I nte rna t io na l J o urna l o f   Ro bo t ics a nd   Aut o m a t io n   ( I J RA )   Vo l.   7 ,   No .   1 Ma r ch   2 0 1 8 ,   p p .   67 ~ 76   I SS N:  2089 - 4 8 5 6 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /i j r a. v 7 i1 . p p 67 - 76          67       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 A /in d ex   H a r m o n ic  A na ly sis   o Three - pha se  Fixed Ca pa citor thyris tor  Co ntrolled R ea ct o under  Ba la nce a nd    Unba la nced Con ditions       J a y a ba bu   B a du g u 1 Y.   P.   O bu lesu 2 C h.   Sa iba bu 3   1   De p a rtem e n o f   El e c tri c a a n d   E lec tro n ics   En g i n e e rin g ,   V L IT S ,   I n d ia   2   De p a rtem e n o f   El e c tri c a a n d   E lec tro n ics   En g i n e e rin g ,   KL   Un iv e rsity ,   In d ia   3   De p a rtem e n o f   El e c tri c a a n d   E lec tro n ics   En g i n e e rin g ,   JN T UK ,   In d ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   No v   2 7 ,   2 0 1 7   R ev i s ed   Feb   1 3 ,   2 0 1 8   A cc ep ted   Feb   2 7 ,   2 0 1 8       T h re e - p h a se   F ix e d   Ca p a c it o T h y risto Co n tr o ll e d   Re a c to is  w id e ly   u se d   f o r   re a c ti v e   p o w e c o m p e n sa ti o n   in   p o w e s y st e m b e c a u se   o f   re d u c e d   c o st  a n d   h ig h   re li a b il it y .   T h e   p ro b lem   w it h   F C - T CR  is  th a to   g e n e ra te  c u rre n t   h a rm o n ics   w h e n   it   is  p a rti a ll y   c o n d u c ti n g .   W h e n   th is  h a rm o n ic  c u rre n is   in tera c ted   w it h   sy ste m   i m p e d a n c e ,   v o lt a g e   w a v e f o r m   w il d isto rted .   T h is  h a rm o n ic  p o ll u ti o n   is  u n d e sira b le  in   p o w e s y ste m s.  T h e re fo re ,   it   is  im p o rtan to   k n o w   th e   h a rm o n ic  b e h a v io u o f   th re e - p h a se   F C - T CR  b e f o re   th e y   c a n   b e   u se d   in   a   p o w e s y ste m   n e t w o rk .   T h is  p a p e p r e se n ts  th e   h a rm o n ic  a n a l y sis   o th re e - p h a se   F C - T CR   o p e ra ti n g   u n d e b a l a n c e d   a n d   u n b a la n c e d   c o n d it i o n s.   T h is  a n a l y sis  is  u se f u to   d e sig n   t h e   h a rm o n ic  f il ter  to   re d u c e   th e   h a rm o n ic  p o ll u ti o n   in   p o w e s y ste m s.T h e   p ro p o se d   w o rk   i s   im p le m e n ted   in   M A TL A e n v iro n m e n t .   K ey w o r d :   FC - T C R   Firin g   an g le   Har m o n ic  d is to r tio n   Har m o n ic  d o m ai n     Har m o n ic  o r d er   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 :   J ay ab ab u   b ad u g u 1 ,   Dep ar t m en t o f   E E E ,   VL I T S,  Gu n t u r ,   An d h r P r ad esh ,   I n d ia .   J ay ab ab u . b ad u g u @ g m a il.c o m       1.   I NT RO D UCT I O N   I d ea p o w er   s y s te m   n et w o r k   i s   ex p ec ted   to   o p er ate  w ith   s i n u s o id al  v o ltag e s   an d   c u r r en t s   o f   s i n g le   f r eq u en c y   an d   co n s ta n a m p l it u d e.   T h is   id ea o p er atio n   is   n o p o s s ib le  in   r ea lis tic  p o w er   s y s te m s   b ec au s o f   in cr ea s i n g   u s o f   p o w er   elec t r o n ics  d ev ices  i n   m o d er n   p o w er   s y s te m   n et w o r k .   No n li n e ar   co m p o n en ts   an d   lo ad s ,   s u ch   as   p o w er   co n v er ter s ,   Flex ib le  AC   T r an s m i s s io n   S y s te m s   ( F A C T S)  d ev ices,  n o n lin ea r   s at u r atio n   an d   h y s ter es is   i n   co m p o n e n t s   w it h   m a g n etic  co r es  r ep r esen t   t h e   m ai n   co n tr ib u t io n   h ar m o n ic  d is to r tio n .   