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.   7 ,   No .   4 Dec em b er   201 6 ,   p p .   1 3 8 6 ~ 1 3 9 2   I SS N:  2088 - 8 694 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j p ed s . v7 i 4 . pp 1 3 8 6 - 1 392           1386       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   M o dified  Dis trib ution Tra nsfo r m e r f o r Enha nci ng   Po w er  Q ua lity in  Distri b ution Sy ste m s         P re et ha   P . K . 1 P . S.   Cha nd ra m o ha na Na ir 2   1 De p a rtme n o f   El e c tri c a a n d   El e c tro n ics   En g i n e e rin g ,   Am rit a   S c h o o o f   En g in e e rin g ,   A m rit a   Un iv e rsity ,   In d ia    2 P ri n c ip a l,   V a li a   Ko o n a m b a ik u lath a m m a   Co ll e g e   o f   En g in e e rin g   a n d   T e c h n o l o g y   (V KCET ),   P a rip p a ll y ,   Ke r a la,  I n d ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   A p r   23 ,   2 0 1 6   R ev i s ed   No v   2 7 ,   2 0 1 6   A cc ep ted   Dec   1 0 ,   2 0 1 6       T h e   p e rc e n ta g e   o f   n o n - l i n e a r   l o a d i n   t h e   p o w e d i s t r i b u t i o n   s e c t o r   i s   i n c r e a s i n g   d a y   b y   d a y .   H a rm o n i c s   i n j e c te d   b y   t h e s e   n o n - l i n e a r   l o a d s   c i rc u l a t e   in   t h e   d e l t a   w i n d i n g o f   t h e   c o n v e n t i o n a l   d i s t r i b u t i o n   t r a n s f o rm e r   t h e r e b y   i n c re a s i n g   t h e   t e m p e ra t u r e   a n d   l o s s e s .   T h i s   re d u c e s   t h e   e f f ic i e n c y   a n d   l i f e   o f   t h e   t r a n s f o rm e r s.  I n   a   m o d if i e d   d i s t r i b u t i o n   t r a n sf o rm e r   c o n f ig u r a t i o n   p r o p o s e d   r e c e n t l y ,   c a l le d   s t a r - s ta r - d e l ta _ u t i l i z e d   c o n f ig u r a t io n   ( Y Y D _ u t i l i z e d ) ,   t h e   h a rm o n i c s c i r c u la t i n g   i n   t h e   d e l t a   w i n d i n g   w a s   u t i l i z e d   a n d   t h e   d r a i n a g e   p o w e r   t h u s   r e c o v e re d   w a u s e d   t o   p o w e a u x i l ia ry   l o a d s .   T h i s   p a p e r   p r e se n t s   t h e   e x p e r im e n t a l   s t u d i e c o n d u c t e d   o n   Y Y D _ u t i l i z e d   d i s t r i b u t i o n   t r a n s f o rm e r .   W h e n   c o m p a r e d   t o   c o n v e n t i o n a l   s t a r - s t a r ,   d e l ta - s ta a n d   s t a r - s t a r - d e l t a   t ra n sf o rm e r s,   t h e   n e w   c o n f ig u r a t i o n   o f   Y YD _ u t i l i z e d   t r a n sf o rm e r   h a s   s h o w n   c o n s i d e r a b l e   im p r o v e m e n t   i n   t r a n s f o rm e r   e f f ic ie n c y .     T h e   r e s u l t s   o b t a i n e d   s h o w   t h a t   w h e n   t h e   p o w e r   f r o m   t h e   c i rc u l a t i n g   h a rm o n i c s   i re c o v e r e d   a n d   u t i l i z e d ,   it   n o t   o n ly   im p r o v e s   t ra n sf o rm e r   e f f ic i e n c y   b u t   a l s o   im p r o v e s   t h e   p o w e r   f a c t o   a n d   r e d u c e s   t h e   h a rm o n i c   d i s t o r t io n s   a t   t h e   p r im a ry   s i d e   o f   t h e   t ra n sf o rm e r .     T h e   r e s u l t o b t a i n e d   a ls o   s u g g e s t   th e   e x i s t e n c e   o f   m a x im u m   p o w e r   p o i n t   o r   a n   o p t i m u m   l o a d i n g   f o r   t h e   re c o v e r e d   h a rm o n i c   p o w e r .   K ey w o r d :   Dis tr ib u tio n   tr an s f o r m er     D r ain ag p o w er     P o w er   r ec o v er y     P o w er   s y s te m   h ar m o n ics   Co p y rig h ©   201 6   In s t it 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 r ee th P . K,     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 ,   Am r ita  Sc h o o l o f   E n g i n ee r in g ,   Am r itap u r i,   Am r ita  Vi s h w Vid y ap ee th a m ,   Am r ita  Un iv er s it y ,   Ko lla m ,   Ker ala,   I n d ia.   E m ail:  p r ee th ap k @ a m . a m r ita. ed u       1.   I NT RO D UCT I O N     C o n v en t i o n a l ly ,   t w o   w i n d in g   d elta - s tar   tr an s f o r m er s   ar u s ed   f o r   elec tr ic  p o w er   d is tr ib u tio n .   