3 ,   I HD 5 ,   I HD 7 I H D 9,   d is to r ted   p o w er   f ac to r ,   ac t iv p o w er ,   F FT   s p ec tr u m   o f   c u r r en w av e f o r m .   I also   s h o w s   R M v a lu e s   o f   c u r r en a n d   v o lta g w it h   t h a id   o f   g a u g e s   an d   n u m er ic  i n d icato r s .   Data   f r o m   DAQ  as s is ta n co n tain s   d ata  f r o m   all  t h co n n ec ted   s e n s o r s .   Hen ce ,   it  i s   d iv id ed   a n d   ea ch   s ig n a is   m u ltip lie d   w it h   it s   m a tch i n g   m u lt ip lica tio n   f ac to r .   L a ter   R MS  w a v ef o r m s   o f   cu r r en an d   v o lta g to   b u s ed   in   ca lcu latio n   o f   ac ti v e,   r ea ctiv an d   ap p ar en t p o w er   f lo w i n g   t h r o u g h   t h s y s te m .     Am p lit u d an d   m ea s u r e m en t   b lo ck s   d eter m i n th R MS   v alu e s   o f   cu r r e n a n d   v o lta g e.   Sp ec tr al  m ea s u r e m e n t s   b lo ck   i s   u t ilis e d   f o r   FF T   an al y s is   o f   cu r r en w a v e f o r m .   FF T   an al y s i s   o f   v o ltag w a v ef o r m   is   n o d o n b ec a u s e   v o lta g w a v ef o r m   ap p ea r s   p er f ec tl y   s i n u s o id al  w i th o u a n y   ab n o r m a liti es.  O n ce   all  t h e   r eq u ir ed   v ar iab les  ar ca lcu lat ed   th d ata  is   to   b s to r ed   in   a n   ex ce s h ee t.  I HD n   ca lcu latio n   w as  d o n i n   s u b   VI .   I HD  v al u u p to   9 th   h ar m o n ic   co m p o n e n w a s   ca lc u lated .   Dis to r tio n   m ea s u r e m e n b lo ck   is   u s ed   to   ca lcu late  s p ec i f ic  h ar m o n ic  c u r r en v al u f o r   ea ch   co m p o n en t.  T h en   th s p ec i f ic  h ar m o n ic  cu r r en v al u is   s ep ar ated   w it h   s p ec if ic  h ar m o n ic  cu r r en t o f   f u n d a m e n tal  to   g et  I HD  v al u e.     2 . 2 .   P o w er   F a ct o Ca lcula t io n   P o w er   f ac to r   ca lcu latio n   i n   s y s te m s   w it h   n o n - s i n u s o id al  lo ad   cu r r en is   d if f er e n f r o m   t h at  o f   s in u s o id al  lo ad   cu r r en s y s te m s .   T o   ca lcu late  p o w er   f ac to r   in   s u c h   ca s e s   d is to r tio n   p o w er   f ac to r   is   to   b tak en   in to   ac co u n t.   I n   ca s o f   n o r m a l lo ad s   P F is   ca lcu lated   b y     P                                                                              (       )                       W h er e,   Ɵ  is   p h ase  an g le  o f   v o ltag an d   ɸ  is   p h ase  a n g le  o f   cu r r en t.  B u t i n   ca s o f   n o n - li n e ar   lo ad s     PF                                       (           )                           Dis to r ted   P o w er   f ac to r   ( DP F)                 (           )     I n d u cta n ce   o f   tr an s f o r m er   is   m ea s u r ed   b y   s h o r cir cu it  test .   I n   s ta n d ar d   SC   test ,   c u r r en an d   v o ltag e   tr an s d u ce r s   ar u s ed   r ath er   th a n   u s in g   w att m eter   an d   v o lt m et er .   