Flex ib le   a lter n at in g   c u r r en t   tr a n s m i s s io n   s y s te m s   d e v ices a r e   w id el y   u s ed   i n   tr a n s m is s io n   n et w o r k   to   i m p r o v e   elec t r ical  an d   ec o n o m ic  p e r f o r m an ce .   B u t h e y   ar n o n li n ea r   d ev ices,   th e y   g e n er ate  u n d esi r ab le  d is to r tio n s   in   v o ltag o r   c u r r en w a v e f o r m s .   Dis to r ted   w a v e f o r m s   co n tai n   u n w a n ted   h ar m o n ics.  T h is   h ar m o n ic  d is to r tio n   cr ea tes  m a n y   p r o b le m s   s u c h   as  m i s o p er atio n   o f   p r o tectiv d ev ices,  r ed u ce s   t h li f o f   el ec tr ical  eq u ip m e n t,  an d   in cr ea s es  lo s s e s   in   t h p o w er   s y s te m s   [ 1 ] . C o n s id er ab le   p r o g r ess   h as  b ee n   m ad in   th d ev elo p m en o f   co r r ec ap p ar atu s   to   m o n ito r   th h ar m o n ic  b eh a v io u r   o f   p o w er   s y s te m s .   Ho w ev er ,   i n   s y s te m   p la n n in g   a n d   s y s te m   an al y s is   p r o b le m   m u s t   b co n s id er ed   s ep ar atel y   b ec au s m ea s u r e m en ts   m a y   n o b ec o n o m ic  o r   th e   s y s te m   m a y   n o b a v ailab le.   I n   s u c h   s it u atio n s ,   co m p u ter   s i m u latio n s   b ased   o n   th e   m ath e m atica l   m o d elli n g   p r o v id th w o r k ab le   a lter n ati v to   p h y s ical  m ea s u r e m en ts   [ 1 ] .   Ma n y   w o r k s   h a v b ee n   p r o p o s ed   m at h e m a tical  m o d el s   o f   n o n li n ea r   d ev ices  to   d eter m in w a v ef o r m   d is to r tio n   i n   p o w er   s y s te m s .   T o   s tu d y   t h e   s tead y - s tate  v o lta g an d   cu r r en w a v ef o r m   d i s to r tio n ,   ti m d o m ai n   s i m u latio n   h a s   b ee n   d ev elo p ed   m an y   y ea r s   b ac k .   T h is   tec h n iq u u s u all y   ta k es  lo n g   s i m u latio n   r u n   ti m e s   to   ca lcu la te  th h a r m o n ic  co n ten o f   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 9 - 4856   IJ RA    Vo l.  7 ,   No .   1 ,     Ma r ch   2 0 1 8   :   67     76   68   d is to r ted   w a v e f o r m s   e v e n   f o r   s m all  s y s te m s .   T h is   is   b ec a u s ti m d o m ai n   tech n iq u e   f ir s f i n d s   s tead y   s tate   co n d itio n   a f ter   th at   h ar m o n ic  co n ten t   o f   d is to r ted   w a v ef o r m   i s   f o u n d   u s in g   th e   Fa s Fo u r ie r   T r an s f o r m   ( FF T ) .   T h co m p licatio n s   in   ti m d o m a in   p r o v id ed   m o tiv atio n   f o r   d ev elo p in g   th f r eq u e n c y   d o m ai n   tech n iq u es.   Fre q u en c y   d o m ai n   tech n iq u e s   tak less   s i m u latio n   ti m e   as  c o m p ar to   th e   ti m d o m ai n   te ch n iq u es.  T h m o s t   fr u it f u f r eq u e n c y   d o m a in   tec h n iq u i s   Har m o n ic  Do m ai n   ( H D)   tech n iq u w h ic h   is   u s ed   f o r   b o th   an al y s is   an d   m o d ell in g   o f   h ar m o n ic  s o u r c es.  C o m p le x   Fo u r ier   S er ies  ( C FS )   an d   No r to n   eq u i v ale n cir cu it  f o r m u la tio n s   ar u s ed   in   Har m o n ic  d o m ai n   tech n iq u e.   HD   s o l u tio n   p r o ce s s   h a v p r esen ted   in   r e f er en ce   [ 1 ].   