T h p r im ar y   d elta   w i n d in g   o f   t h t r an s f o r m er   p r o v id es  a   clo s ed   cir cu lati n g   p ath   f o r   t h h ar m o n ic  c u r r en t s   w h ic h   ar in j ec ted   d u to   th n o n - li n ea r   lo ad in g   o f   t h tr an s f o r m er   s ec o n d ar y   [ 1 ] .   T h ese  cir cu lati n g   h ar m o n ics r es u lt   in   lo s s   o f   e n er g y   as  h ea an d   ev en t u all y   r e d u ce   t h tr an s f o r m er   li f [ 2 ] - [ 5 ] .   T h p o w er   w h ich   i s   u s u all y   w a s ted   d u to   th cir cu lati n g   t r ip len   h ar m o n ics  i n   th d elta  w i n d i n g   o f   d is tr ib u tio n   tr an s f o r m er   is   ter m ed   a s   d r ain ag p o w er .   R ec en t l y ,   n e w   s c h e m f o r   ac   p o w er   d is tr ib u t io n   u s i n g   t h r ee   w i n d in g   tr an s f o r m er   is   p r o p o s ed   b y   th au th o r s   [ 6 ] .   Fig u r 1   s h o w s   th co n f ig u r atio n   f o r   m o d if ied   ac   d is t r ib u t io n .   T h p r im ar y   a n d   s ec o n d ar y   w i n d i n g s   o f   t h tr a n s f o r m er   ar s t a r   c o n n e c te d .   T h e   th i r d   w in d i n g   is   a   t e r t ia r y   w in d in g   c o n n e ct e d   in   d el t c o n f ig u r a t i o n   t o   a ll o w   p a th   f o r   c i r cu l at in g   cu r r e n t s .   T h d i f f e r en c e   b e t w e en   th e   n ew   c o n f ig u r a t i o n   an d   c o n v en t i o n a th r e e   w in d in g   c o n f ig u r a t i o n   i s   t h e   w ay   i n   w h i ch   th e   t e r t ia r y   w in d in g   is   l o a d ed   [ 7 ] - [ 8 ] .   I n   t h e   n ew   c o n f ig u r a t i o n ,   au x i l ia r y   l o a d s   a r e   c o n n e c t e d   a c r o s s   th e   f u n d am en ta l   f r e q u en cy   z e r o   p o t e n ti a l   t e r m in a ls   o f   th t e r t i a r y   w in d in g .   T h i s   en s u r es   th a t   th e   au x i li a r y   l o a d   is   p o w e r e d   o n ly   b y   th e   h a r m o n ic   p o w er   o r   d r a i n ag e   p o w er   a n d   n o t   b y   th e   f u n d am en t a l   f r eq u en cy   p o w e r   [ 9 ] .   T h e   t r i p l en   h a r m o n i cs   ci r cu l a ti n g   i n   th e   t e r t i a r y   d el t a   w i ll   d e p e n d   o n   th s ev e r i ty   o f   n o n - li n e a r   l o a d s   c o n n e c t e d   t o   t r a n s f o r m e r   s e co n d a r y .   T h e   r e c o v e r e d   p o w e r   o u t p u t   f r o m   th e   o p en e d   d e l ta   t e r m in a ls ,   w h i c h   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694   IJ PEDS   Vo l.   7 ,   No .   4 Dec em b er   2 0 1 6   1 3 8 6     1 3 9 2   1387   d e p e n d s   o n   th e   l ev el   o f   h a r m o n i cs   c o u l d   b e   r e c t if i e d   an d   u s ed   f o r   p u r p o s es   l ik e   ch a r g i n g   o f   b a t te r i es   o r   p o w e r   c o n d i ti o n e d   a n d   f e d   b a ck   t o   g r id   a s   p o w e r   q u a l ity   a c .   T h is   n ew   c o n f ig u r at i o n   is   t e r m e d   as   s ta r - s t a r - d e lt a _ u t i li z e d   c o n f ig u r a t i o n   ( YY D _ u t il i z e d )   [ 9 ] .   T h i s   c o n f ig u r at i o n   h el p s   i n   r e c o v e r in g   an d   u t il i z in g   th e   d r a in ag e   p o w er   w h ic h   i s   u s u a l ly   w a s t e d   a s   c i r cu l at in g   h a r m o n i c s   i n   th e   d e l ta   w in d i n g .   T h i s   p a p e r   p r e s en t   th e   r e s u l ts   o f   ex p e r im en t a l   s tu d i es   c o n d u c t e d   o n   Y YD _ u t i li z e d   t r an s f o r m e r .     T h e   ef f e c ts   o f   t h e   n ew   c o n f ig u r a t i o n   o n   s y s t em   p o w e r   q u a li ty   an d   t r an s f o r m e r   e f f i c i en cy   i s   a n a ly z e d .   T h n e w   c o n f ig u r a t i o n   is   c o m p a r e d   w i th   c o n v en t i o n a l   s t a r - s t a r ,   d e l t a - s t a r   an d   s t a r - s t a r - d e lt a   t r an s f o r m e r s   a n d   th e   r es u l ts   o b t a i n e d   s h o w   th at   s i g n i f i c an im p r o v em en t   i n   t r an s f o r m e r   ef f i c i en cy   an d   p o w e r   q u al i ty   c a n   b e   a ch i ev e d   b y   r e c o v e r in g   an d   u t il i z in g   th e   d r ai n ag e   p o w e r .           