Valu es  f r o m   t h ese  s en s o r s   is   p r o ce s s ed   u s i n g   L ab VI E W .   Valu es  o f   p o w er ,   r esis tan ce ,   i m p ed an ce ,   r ea ctan ce   an d   i n d u cta n ce   o f   t h tr an s f o r m er   ar ca lcu lated   p er tain i n g   to   lo w   v o ltag s id o f   th tr an s f o r m er .   MA T L A B / Si m u l in k   is   u s ed   f o r   s im u lat io n   o f   d esig n ed   f ilter   b ec au s it   is   d if f icu l to   s i m u la te  w it h   n o n - li n ea r   lo ad .   T h er ef o r e,   s u p p l y   c u r r en i s   s i m u lated   to   m atc h   t h o b s er v ed   cu r r e n t.  T h is   is   d o n b y   co n n ec ti n g   cu r r e n s o u r ce s   o f   d i f f er en a m p lit u d es  a n d   f r eq u en c y   in   p ar allel.   Fil ter   is   s i m u lated   u s in g   a   R L C   s er ies  co m p o n e n t   b y   g i v i n g   ap p r o p r i ate  R ,   L ,   C   v al u es.   cu r r en t   m ea s u r e m e n b lo c k   an d   s co p i s   u s ed   to   o b s er v e   th w av e f o r m .   p o w er g u b lo ck   is   ad d ed   an d   FF T   an al y s is   f o r   th s i m u lated   cir cu it is   ca r r ied   o u t.      2 . 3 .   H a rdw a re   I m ple m ent a t i o n   2 . 3 . 1 NI cD AQ - 9184   I is   a   4 - s lo NI   C o m p ac tD AQ  Gi g ab it  et h er n et   ch a s s i s   i n t en d ed   f o r   d is ta n t   o r   d is p er s ed   s en s o r   an d   elec tr ical  ca lib r atio n s .   So litar y   NI   C o m p ac tD A c h as s is   m e asu r es ti ll 1 2 8   s en s o r   s i g n al  c h an n el s ,   an alo g   I /O,   d ig ital I /O  an d   co u n ter /ti m er s   w it h   a n   eth er n et  i n ter f ac ed   to   P C   o r   lap t o p .     2 . 3 . 2 .   NI 9 2 2 7   I is   4   ch an n el  cu r r en i n p u t   C   s er ies  m o d u le.   I h as  b u i lt  in   an ti - alia s i n g   f ilter .   I is   co m p atib l e   w it h   co m p ac t R I an d   co m p a ctD A in te n d ed   to   ca lcu late   5   A   n o m i n al  a n d   u p to   1 4   A   p ea k   o n   s ep ar ate  ch an n el  w it h   c h an n el - to - c h a n n el  s e g r eg atio n .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      I SS N :   2088 - 8 694   IJ PEDS   Vo l.   8 ,   No .   3 Sep tem b er   2 0 1 7   :   1 2 5 1 12 59   1254   2 . 3 . 3 .   L E M   L 25 - NP   T h is   is   b asicall y   cu r r en tr an s d u ce r   f o r   m ea s u r in g   th c u r r en ts ,   D C ,   AC ,   p u ls ed   w it h   g al v an ic   s ep ar atio n   a m id   o f   p r i m ar y   a n d   s ec o n d ar y   cir c u it s .   I h as   1 0   ter m i n al s   o n   i n p u s id w h ic h   ca n   b co n n ec ted   in   d i f f er en co n f ig u r atio n s   f o r   v ar io u s   i n p u c u r r en t   li m it s .   I t   ca n   m ea s u r m a x i m u m   p r i m a r y   n o m i n al  c u r r en t   o f   2 5   A   co r r esp o n d in g   to   n o m i n al  s ec o n d ar y   cu r r en o f   2 5   m A .   