HD  h a s   b ee n   ap p lied   to   o b t ain   s tead y   s tate   r esp o n s e   o f   th p o w er   s y s te m   co m p o n e n ts   s u c h   a s   s y n ch r o n o u s   m ac h i n es ,   t h p o w er   tr an s f o r m er ,   ar f u r n ac es,  Fl u o r escen la m p s ,   T h y r is to r   C o m m u ta ted   R ea cto r s   ( T C R s )   . T h Har m o n ic  Do m ain   T ec h n iq u h as   b ee n   ap p lied   to   m o d el   th e   T h y r i s to r   C o n tr o lled   Ser ies C ap ac ito r   ( T C SC )   f o r   b o th   s tab ilit y   a n al y s i s   an d   s tead y   s tate  a n al y s i s .   I n   t h i s   p ap er ,   Har m o n ic  Do m ai n   ap p r o ac h   is   u s ed   f o r   t h h a r m o n ic  a n al y s i s   o f   t h r ee   p h ase  d elta  co n n ec ted   F ix ed   C ap ac ito r - T h y r is to r   C o n tr o lled   R ea cto r   o p er atin g   u n d er   b alan ce d   a n d   u n b alan ce d   co n d itio n s .   T h p ap er   is   o r g an ized   as  f o llo w s .   B asic  o p er atio n   o f   Sin g le  p h ase  FC - T C R   is   p r esen ted   i n   th s ec o n d   s ec tio n .   T h th ir d   s ec tio n   d escr ib es   m o d ell in g   o f   th r ee   p h ase  F C - T C R   in   H ap p r o ac h .   T est  s y s te m   d escr ip tio n   is   g i v en   in   th f o u r t h   s ec t io n .   Si m u latio n   r esu lts   ar p r esen t ed   in   th f if th   s ec tio n .       2.   B ASI O P E RA T I O N   O F   SI NG L E   P H AS E   F C - T C R   T h is   s ec tio n   g i v es  t h m ai n   c o m p o n en t s   o f   FC - T C R   a n d   b asic  o p er atio n   o f   s i n g le  p h a s e   FC - T C R .   Fig u r e   1   s h o w s   th s i n g le  p h a s FC - T C R   u s ed   to   s u p p l y   v ar iab le  r ea ctiv p o w er   s u p p o r t a t a   s p ec if ic  lo ca tio n   in   P o w er   s y s te m s .   B asicall y ,   s in g le  FC - T C R   co n s is ts   o f   f i x ed   ca p ac ito r ,   r ea cto r   a n d   t w o   t h y r i s to r s .   C o n n ec tio n s   o f   b asic  ele m en t s   ar s h o w n   i n   F ig u r 1.   I is   p o s s ib le  to   o p er ate  th FC - T C R   in   b o th   ca p ac iti v m o d an d   in d u c tiv m o d w it h   h elp   o f   f ir in g   s i g n al s   g i v en   to   th y r is to r s .   Firin g   an g le      p la y s   i m p o r tan r o le  to   co n tr o l r ea ctiv p o w er .   Firin g   a n g le      is   v ar ied   f r o m   9 0 0   to   1 8 0 0 .   T C R   is   f u ll c o n d u cti n g   s tate  at    =9 0 0 .       C L         R   t r a n L t r a n v t c r V 1 T 1     Fig u r 1 .   Sin g le  p h ase  FC - T C R       T C R   is   s aid   to   b f u ll  co n d u c tin g   m o d w h en   f ir in g   an g le  (            90 0   Fig u r 2   s h o w s   th T C R   cu r r en ( I t cr )   an d   T C R v o lta g e   ( v tcr )   w av e f o r m s   w h en   t h e   T C R   is   i n   f u l l c o n d u cti n g   m o d e .           Fig u r 2 .   T C R   Vo ltag an d   T C R   c u r r en w a v ef o r m s   w h en     =9 0 0     0 0 . 0 0 5 0 . 0 1 0 . 0 1 5 0 . 0 2 0 . 0 2 5 0 . 0 3 0 . 0 3 5 0 . 0 4 -1 - 0 . 8 - 0 . 6 - 0 . 4 - 0 . 2 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 T I M E   I N   s e c     T C R   V O L T A G E   T C R   C U R R E N T Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ RA   I SS N:  2089 - 4856       Ha r mo n ic  A n a lysi s   o f Th r ee - p h a s F ixed   C a p a cito r th yris to r   C o n tr o lled   R ea cto r   …  ( Ja ya b a b u   B a d u g u )   69   I is   clea r   f r o m   F i g u r 2   th at  t h er is   n o   d is to r tio n   i n   c u r r en w a v e f o r m .   No   c u r r en h ar m o n ics  ar g en er ated   w h e n   T C R   i n   f u ll   co n d u ct io n   m o d e.   