F ig u r e   1 .   M o d if i e d   a c   d is t r i b u t io n       2.   E XP E R I M E NT A L   ST UDI E S     E x p e r im en ta l   s tu d i e s   a r e   c o n d u c t e d   in   a   p r o t o ty p e   m o d e o f   3 k VA ,   4 1 5   V ,   1 : 1 : 1   th r e e   p h as t r a n s f o r m e r .   T h e   t r an s f o r m e r   s e c o n d a r y   is   c o n n e ct e d   t o   n o n - li n e a r   l o a d s   an d   t h e   v a r i o u s   w in d i n g   c o n f ig u r a ti o n s   l i k e   d e l t a - s t a r ,   s ta r - s ta r ,   s t a r - s t ar - d e l ta   c l o s e d   an d   s t a r - s t a r - d e lta _ u t il i z e d   a r e   an a ly z e d .   D e p en d i n g   o n   th e   ty p e   o f   l o a d s   an d   p e r c e n t ag e   o f   l o a d in g ,   f o u r   c as es   a r e   c o n s i d e r e d .   Fo r   e a c h   c as e   s t u d y ,   b a la n c e d   lo a d i n g   is   e n s u r e d   in   t r a n s f o r m e r   s e c o n d a r y ,   s o   t h a t   t h e   r ec o v e r e d   p o w e r   h as   o n ly   tr i p l e n   h a r m o n i cs .     C as e   1:   L o a d in g   T r a n s f o r m e r   s e c o n d a r y   n e a r ly   t o   5 0 %   o f   f u ll   l o a d   u s in g   c o m p u t e r   l o a d .   C as e   2 :   L o a d in g   t r an s f o r m e r   s ec o n d a r y   n e a r ly   t o   1 0 0 %   u s in g   c o m p u t e r   l o a d   p a r al l e l   t o   r e c t if i e r   l o a d .   C as e   3 :   L o a d in g   T r a n s f o r m e r   n e a r ly   t o   5 0 %   o f   f u l l   l o a d   u s in g   r e c t if i e r   l o a d .   C as e   4 :   L o a d in g   t r an s f o r m e r   n e a r ly   t o   1 0 0 %   u s in g   r e ct if i e r   l o a d .       3.   RE SU L T A ND  AN AL Y SI S     T ab le  1   s h o w s   t h p r i m ar y ,   s ec o n d ar y   a n d   ter tiar y   p o w er   o f   v ar io u s   co n f ig u r atio n s   o f   t r an s f o r m er   f o r   all  th f o u r   c a s e s   ( l o a d in g   c o n d i t i o n s ) .   T h e   s e c o n d a r y   l o a d   i s   k e p t   c o n s t an t   w h il e   e x p e r im en t in g   w i th   d i f f e r en t   c o n f ig u r at i o n s   f o r   s p ec if ic  ca s e.   Fo r   e. g . ,   f o r   ca s 1 ,   th tr an s f o r m er   s ec o n d ar y   i s   co n n ec ted   to   co m p u ter   lo ad s   s o   t h at  t h tr an s f o r m er   i s   lo ad ed   to   n ea r l y   5 0 %.  W it h   t h tr a n s f o r m er   in   YY,   t h p o w er   o b tain ed   at  p r i m ar y   a n d   s ec o n d ar y   s id es  ar n o ted .   No w   with o u t   c h an g i n g   t h n u m b er   o f   co m p u ter s   o n   th e   s ec o n d ar y   s id e,   t h tr a n s f o r m er   i s   r ec o n n ec ted   i n   d elta - s tar   an d   a g ai n   t h r ea d i n g s   ar o b tain ed .   T h is   is   r ep ea ted   f o r   all  th e   co n f i g u r at io n s .   T h is   g i v es   t h f ir s f o u r   r o w s   o f   T ab le  1   f o r   ca s e   s t u d y   1 .   Si m ilar l y   t h e   p r o ce d u r is   r ep ea ted   f o r   all  ca s es.  T h o b j ec tiv o f   th e x p er i m en is   to   an al y ze   t h ef f ec tiv e n ess   o f   th n e co n f i g u r atio n   co m p ar ed   to   co n v e n tio n al  co n f i g u r atio n s   f o r   co n s tan t seco n d ar y   l o ad .   Fo r   ca s 1 ,   ( i.e . ,   5 0 lo ad in g   w it h   co m p u ter   lo ad s )   th p o wer   d r aw n   f r o m   t h p r i m ar y   s id is   f o u n d   to   b less er   in   t h ca s o f   YYD_ u til ized   co n f i g u r atio n   ( 1 4 8 0 W )   f o llo w ed   b y   s tar - s t ar - d elta,   d elta - s tar     an d   s tar - s tar   co n f i g u r atio n s   ( 1 5 2 0 W ,   1 5 3 0 W ,   1 5 5 0 W   r esp ec tiv el y ) .   Sa m e f f ec i s   v i s i b le  in   all  t h ca s e   s tu d ie s .   T h is   s h o w s   t h at  f o r   m ee ti n g   t h s a m lo ad ,   th p o w er   d r a w n   f r o m   th e   p r i m ar y   is   th e   leas f o r   YYD_ u tilzed   co n f i g u r atio n .   