I h a s   to   b p o w er ed   b y   +/ -   1 5   s u p p l y .   Fo r   th r an g o f   co n n ec tio n   a v ailab le  an d   w i th   m ax i m u m   c u r r en t v a lu at  2 5   A   t h i s   s e n s o r   is   s elec ted .     2 . 3 . 4 .   L E M   L 2 5 - 4 0 0     T h is   is   n o r m all y   v o lta g tr an s d u ce r   f o r   m ea s u r i n g   th v o ltag es,  D C ,   A C ,   p u ls ed   w it h   g al v a n ic   s ep ar atio n   a m id   o f   p r i m ar y   a n d   s ec o n d ar y   c ir cu it s .   I t   h a s   p r i m ar y   n o m i n al   v o lta g o f   4 0 0   V.   I ts   o u tp u i s   in   cu r r en w it h   n o m i n al  v al u o f   2 5   m A .   I h as  to   b p o w er ed   b y   +/ -   1 5   s u p p l y .   T h F ig u r 2   b elo w   s h o ws   th p o w er   q u ali t y   m o n i to r in g   s y s te m   i m p le m e n ted   in   o u r   la b o r ato r y .           Fig u r 2 .   P o w er   q u alit y   m o n it o r in g   s y s te m   i m p le m en ted       T h cu r r en an d   v o lta g tr an s d u ce r s   ar co n n ec ted   to   UP S.  T h o u tp u o f   th e   s en s o r s   is   cu r r en t   w h ic h   is   co n v er ted   to   v o lta g o v er   r esis to r .   T h e   an alo g   o u tp u is   co n n ec ted   to   Natio n a I n s tr u m e n t s   an a lo g   in p u ca r d   w h ic h   is   co n n ec ted   to   a   Natio n al  I n s tr u m e n ts   c o m p ac d ata  ac q u is i tio n   w it h   an   e th er n e ch as s is .   T h d ata  ac q u i s itio n   s y s te m   i s   co n n ec ted   to   P C   w h ic h   is   r u n n in g   L ab VI E W   s o f t w ar e.     2 . 4 .   P a s s iv F ilte Ca lcula t io n   I n itial  p o w er   q u ali t y   s tu d y   was  d o n o n   3   KVA   UP an d   th f ilter   co n f ig u r atio n   ca lcu latio n P ass iv s h u n f ilter s   f u n d a m e n tall y   co n s i s o f   s er ial  co n n ec tio n   o f   an   in d u c to r   an d   ca p ac ito r   ad j u s ted   to   a   ce r tain   f r eq u en c y   a n d   b eh av e s   as  lo w - i m p ed a n ce   p ath   f o r   t h h ar m o n ic s .   I n it ial  ca p ac ito r   s ize  is   ca lc u lated   f r o m   r ea cti v p o w er   r eq u ir e m en t ( Q c )   o f   th lo ad .     Valu o f   C ap ac ito r   ( C n )                        W h er e,   Q   -   R ea cti v P o w er ;   m   -   n u m b er   o f   b r an ch e s   i n   p ass i v f ilter V s   -   f u n d a m e n tal   v o lta g p er   p h ase.   T o   eli m in a te  n th   c u r r en t h ar m o n ics,  t h n th - o r d er   in d u cto r   is   c alcu lated   as     L n                          T h s er ies r esis tan ce   f o r   th n th - o r d er   f ilter   in d u cto r   is   ca lcu l ated   as     R n                     T h v alu e s   o f   ca p ac ita n ce   o b tain ed   f o r   m iti g atio n   o f   3 rd   an d   5 th   h ar m o n ic   co m p o n e n ts   ar n o t   m an u f ac t u r ed   f o r   s in g le   p h as s y s te m   b ec a u s e   f ac to r   o f   s af et y   g o es  d o w n .   