T C R   is   s aid   to b n o n - co n d u cti n g   m o d w h en   f ir i n g   an g le  (            180 0 Fig u r 3   s h o w s   t h T C R   cu r r e n t a n d   T C R   v o lta g w a v ef o r m s   w h e n   T C R   is   n o n - co n d u c tin g   m o d e .         Fig u r e   3 .   T C R   Vo ltag an d   T C R   c u r r en w a v ef o r m s   w h en     = 18 0 0         I is   clea r   f r o m   F i g u r 3   th at   t h er is   n o   cu r r e n f lo w in g   i n   T C R   b r an ch .   B ec au s b o th   t h y r is ter s   ar e   n o n   co n d u cti n g .   T C R   i s   s aid   t o   b p ar tiall y   co n d u cti n g   m o d w h e n   f ir i n g   an g le   is   v ar ied   b et w ee n   9 0 0   to   18 0 0   Fig u r 4   s h o w s   t h T C R   cu r r e n t a n d   T C R   v o lta g w a v ef o r m s   w h e n   T C R   is   p ar tiall y   co n d u ctin g   m o d e .           Fig u r e   4 .   T C R   Vo ltag an d   T C R   c u r r en w a v ef o r m s   w h en     = 12 0 0         I is   clea r   f r o m   F i g u r 4   th at  th er is   d is to r tio n   i n   cu r r en w av e f o r m .   W h e n   T C R   i s   p ar tiall y   co n d u cti n g ,   it  w i ll  g en er ate   th e   h ar m o n ic s   at   co n n ec tio n   p o in t.   On e   w a y   to   o b tain   h ar m o n ic  co n te n t   g en er ated   b y   F C - T C R   is   m e asu r e m en t   b y   p o w er   q u ali t y   an al y s er .   W ca n   p r ed ict  h a r m o n ic  co n ten o f     FC - T C R   u s in g   co m p u ter   s i m u latio n . S i m u lat io n   tech n iq u es  d o es  n o r eq u ir es  th co s tl y   p o w er   q u ali t y   an al y s er s .         3.   M O DE L L I N G   O F   T H RE E   P H ASE   F C - T CR   P eter   w o o d   p r o p o s ed   th s w itc h i n g   f u n c tio n   co n ce p t o   d eter m i n th h ar m o n ic  co n ten o f   co n v er t er s .   L ater   B o h m a n n   an d   L as s eter   t h s a m e   s w i tch in g   f u n c tio n   m et h o d   ap p lied   to   b asic  T C R   cir c u it   to   co m p u te  t h h ar m o n ic  co n te n o f   T C R .   T h m ain   d r a w b ac k   o f   th is   m eth o d   is   t h at  s w itc h i n g   in s tan ts   ar e   f i x ed .   A ch a   i n tr o d u ce d   th No r to n   eq u iv ale n cir cu it  m o d el  o f   T C R .   Har m o n ic  co n ten o f   s w itc h in g   f u n ctio n   d ep en d s   o n   co n d u ctio n   o f   t h y r is to r s .   T h s w itc h i n g   f u n ctio n   o f   T C R   i s   a   f u n ctio n   o f   T C R   v o ltag e   an d   f ir i n g   an g le   .   T h T C R   v o ltag ze r o   cr o s s in g   is   ap p r o p r iated   a s   th r e f er en ce   f o r   g i v i n g   t h f ir in g   s i g n a l .   Ma th e m atica m o d ellin g   o f   T C R   s h o u ld   in cl u d t h th y r is to r s   tu r n - o n   an d   t u r n - o f f   in s ta n t s .   Har m o n ic   d o m ai n   m o d el  o f   s in g le  p h a s FC - T C R   is   g i v en   b y   t h f o llo w i n g   E q u atio n   ( 1 ) .   0 0 . 0 0 5 0 . 0 1 0 . 0 1 5 0 . 0 2 0 . 0 2 5 0 . 0 3 0 . 0 3 5 0 . 0 4 -1 - 0 . 8 - 0 . 6 - 0 . 4 - 0 . 2 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1     T C R   V O L T A G E T C R   C U R R E N T 0 0 . 0 0 5 0 . 0 1 0 . 0 1 5 0 . 0 2 0 . 0 2 5 0 . 0 3 0 . 0 3 5 0 . 0 4 -1 - 0 . 8 - 0 . 6 - 0 . 4 - 0 . 2 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 T I M E   i n   s e c     T C R   V O L T A G E T C R   C U R R E N T Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 9 - 4856   IJ RA    Vo l.  7 ,   No .   