An o th er   i n ter es tin g   o b s er v a ti o n   is   t h at  th f u n d a m e n tal  co m p o n e n o f   t h s ec o n d ar y   p o w er   is   r e m ain in g   t h s a m f o r   p ar ticu lar   ca s ir r esp ec tiv o f   th e   w i n d in g   co n f i g u r atio n .   Fo r   ex a m p le,   f o r   ca s 1 ,   th f u n d a m e n tal  p o w er   is   co n s ta n at  1 3 6 0   W   f o r   all  th co n f i g u r atio n s .   B u t h to tal  s ec o n d ar y   p o w er   is   d if f er e n an d   is   f o u n d   to   b th least  f o r   YYD_ u tili ze d   c o n f i g u r atio n .   T h is   is   d u to   th lo w er   h ar m o n ic   p o w er   r eq u ir e m e n t a t th s ec o n d ar y   s id e,   f o r   YYD_ u tili ze d   t r an s f o r m er .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694     Mo d ified   Dis tr ib u tio n   Tr a n s fo r mer fo r   E n h a n cin g   P o w er  Qu a lity in   Dis tr ib u tio n   S ystems   ( P r ee th a   P . K . )   1388   Fig u r 2   s h o w s   t h ef f icie n c y   o b tain ed   f o r   d if f er en co n f i g u r atio n s   f o r   all  th f o u r   ca s es .   I ca n   b e   o b s er v ed   th at  t h YYD_ u tili ze d   co n f i g u r atio n   is   g i v i n g   th h ig h es ef f icie n c y ,   f o llo w ed   b y   Y YD,   D Y     an d   YY  r esp ec ti v el y .   Fo r   e x a m p le,   f o r   ca s e   1   ( 5 0 lo ad in g   w it h   co m p u ter   lo ad ) ,   th e f f icie n c y   f o r   YYD_ u til ized   tr an s f o r m er   is   0 . 9 3 4 .   YYD  tr an s f o r m er   s h o w s   a n   ef f icie n c y   o f   0 . 9 0 ,   f o ll o w ed   b y   DY  w ith   a n   ef f icien c y   o f   0 . 8 9 7 .   T h ef f ic i en c y   o f   YY  is   t h least  w i th   0 . 8 9 .       T ab le  1 .   P r im ar y ,   Seco n d ar y   a n d   T er tiar y   P o w er s   o f   Var io u s   T r an s f o r m er   C o n f i g u r atio n s   C a se   st u d y   C o n f i g u r a t i o n   P r i mary   S e c o n d a r y   T e r t i a r y   T o t a l   o u t p u t   p o w e r   ( A + B )   T o t a l   p o w e r     F u n d a me n t a l   c o mp o n e n t   o f   t o t a l   p o w e r   T o t a l   p o w e r   ( A )   F u n d a me n t a l   c o mp o n e n t   o f   t o t a l   p o w e r   R e c o v e r e d   p o w e r   ( B )       ( W a t t s)   ( W a t t s)   ( W a t t s)   ( W a t t s)   ( W a t t s)   ( W a t t s)   1   YY   1 5 5 0   1 5 1 0   1 3 8 0   1 3 6 0   0   1 3 8 0   DY   1 5 3 0   1 5 0 0   1 3 7 2   1 3 6 0   0   1 3 7 2   YYD   1 5 2 0   1 4 9 5   1 3 7 0   1 3 6 0   0   1 3 7 0   Y Y D _   u t i l i z e d   1 4 8 0   1 4 7 5   1 3 6 5   1 3 6 0   18   1 3 8 3   2   YY   2 8 4 0   2 6 3 0   2 5 0 0   2 4 8 0   0   2 5 0 0   DY   2 6 2 5   2 6 0 0   2 4 9 5   2 4 8 0   0   2 4 9 5   YYD   2 6 2 0   2 5 8 0   2 4 8 8   2 4 8 0   0   2 4 8 8   Y Y D _   u t i l i z e d   2 6 0 0   2 5 9 5   2 4 8 3   2 4 8 0   43   2 5 2 6   3   YY   1 4 8 0   1 4 4 0   1 3 2 0   1 3 0 0   0   1 3 2 0   DY   1 4 6 0   1 4 3 0   1 3 1 2   1 3 0 0   0   1 3 1 2   YYD   1 4 5 0   1 4 2 5   1 3 1 0   1 3 0 0   0   1 3 1 0   Y Y D _   u t i l i z e d   1 4 1 0   1 4 0 5   1 3 0 5   1 3 0 0   24   1 3 2 9   4   YY   2 8 4 0   2 6 3 0   2 4 4 5   2 4 0 0   0   2 4 4 5   DY   2 6 2 5   2 6 0 0   2 4 4 0   2 4 0 0   0   2 4 4 0   YYD   2 6 2 0   2 5 8 0   2 4 3 5   2 4 0 0   0   2 4 3 5   Y Y D _   u t i l i z e d   2 5 9 5   2 5 6 0   2 4 3 0   2 4 0 0   58   2 4 8 8             F ig u r e   2 .   C o m p a r is o n   o f   ef f i c ie n cy   f o r   d if f e r en t   c o n f ig u r a t i o n s     F ig u r e   3 .   C o m p a r is o n   o f   p o w er   f a c t o r   f o r   d if f e r en t   c o n f ig u r a t i o n s       T h s a m p atter n   o f   v ar iatio n   is   o b s er v ed   f o r   all  t h f o u r   ca s es.  T h h ig h   e f f icie n c y   o f   YY D_ u tili ze d   co n n ec tio n   is   o b v io u s   s i n ce   w it h   t h n e w   co n f i g u r atio n ,   th p o w er   w h ic h   is   u s u al l y   w a s ted   in   th d elta   w i n d i n g   is   b ei n g   r ec o v er ed   an d   u tili ze d .   