Fo r   t h is   r e aso n ,   p o w er   q u ali t y   s tu d y   w as  d o n o n   m o d u l ar   1   KVA   UP S.  I n   th is   co n f i g u r atio n   in s tead   o f   u s in g   e x ter n al  i n d u cta n ce ,   in d u cta n ce   o f   o u tp u tr a n s f o r m er   is   u s ed .   T o   lim it  h i g h   d i /d in   t h cir cu it,  ad d itio n a i n d u cta n ce   is   ad d ed .   T h is   in d u c tan ce   v al u w as  al s o   d esig n ed   to   ch a n g e f f ec t iv v al u o f   i n d u cta n ce   i n   t h ci r cu it  an d   to   c h an g e   ca p ac itan ce   v al u to   v alu e s   ea s il y   a v ailab le  i n   t h m ar k et.   T h F i g u r 3   s h o w s   th f ilter   i m p le m e n tat io n   u s i n g   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS   I SS N:  2088 - 8 694       F ilter   I mp leme n ta tio n   u s in g   O u tp u t Tr a n s fo r mer o f U P S   fo r   P o w er Qu a lity I mp r o ve men t   ( A n a n d h   N )   1255   in ter n a tr an s f o r m er   o f   UP S.  Sin ce ,   in d u ctan ce   v alu i s   f i x ed   f r o m   th m ea s u r ed   in d u cta n ce   o f   tr an s f o r m er   an d   ad d itio n al   in d u cta n ce   i s   to   b ch o s e n ,   t h e   ca p ac itan ce   v al u ea s il y   a v ailab le   in   t h e   m ar k et  f o r   s in g le   p h ase  s y s te m s   ar 2 . 5   u F,  8   u a n d   5 0   u F.   T h F ig u r 4   s h o w s   th p as s i v f i lter   i m p le m e n tatio n   in   o u r   lab o r ato r y .         Fig u r 3 .   Fil ter   i m p le m en tatio n   u s in g   i n ter n al  tr a n s f o r m er   o f   UP S           Fig u r 4 .   P ass iv f ilter   i m p le m en tatio n       T h ab o v p ictu r d is p la y s   t h p ass iv f il ter   i m p le m e n tatio n   f o r   m iti g ati n g   5 th   h ar m o n ic  co m p o n e n t   u s i n g   5 0   m f d   x   3   a n d   8   m f d   x   3   ca p ac ito r s .   T h ese  ca p a cito r s   ar co n n ec ted   in   p ar allel  to   g et   1 6 4   m f d   ca p ac ito r   b an k .   T h i s   ca p ac ito r   b an k   a n d   th i n d u c tan ce   f r o m   th co m p o n e n t s   o f   t h UP a ct  as  s i n g le  t u n ed   p ass iv f ilter .   T h u s   5 th   h ar m o n ic  co m p o n e n t i s   m iti g ated .       3.     R E SU L T   A NALY SI S   AND  DIS CU SS I O N S   3 . 1 . 1   K VA  UP Sy s t e m   Re s u lt s   W h en   f ilter   ca lcu lat io n   w h er d o n f o r   3   KVA   s y s te m   t h v alu es  f o r   p ass iv f i lter   co m p o n en t s   f o r   r ed u cin g   3 rd   h ar m o n ic   co m p o n en t   w as,  C ap ac itan ce 7 6 5 0   Mic r o   f ar ad ,   I n d u cta n ce 1 4 7   Mic r o   h en r y . T h e   p ass iv f ilter   co m p o n en t s   v al u f o r   r ed u cin g   5 th   h ar m o n ic  co m p o n e n w as,  C ap ac ita n ce :   7 6 5 0   Mic r o   f ar ad ,   I n d u cta n ce 5 2 . 