Fi g u r 3   s h o w s   t h p r im ar y   p o w er   f ac to r   o f   all  co n f ig u r atio n s   f o r   all   ca s es.  I is   f o u n d   th a th p o w er   f ac to r   also   f o llo w s   p atter n   s i m ilar   to   ef f icie n c y ,   t h e   h ig h est  b ei n g   f o r   YYD_ u til ized   an d   lo w est  f o r   YY  co n f ig u r atio n .   T h is   is   b ec au s o f   th b etter   w a v e - s h ap in g   o f   t h c u r r en f o r   th n e w   co n f i g u r atio n   w h ic h   is   r es u lti n g   in   b etter   p o w er   f ac to r .   Fig ur 4   r ep r esen t s   t h e   in p u t   li n cu r r e n w a v e f o r m s   f o r   d if f er e n t c o n f i g u r atio n s   f o r   th f o u r th   ca s ( 1 0 0 % lo ad in g   w i th   r ec ti f ier   lo ad ) .     C u r r en w a v e f o r m   s h o w n   i n   Fig u r 4 ( d )   is   th least  d is to r ted   co m p ar ed   to   o th er s .   T h is   p r o v es  th at   YYD_ u tlized   co n f i g u r atio n   g iv e s   a   b etter   ap p r o x i m ated   s in u s o id al  w a v ef o r m ,   a n d   h en ce   lo w e s T HD.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694   IJ PEDS   Vo l.   7 ,   No .   4 Dec em b er   2 0 1 6   1 3 8 6     1 3 9 2   1389   Fig u r 5   s h o w s   t h h ar m o n i d is to r tio n s   i n   t h li n cu r r en f o r   th p r i m ar y   o f   t h tr an s f o r m er .   A ll  t h e   d if f er e n ca s es   ar co n s id er ed   an d   f o r   ea ch   ca s e,   al t h f o u r   co n f i g u r atio n s   ar co m p ar ed .   Fro m   t h F i g u r it   ca n   b o b s er v ed   th at  th T HD  is   th h i g h e s t f o r   YY  a n d   th l ea s t f o r   YYD_ u t ilized .           4 ( a)   I n p u t c u r r en t f o r   YY  tr an s f o r m er       4 ( b )   I n p u t c u r r en f o r   DY  tr an s f o r m er       4 ( c)   I n p u t c u r r en t f o r   YYD  tr a n s f o r m er       4 ( d )   I n p u t c u r r en f o r   YYD   tr a n s f o r m er     Fig u r 4 .   I n p u t lin c u r r en w a v ef o r m s   f o r   d if f er e n t c o n f i g u r atio n s           Fig u r 5 .   C o m p ar is o n   o f   c u r r en t T HD  f o r   d if f er e n t c o n f ig u r a tio n s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694     Mo d ified   Dis tr ib u tio n   Tr a n s fo r mer fo r   E n h a n cin g   P o w er  Qu a lity in   Dis tr ib u tio n   S ystems   ( P r ee th a   P . K . )   1390   T ab le   2   s h o w s   th v ar iat io n s   i n   th p r i m ar y   a n d   th s ec o n d ar y   p o w er   as  t h ter tiar y   r ec o v er ed   p o w e r   is   v ar ied .   Kee p in g   t h n o n - li n ea r   lo ad   at  th tr a n s f o r m er   s ec o n d ar y   as  co n s ta n t,  w h en   th ter tiar y   lo ad   is   v ar ied   f o r   YY D_ u til ized   tr an s f o r m er ,   th e   r ec o v er ed   p o w e r   also   ch a n g es.  T h r ec o v er e d   p o w er   r ea ch es   a   m ax i m u m   o f   2 4   W   an d   t h en   s tar ts   d ec r ea s i n g   as   th e   ter t iar y   lo ad   r esis ta n ce   i s   i n cr ea s ed .   B o th   p r i m ar y     an d   s ec o n d ar y   f u n d a m e n tal  p o w er   r e m ai n s   s a m b u th h ar m o n ic  p o w er   d if f er s   as  t h r ec o v er ed   p o w er   ch an g es.       T ab le   2 .   E f f ec t o f   Var y i n g   R e co v er ed   P o w er   T e r t i a r y   r e c o v e r e d   p o w e r   i n   W a t t s,  C   18   20   23   24   22   16   P r i m.  p o w e r   ( W a t t )     T o t a l ,   A   1 4 1 5   1 4 1 3   1 4 1 1   1 4 1 0   1 4 0 8   1 4 0 6   F u n d a me n t a l   1 4 0 5   1 4 0 5   1 4 0 5   1 4 0 5   1 4 0 5   1 4 0 5   S e c .   p o w e r   ( W a t t )   T o t a l ,   B   1 3 0 8   1 3 0 6   1 3 0 4   1 3 0 5   1 3 0 3   1 3 0 1   F u n d a me n t a l   1 3 0 0   1 3 0 0   1 3 0 0   1 3 0 0   1 3 0 0   1 3 0 0   T o t a l   o u t p u t   p o w e r   i n   W a t t s ,   B + C   1 3 2 6   1 3 2 6   1 3 2 7   1 3 2 9   1 3 2 5   1 3 1 7   Ef f i c i e n c y   i n   %,   [ B + C ] / A   9 3 . 7   9 3 . 8   9 4 . 0   9 4 . 3   9 4 . 1   9 3 . 7       Fig u r 6   s h o w s   th v ar iat io n   o f   th tr an s f o r m er   ef f icien c y   w ith   ter tiar y   r ec o v er ed   p o w er .   T h ef f icien c y   is   f o u n d   to   b th e   m a x i m u m   f o r   r ec o v er ed   p o w er   o f   2 4 W .   Fu r th er   atte m p ts   to   in cr ea s th e   d r ain ag p o w er   b y   c h an g i n g   th ter tiar y   lo ad   r esis ta n ce   r e s u lted   i n   r ed u c tio n   i n   t h t er tiar y   p o w er .   T h is   s h o w s   t h at  t h er e x i s ts   an   o p tim u m   lo ad in g   f o r   t h r ec o v er e d   h ar m o n ic  p o w er   f o r   ev er y   l o ad in g   co n d itio n   o f   th tr an s f o r m er   s ec o n d ar y .   Ma x i m u m   p o w er   ex tr ac tio n   tec h n iq u es  ca n   b u s ed   to   o p er at th tr an s f o r m er   at   its   p o s s ib le  m ax i m u m   e f f ic ie n c y .   T ab le  3   s h o w s   t h h ar m o n ics  p r esen in   t h cir c u lati n g   cu r r en o f   ter tiar y   d elta  w i n d in g   f o r   th p r o p o s ed   co n f i g u r atio n .   I is   s ee n   th at  t h m a g n it u d o f   f u n d a m en tal  f r eq u e n c y   co m p o n e n t i s   n e g li g ib le  ( 0 . 0 2   A ) .           Fig u r 6 .   Var iatio n   o f   tr an s f o r m er   ef f icie n c y   w it h   r ec o v er ed   p o w er       T h m aj o r   h ar m o n ic  co m p o n en ts   p r esen ar tr ip len   h ar m o n ics  i.e . ,   th ir d   h ar m o n ic  co m p o n en o f   0 . 6 2   A   an d   n in t h   h ar m o n ic  c o m p o n en o f   0 . 5 2   A   an d   f if te en th   h ar m o n ic  co m p o n e n o f   0 . 3 7   A   T h is   is   t h cu r r en w h ich   p o w er s   th lo a d   co n n ec ted   ac r o s s   th ter m i n als  o f   t h ter tiar y   w i n d in g .   T h is   p r o v es  th at  th e   p o w er   r ec o v er ed   is   h ar m o n ic  p o w er   an d   n o t th f u n d a m en ta l f r eq u en c y   p o w er .   On   co m p ar in g   t h m o d if ied   d is tr ib u tio n   tr a n s f o r n er   co n f ig u r atio n   ( YYD_ u ti lized )   w it h   co n v e n tio n al   co n f i g u r atio n s ,   it  is   f o u n d   th a t   th n e w   co n f i g u r atio n   r esu lts   in   b etter   tr an s f o r m er   ef f ic ien c y   a n d   b etter   s u p p l y   p o w er   f ac to r .   Mo r eo v er   th h ar m o n icd is to r tio n s   at  t h lin s id o f   th tr an s f o r m er   is   r ed u ce d   an d   th s u p p l y   cu r r en d i s to r tio n s   ar les s   f o r   th n e w   co n f ig u r atio n .   T h n e w   s c h e m e   ca n   r ec o v er   an d   u t ilize   th e   p o w e r   w h ic h   is   u s u all y   w a s ted   as  cir cu lati n g   h ar m o n ic s   in   d elta  w i n d in g   o f   t h d is tr ib u tio n   tr an s f o r m er .   T h r esu lt s   o b taien ed   s h o w   th at   t h er ex i s ts   a n   o p ti m u m   lo ad in g   f o r   t h h ar m o n ic  r ec o v er ed   p o w er   a n d   m ax i m u m   p o w er   9 3 . 3 9 3 . 4 9 3 . 5 9 3 . 6 9 3 . 7 9 3 . 8 9 3 . 9 94 9 4 . 1 9 4 . 2 9 4 . 3 18 20 23 24 22 16       T e r t i a r y   p o w e r   i n   w a t t s         T r a n sf o r me r   e f f i c i e n c y   i n   p e r c e n t a g e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694   IJ PEDS   Vo l.   7 ,   No .   4 Dec em b er   2 0 1 6   1 3 8 6     1 3 9 2   1391   ex tr ac tio n   m et h o d s   ca n   b u s ed   f o r   b etter   s y s te m   o p er ati o n .   FF T   an al y s i s   o f   th e   cu r r en to   t h a u x iliar y   ter tiar y   lo ad   s h o w s   th p r ed o m in a n ce   o f   tr ip len   h ar m o n i cs  w h ic h   p r o v es  th at  th p o w er   r ec o v er ed   is   h ar m o n ic  p o w er   an d   n o t t h f u n d a m en tal  f r eq u e n c y   p o w er .       T ab le  3 .   Har m o n ic s   in   t h T er tiar y   Delta  W in d i n g   O r d e r   o f   h a r mo n i c s   M a g n i t u d e   (A)     O r d e r   o f   h a r mo n i c s   M a g n i t u d e   (A)   1   0 . 0 2     9   0 . 5 2   2   0 . 0 4     10   0 . 0 3   3   0 . 6 2     11   0 . 0 2   4   0 . 0 4     12   0 . 0 3   5   0 . 0 2     13   0 . 0 3   6   0 . 0 3     14   0 . 0 3   7   0 . 0 2     15   0 . 3 7   8   0 . 0 3     16   0 . 0 2       4.   