9   Mic r o   h en r y . T h is   v al u o f   ca p a cita n ce   i s   n o m a n u f ac tu r ed   f o r   lo w   p o w er ed   s i n g le  p h a s e   s y s te m s   b ec a u s f ac to r   o f   s a f et y   b ec o m e s   lo w .   Fo r   th is   r e aso n ,   w e   h ad   to   d o   p o w er   q u alit y   an al y s is   o n   a   lo w er   m o d el  1   KV A   UP S.  Fig u r 5   an d   6   s h o w s   th c u r r en w a v e f o r m   an d   FF T   an al y s i s   o f   h ar m o n ic   s p ec tr u m   w i th   lo ad   as  6   s y s te m s   o f   1   KV A   UP S.   Fig u r 7   s h o w s   th e   I HD   5   v ar iatio n   w it h   ti m e.   Fi g u r 8   d ep icts   th co m p ar i s o n   o f   T HD  an d   c u r r en f o r   d if f er en t   lo ad s   an d   F i g u r 9   s h o w s   t h d is t o r ted   p o w er   f ac to r   f o r   d if f er e n t s y s te m s .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      I SS N :   2088 - 8 694   IJ PEDS   Vo l.   8 ,   No .   3 Sep tem b er   2 0 1 7   :   1 2 5 1 12 59   1256       Fig u r 5 .   C u r r en t W av e f o r m   w it h   lo ad   as 6   s y s te m s   o f   1   K VA   UP S           Fig u r 6 .   FF T   an al y s i s   f o r   cu r r en w av e f o r m   o f   1   KV A   s y s t e m           Fig u r 7 .   I HD  5   v ar iatio n   w ith   ti m e           Fig u r 8 .   C o m p ar is o n   o f   T HD   an d   C u r r en t f o r   d if f er en t lo ad s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS   I SS N:  2088 - 8 694       F ilter   I mp leme n ta tio n   u s in g   O u tp u t Tr a n s fo r mer o f U P S   fo r   P o w er Qu a lity I mp r o ve men t   ( A n a n d h   N )   1257       Fig u r 9 .   Dis to r ted   p o w er   f a ct o r   f o r   d if f er en t s y s te m s       3 . 2 .   F ilte re d O utput   Resul t s   o f   I   K VA  UP Sy s t e m   T r an s f o r m er   is   u s ed   as   i n d u ct o r   f o r   th e   p ass i v f il ter .   I n d u c tan ce   v al u o f   tr an s f o r m er   i s   m ea s u r ed   u s i n g   s h o r cir cu it   test .   Sh o r cir cu it  o n   tr an s f o r m er   w as  d o n w it h   s tan d ar d   m e th o d   b u w it h   aid   o f   c u r r en t,   v o ltag s e n s o r s   an d   L ab VI E W .   T h tr an s f o r m er   i s   p ar o f   th UP S.  T h tr an s f o r m er   i s   r ated   at  1   KVA ,   4 5 /2 3 0   V.   T h p ass iv f ilter   is   s h u n co n n ec ted   to   t h tr a n s f o r m er   o n   L s id e.   Fil ter   u s e s   in d u cta n ce   o f   tr an s f o r m er   f o r   L   o f   f ilter .   C a p ac itan ce   u s ed   w as  1 6 4   m f d .   T h is   w as  u s ed   to   r e m o v 5 th   h ar m o n ic  c o m p o n e n t.   C ap ac itan ce   r eq u ir ed   to   r em o v 3 rd   h ar m o n ic  co m p o n e n is   4 5 1   m f d .   W h en   1 6 4   m f d   ca p ac ito r   w a s   co n n ec ted   th p o w er   th r o u g h   t h tr a n s f o r m er   e x ce ed   th e   li m it.  Fo r   t h at  r ea s o n ,   4 5 1   m f d   w as  n o t c o n n ec ted .   