CO NCLU SI O NS   T h is   p ap er   co m p ar es  th p er f o r m an ce   o f   s tar - s tar - d elta _ u tili ze d   co n f i g u r atio n   o f   d is tr ib u tio n   tr an s f o r m er   w i th   o th er   e x is ti n g   co n f i g u r atio n s   lik e   s tar - s t ar ,   d elta - s tar   a n d   s tar - s tar - d e lta  co n f i g u r atio n s .   Mo d if y i n g   th ex i s ti n g   DY  d is tr ib u tio n   tr an s f o r m er   t o   YYD_ u tili ze d   co n f ig u r atio n   r eq u ir es  an   ad d itio n al   ter tiar y   w i n d i n g .   B u th is   ad d itio n al  w in d i n g   n ee d s   to   h av e   o n l y   f r ac tio n al  ca p ac it y   o f   m ai n   w i n d i n g s   an d   h en ce   t h i n cr ea s in   co s o f   tr a n s f o r m er   is   o n l y   m ar g i n al.   I n   t h ca s o f   co n v e n tio n al   d is tr i b u tio n   tr an s f o r m er   s u p p l y in g   m o d er n   n o n - l in ea r   lo ad s ,   th p a y - b ac k   p er io d   n ee d   o n l y   b f e w   m o n t h s .   T h s ch e m e   co u ld   b m o r co s e f f ec ti v if   th e   r ec o v er ed   p o w er   ca n   b d ir ec tl y   u ti lized   ( w it h o u t   a n y   co n v er s io n )   f o r   p u r p o s es  lik e   s tr ee l ig h ti n g   o f   n ea r b y   lo ca liti e s   o f   th e   d is tr ib u tio n   tr a n s f o r m er .   T h r es u l ts   o f   th lab o r ato r y   ex p er i m e n ts   co n d u cted   o n   t h r ee   k V A   tr a n s f o r m er   s h o w s   th at  w h en   t h ter tiar y   d elta  h ar m o n ic  p o w er   is   r ec o v er ed   an d   u tili ze d ,   th tr an s f o r m er   e f f ic ien c y   i n cr ea s e s .   T h s tar - s tar - de lta_ u t ilized   co n f i g u r atio n   al s o   r esu lt s   in   b etter   p o w er   f ac to r   an d   r ed u ce d   d is to r tio n s   ( cu r r e n T HD)   co m p ar ed   to   o th er   co n f i g u r atio n s .   T h e   i m p le m en ta tio n   o f   t h is   s c h e m w ill  lead   to   b etter   d i s tr ib u tio n   s y s te m   w h ich   w ill   g i v b ette r   en er g y   e f f icien c y   an d   i m p r o v ed   p o w er   f ac to r   f o r   th p o w er   n et w o r k .   T h s c h e m ca n   r ed u ce   h ar m o n ic  lo s s e s   i n   t h p o w er   g r id   an d   ca n   i m p r o v t h e f f icien c y   an d   li f o f   t h d is tr ib u tio n   tr an s f o r m er s .       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   O.G . C.   Da h l,   T ra n s f o rm e Ha r m o n ics   a n d   T h e ir  Distrib u ti o n ,   T r a n sa c ti o n s o th e   Ame ric a n   In stit u te o El e c trica l   En g i n e e rs ,   Vo lu m e X L IV ,   Ja n .   1 9 2 5 ,   p p .   7 9 2     8 0 5 ,   1 0 . 1 1 0 9 /T - A I EE . 1 9 2 5 . 5 0 6 1 1 6 7 .   [ 2 ]   M .     Eb e n e z e r. ,   P . S .   Ch a n d ra m o h a n a n   Na ir,   De ter min a ti o n   o win d i n g   tem p e ra t u re   o a   d istrib u ti o n   tra n sfo rm e r   u sin g   so ft   c o mp u t in g   tec h n iq u e s ”,   2 0 1 0   Jo i n In tern a ti o n a Co n f e re n c e   o n   P o w e El e c tro n ics ,   Driv e a n d   En e rg y   S y st e m s (P EDES &   2 0 1 0   P o w e In d ia,     De c .   2 0 - 2 3 ,   2 0 1 0 ,   Ne w   De lh i,   p p .   1 - 6.   [ 3 ]   M .   Eb e n e z e r,   M . R.   Ra jk u m a r,   P . S .   Ch a n d ra m o h a n a n   Na ir,   De ter m in a ti o n   o f   Ho S p o T e m p e r a tu re   o f   a   S in g le  P h a se   T r a n sf o r m e r   su b jec ted   to   h a rm o n ic  P o ll u ti o n ,   J o u r n a o f   T h e   In stit u ti o n   o E n g i n e e rs   ( In d ia ):  S e ries   B,   V o l u m e   9 3 ,   Iss u e   3 ,     S e p tem b e 2 0 1 2 ,     p p .   1 4 3 - 1 4 9 .   [ 4 ]   Bo   Ye ,   L e X u a n Bo   Xu   G e f e i   Qiu ,   Zh a n g z h o u   He ,     M in g   L i,   T h e   M a in ten a n c e   S trate g y   f o Op ti m izin g   Distrib u ti o n   T ra n sf o r m e L i f e   C y c le  Co st ,   T E L KOM NIKA  In d o n e sia n   J o u rn a l   o f   El e c trica En g in e e rin g   ,   V o l   1 1   No   1 0 ,   2 0 1 3   p p .   6 0 0 1 - 6 0 0 7 .   [ 5 ]   M .   Ja wa d   G h o rb a n i,   H o ss e in   M o k h tari,   I m p a c o Ha r m o n ics   o n   P o w e Qu a li t y   a n d   L o ss e in   P o w e r   Distrib u ti o n   S y st e m s ,   In ter n a ti o n a l   J o u r n a o El e c trica a n d   C o mp u ter   En g in e e rin g   ( IJ ECE ),   Vo 5   No   1 ,   2 0 1 5 ,   p p .   1 6 6 - 1 7 4 .     [ 6 ]   P . S .   C h a n d ra m o h a n a n   Na ir  a n d   P re e th a   P . K,   n o v e me th o d   fo re c o v e ry   o d ra i n a g e   p o we fr o d istri b u t io n   tra n sfo rm e rs ,   IE EE   P ES   I n ter n a ti o n a Co n f e re n c e   o n   In n o v a ti v e   S m a rt  G rid   T e c h n o lo g ies   (IS GT   2 0 1 1 ),   M a n c h e ste r,   U.K,  De c   3 - 5 ,   2 0 1 1 ,   1 0 . 1 1 0 9 /I S G T Eu ro p e . 2 0 1 1 . 6 1 6 2 6 6 1 .   [ 7 ]     Bro o k s,  D. M o re n c y ,   D. T a n g ,   P . ,   A d v a n c e in   in d u strial  su b sta ti o n   d e sig n   u si n g   th re e   w in d in g   p o w e tran sf o r m e rs” 5 5 th   IEE Petro l e u a n d   C h e mic a In d u stry   T e c h n ica Co n fer e n c e ,   Cin c in n a ti ,   OH ,   2 2 - 2 4   S e p t .   2 0 0 8 ,   p p .   1     1 0 .   [ 8 ]   B. A .   Co g b il l,   A re   sta b il izin g   w in d in g n e c e ss a r y   in   a ll   Y - c o n n e c ted   tran sf o rm e rs? ,   P o w e r   A p p a r a tu a n d   S y st e m s,  P a rt  III. ,   T ra n sa c ti o n o th e   Ame ric a n   In stit u te  o El e c tr ica En g in e e rs ,   V o l u m e   7 8 ,   Iss u e .   3 ,   A p r.   1 9 5 9 ,   p p .   9 6 3 - 9 7 0 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694     Mo d ified   Dis tr ib u tio n   Tr a n s fo r mer fo r   E n h a n cin g   P o w er  Qu a lity in   Dis tr ib u tio n   S ystems   ( P r ee th a   P . K . )   1392   [ 9 ]   P re e th a   P . K,  S h e b in   Ja c o b ,   P . S .   Ch a n d ra m o h a n a n   Na ir,   A n   Eq u i v a len Circu it   M o d e f o S tar - S ta r - De lt a _ Util ize d   Distrib u ti o n   T ra n sf o r m e r” ,   IEE T ENCON  2 0 1 4 ,   Ba n g k o k ,   T h a il a n d ,   Oc to b e 2 2 - 2 5 ,   1 0 . 1 1 0 9 /T ENCON . 2 0 1 4 . 7 0 2 2 2 7 9       B I O G RAP H I E S   O F   AUTH O RS       P re e th a   P . K   (M 2 0 1 1 )   re c e iv e d   h e b a c h e lo rs  a n d   m a ste rs   d e g re e in   El e c tri c a &   El e c tro n ics   En g in e e rin g   f ro m   Co ll e g e   o f   En g in e e rin g ,   T riv a n d ru m ,   K e ra l a ,   In d ia  in   1 9 9 5   a n d   1 9 9 7   re sp e c ti v e l y .   Cu rre n tl y   sh e   is  A s sista n P ro f e ss o a n d   V ice - C h a irp e rso n   o f   De p a rt m e n o El e c tri c a &   El e c tro n ics   En g in e e rin g   a Am rit a   V ish w a   V id y a p e e th a m   ( Am rit a   Un iv e rsit y ),   Ko ll a m ,   Ke ra la,  In d ia  a n d   a lso   wo rk in g   to w a rd h e P h . D.  d e g re e .   He re se a rc h   in tere sts  in c lu d e   p o w e q u a li ty   a n d   p o w e s y st e m   c o n tro l.         P . S .   C h a n d ra m o h a n a n   Na ir   re c e iv e d   h is  b a c h e lo rs  a n d   m a ste rs  d e g re e in   E lec tri c a En g in e e rin g   f ro m   Co ll e g e   o f   En g in e e rin g ,   T riv a n d ru m ,   In d ia  i n   1 9 7 5   a n d   1 9 7 8   re sp e c ti v e l y .   He   o b tain e d   h is   P h . D.  d e g re e   f ro m   I. I. T   D e lh in   1 9 9 2 .   C u rre n tl y   h e   is  P rin c i p a l,   V KCET ,   P a ri p p a ll y ,   Ke ra la.   Earlier  h e   w o rk e d   w it h   G o v t.   En g in e e rin g   Co ll e g e in   Ke ra la  a f a c u lt y   m e m b e a n d   a s P ri n c ip a l   o f   G o v t.   En g in e e rin g   Co ll e g e ,   Tri v a n d ru m .   He   a lso   w o rk e d   a h e a d   o f   R& w in g   o f   En e rg y   M a n a g e m e n Ce n tre,  G o v t.   o f   Ke ra la  a n d   a Dire c to r,   Ag e n c y   f o No n - c o n v e n ti o n a En e rg y   a n d   Ru ra T e c h n o lo g y   ( AN ERT ),   G o v e rn m e n o f   K e ra la.   His  f i e ld o f   in tere sts  a re   p o we s y ste m   d y n a m ics ,   e n e r g y   m a n a g e m e n a n d   e n e rg y   c o n se rv a ti o n .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.