T h er ef o r e,   it  d if f ic u lt   to   i m p le m en t   h ar m o n ic  f ilter   f o r   s in g le  p h ase   lo p o w er ed   s y s te m s .   A s   t h p o w er   r ati n g   i n cr ea s es   av ailab ilit y   o f   r eq u ir ed   ca p ac i tan ce   v al u also   in cr ea s es.  Si n ce   th s y s te m   w as  s in g le  p h as lo w   p o w er   r ated ,   p ass iv f ilter   b r an ch   to   r e m o v 3 rd   h ar m o n ic  co m p o n e n w a s   n o i m p le m e n t ed .   W ith   th c o n n ec tio n   o f   f ilter   b r an ch   th co r o f   th tr an s f o r m er   s tar ts   v ib r ati n g   d u to   r eso n an ce   b et w ee n   th f i lter   b r a n ch   a n d   r em ai n i n g   s y s te m .   Fo r   th is   r ea s o n ,   f ilt er   r eq u ir ed   to   r e m o v 3 rd   h ar m o n ic  co m p o n en w as   n o t   co n n ec ted   a s   t h e   ca p ac itan ce   r eq u ir ed   is   h ig h er   an d   t h v ib r atio n   ca u s ed   b ec au s o f   t h at  b r an c h   m i g h s p o il  th e   tr an s f o r m er .   As  it  ca n   b o b s er v ed   f r o m   a b o v p ictu r 5 th   h ar m o n ic  co m p o n en v a lu d ec r ea s ed .   T HD v al u i m p r o v ed .   I n itial  v al u o f   T HD  w as  at  9 2   %.  Fig u r 1 0   an d   1 1   s h o w s   t h cu r r en w a v e f o r m   f o r   1   KVA   s y s te m   a n d   FF T   an al y s is   f o r   cu r r en t   w a v ef o r m   o f   1   KV s y s te m   w it h   p as s i v f il ter   i m p le m e n tatio n .   Fi g u r 1 2   d ep icts   P o w er   Facto r   v s   L o ad   C u r r en g r ap h .           Fig u r 1 0 .   C u r r en w a v ef o r m   f o r   1   KVA   s y s te m   w i th   p as s i v f ilter   i m p le m e n ted         Fig u r 1 1 .   FF T   an aly s is   f o r   cu r r en w a v e f o r m   o f   1   KV A   s y s t e m   w it h   p ass i v f ilter   i m p le m en ted   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      I SS N :   2088 - 8 694   IJ PEDS   Vo l.   8 ,   No .   3 Sep tem b er   2 0 1 7   :   1 2 5 1 12 59   1258       Fig u r 1 2 .   Po w er   Facto r   v s   L o ad   C u r r en t       I n itial  an a l y s is   o n   p o w er   q u alit y   o f   t h s y s te m   s h o w ed   h ig h   h ar m o n ic  co n te n w it h   3 rd   an d   5 th   h ar m o n ic  co m p o n e n ts   d o m i n atin g   an d   p o w er   f ac to r   v al u w as  p o o r .   W ith   th i m p le m en tatio n   o f   s h u n t   p ass iv e   f ilter   b r an c h   to   r ed u ce   5 th   h ar m o n ic   co m p o n e n T HDi  v alu e   d ec r ea s ed   an d   p o w er   f ac to r   v al u e   i m p r o v ed .       4.   CO NCLU SI O N   A   co m p lete  p o w er   q u alit y   a n a l y s i s   o n   th e   s y s te m   w as  d o n an d   v ar io u s   m iti g atio n   tec h n i q u es  w er e   s tu d ied .   T h d ee p   u n d er s tan d in g   o f   m i tig a tio n   s c h e m es  m ad u s   to   s elec p ass i v f il ter   f o r   s i m u latio n   an d   i m p le m en ta tio n .   W h ile  i m p le m en tin g   t h m iti g atio n   tec h n iq u e   n e w   m e th o d   o f   i m p le m en tatio n   o f   f ilter   cir cu it  w a s   ex p lo r ed .   I m p le m en tatio n   o f   f ilter   b y   m ea n s   o f   o u tp u tr a n s f o r m er   o f   th e   U P w as   d o n e.   T h e   m ai n   co n s tr ai n o f   s u ch   s c h e m is   th p o w er   r atin g   o f   t h f ilter ,   b ec au s t h a m o u n o f   p o w er   f lo w s   th r o u g h   th tr an s f o r m er   is   f i x ed   d u r in g   t h d esig n   o f   UP S.  A d d in g   ex tr cir cu it s   w il r is es  th p o w er   f lo w i n g   t h r o u g h   th tr a n s f o r m er   a n d   s u r p ass es   its   li m i t.  W h ile   s u r p ass i n g   its   li m it  t h tr an s f o r m er   co r b eg in s   to   v ib r ate  an d   s tar ts   m a k i n g   n o is e.   T h is   li m i ts   th q u a n tit y   o f   h ar m o n ic  c o n ten t s   an d   ca n   b d etac h ed   e asil y .   A lter n ati v el y   th i s   w o r k   ca n   b i m p le m e n te d   b y   u s i n g   ac tiv f il ter s   o r   u n if ied   p o w er   q u al it y   co m p e n s a to r s   o r   s h u n ac ti v e   co m p e n s ato r s .   T h o u g h   t h is   wo r k   co n ce n tr ates  o n   lo w   p o w e r ed   s y s te m   s i m ilar   p r in cip le s   an d   tech n iq u e s   ca n   b s tr etch ed   to   h ig h   p o w er ed   s y s te m s   a n d   th r ee   p h a s s y s te m s .       RE F E R E NC E S   [1 ]   D.  G o n z a lez ,   J.  M c Ca ll .   De sig n   o f   F il ters   to   Re d u c e   Ha rm o n ic Disto rti o n   i n   In d u strial   P o w e S y ste m s.  IEE T r a n s .   o n   I n d u stry   Ap p li c a t io ns .   1 9 8 7 2 3 (3 ):  5 0 4 - 5 1 1 .   [2 ]   M .   T a li ,   A .   Ob b a d i,   A .   El fa jri ,   Y.  Err a m i.   Pa ss ive   Fi lt e fo Ha rm o n ics   M it ig a t io n   in   S ta n d a lo n e   PV   S y ste fo No n - L i n e a r L o a d .   Re n e w a b le an d   su sta in a b le en e rg y   c o n f e re n c e ,   M o ro c c o .   2 0 1 4 4 9 9 - 5 0 4 .   [3 ]   L e e   G   M ,   L e e   D   C,   S e o k   J   K.  Co n tr o o f   se ries   a c ti v e   p o w e f il ters   c o m p e n sa ti n g   f o so u rc e   v o lt a g e   u n b a la n c e   a n d   c u rre n h a rm o n ics .   IEE E   T ra n sa c ti o n o n   In d u stri a El e c tro n ics .   2 0 0 4 1 9 (1 ) 1 3 2 - 1 3 9 .   [4 ]   F u ji ta  H,  A k a g H.  T h e   u n if ied   p o w e q u a li ty   c o n d it i o n e r:  th e   i n teg ra ti o n   o f   se ries - a n d   sh u n t - a c ti v e   f il ters .   IEE T ra n sa c ti o n o n   Po we r E lec tro n i c s .   1 9 9 8 1 3 ( 2 ):  3 1 5 - 3 2 2 .   [5 ]   Hid e a k F u ji ta,  Hiro m A k a g i,   Ya su h iro   W a tan a b e .   Dy n a m ic  c o n tr o a n d   p e rf o rm a n c e   o f   a   u n if ied   p o w e f lo w   c o n tro ll e f o sta b il izin g   a n d   a n   A tran s m is sio n   sy ste m .   IEE T ra n sa c ti o n o n   P o we El e c tro n ic s .   2 0 0 6 2 1 ( 4 ) :   1 0 1 3 - 1 0 2 0 .   [6 ]   Jo n g - Ku n   L e e ,   Ju l - Ki  S e o k ,   Do n g - Ch o o n   L e e .   Un if ied   Active   P o w e Fi lt e rs   fo r S o u rc e   Vo lt a g e   Un b a la n c e /Cu rr e n Ha rm o n ics   C o mp e n sa ti o n   a n d   Po we Fa c t o Co rr e c ti o n .   T h e   3 0 t h   A n n u a l   Co n f e re n c e   o f   th e   IEE In d u str ial   El e c tro n ics   S o c iety ,   Bu sa n ,   Ko re a .   2 0 0 4 ;   5 4 0 - 5 4 5 .   [7 ]   M.   H.   J.   Bo ll e n .   Un d e rsta n d i n g   P o w e Qu a li t y   P ro b lem s:  V o lt a g e   S a g a n d   In terru p ti o n s.   IEE Pre ss ,   Ne w   Yo rk ,   2 0 0 0 .   [8 ]   W a c l a w iak   M ,   M c   G r a n a g h a n   M ,   S a b i n   D.  S u b sta ti o n   p o we q u a li ty  p e rfo rm a n c e   mo n it o rin g   a n d   t h e   in ter n e t .   IEE P o w e En g in e e rin g   S o c iety   S u m m e M e e ti n g .   2 0 0 1 2 1 1 1 0 - 1 1 1 1 .   [9 ]   Ba ti sta   J,  M o n s o   JL ,   M a rti n JS.   L o w - c o st p o we q u a li ty  mo n i to r b a se d   o n   a   PC.   E EE   In tern a ti o n a l   S y m p o siu m   o n   In d u strial  El e c tro n ics .   2 0 0 3 1 3 2 3 - 3 2 8 .   [1 0 ]   W e i - F u   C h a n g ,   Yu - C h W u ,   Ch u i - W e n   Ch i u .   De v e lo p m e n o f   a   w e b - b a se d   re m o te  lo a d   s u p e rv isio n   a n d   c o n tr o l   s y ste m .   El e c trica Po we r a n d   En e rg y   S y ste ms .   2 0 0 6 ;   2 8 4 0 1 4 0 7 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS   I SS N:  2088 - 8 694       F ilter   I mp leme n ta tio n   u s in g   O u tp u t Tr a n s fo r mer o f U P S   fo r   P o w er Qu a lity I mp r o ve men t   ( A n a n d h   N )   1259   [1 1 ]   Ju a n   Jo   G o n z á lez   d e   la Ro sa ,   An to n io   M o re n o   M u ñ o z ,   A u ro ra   Gil  d e   Ca stro ,   V ícto P a ll a s L ó p e z ,   Jo se   A n to n i o   S á n c h e z   Ca stil lejo .   A   w e b - b a se d   d istri b u te d   m e a su re m e n sy ste m   f o e lec tri c a p o w e q u a li ty   a s se ss m e n t.   M e a su re me n t .   2 0 1 0 ;   4 3 7 7 1 7 8 0 .   [1 2 ]   R.   Ba las u b ra m a n ian ,   S . P a lan i .   S im u latio n   a n d   p e rf o rm a n c e   e v a l u a ti o n   o f   sh u n h y b rid   p o w e f i lt e f o p o w e r   q u a li ty   i m p ro v e m e n u sin g   P th e o ry .   In ter n a ti o n a J o u rn a o El e c trica a n d   Co mp u ter   En g i n e e rin g .   2 0 1 6 6 (6 ) :   2 6 0 3 - 2 6 0 9 .   [1 3 ]   Ja ru p u la S o m lal,   V e n u   G o p a la Ra o . M a n n a m ,   Na ra si m h a   R a o . V u tl a p a ll i.   P o w e q u a li ty   i m p ro v e m e n t   in   d istri b u ti o n   s y ste m   u sin g   A NN   b a se d   s h u n a c ti v e   p o we f il ter.  In ter n a ti o n a J o u rn a o Po we El e c tro n ics   a n d   Dr ive   S y ste ms 2 0 1 5 5 (4 ) 5 6 8 - 5 7 5 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.