1 ,     Ma r ch   2 0 1 8   :   67     76   70                                ( 1 )              is   ad m i ttan ce   m atr i x   o f   T C R   w h ic h   r ep r esen t s   t h s t ea d y   s tate  o p er atio n   o f   T C R   as  s h o w n   i n     E q u atio n   ( 2 )   an d   ( 3 ) .                        (             ( 2 )               (           ( 3 )     S   is   h ar m o n ic  s w itc h i n g   v ec t o r .   D   is   d if f er e n tio n   o p er ato r .   P r ac tical  p o w er   s y s te m s ,   th r ee   p h ase  F C - T C R   co n s is ts   o f   t h r ee   s i n g le - p h ase   T C R   ar co n n ec ted   in   d elta   an d   t h r ee   ca p ac i to r s   ar co n n ec ted   i n   s tar . T h e q u atio n s   f o r   th r ee   p h aseT C R   is   g i v e n   b y   E q u atio n   ( 4 ) .     [             ] =     [                                                                                                                                         ] [             ]     ( 4 )       4.   SI M UL AT I O R E S UL T S   T h r ee   p h ase  FC - T C R   m o d el  d ev elo p ed   in   s ec tio n   3   is   te s ted   o n   t w o   b u s   s y s te m   s h o w n   in   F ig u r 5 .   T h s y s te m   co n tai n s   t h F C - T C R   at  b u s   2 .   Fig u r 5   is   r ed u ce d   to   s i m p le  cir cu it a s   s h o w n   i n   F i g u r 6 .       C T 1 2 2 0 k v / 3 3 k v     Fig u r 5 T est s y s te m   u n d er   co n s id er atio n       Y   T r a n s Y   F C - T C R S O U R C E V 1 V 2 I 1     Fig u r 6 .   E q u iv ale n t c ir cu it o f   t w o   b u s   s y s te m       V 1   is   s o u r ce   v o lta g e.   V 2   is   v o l tag at   b u s 2 . T h r ee   p h ase  F C - T C R   is   co n n ec ted   at  b u s   2 .   V 2   is   u n k n o w n   w h ic h   ca n   b d eter n in f o r m   n e t w o r k   eq u atio n s .   Net w o r k   E q u atio n s   ca n   b w r it ten   f o r   Fig u r 6   as f o llo w s     Net w o r k   E q u atio n   ( 5 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ RA   I SS N:  2089 - 4856       Ha r mo n ic  A n a lysi s   o f Th r ee - p h a s F ixed   C a p a cito r th yris to r   C o n tr o lled   R ea cto r   …  ( Ja ya b a b u   B a d u g u )   71   [             ] = [                                                   ] [                     ]                     ( 5 )               is   s o u r ce   v o lta g e           C an   b d eter m in f r o m   E q u at io n   ( 6 )   iter ativ el y                                                                                               ( 6 )     T h f o llo w i n g   p ar a m eter s   ar u s ed   to   s im u lat io n .   T h T r an s f o r m er   p ar a m eter s :   Star /d elta,   2 2 0 k v /3 3 k v ,   1 0 o f   i m p ed a n ce ,   1 0 0   MV A .   FC - T C R   r ati n g :   (0 - 8 0 )   MV A R T h r ee   ca s es  ar co n s id er ed   h er e   an d   s i m u la tio n   r es u lts   h a v b ee n   p r esen ted .       4 . 1 .   B a la nced  O pera t io o f   F C - TC R   T h r ee   p h ase  v o ltag m ag n it u d ar eq u al  an d   p h ase  d is p lace m en is   1 2 0 0 .   R esu l ts   ar p r esen ted   f o r   t w o   f ir in g   an g le s   u n d er   th i s   ca s e.     4 . 1 . 1 .   F iring   a ng le = 9 5 0   Fig u r 7   s h o w s   t h h ar m o n ic  co n ten t   o f   v o lta g es   at  b u s   2 . Ma g n itu d o f   Fifth   h ar m o n ic   is   m o r e   as  co m p ar ed   to   th o th er   h ar n o n ics.T h is   b ec a u s o f   T C R   cu r r en w av e f o r m ,   5 th   h ar m o n ic  is   d o m i n an t   w h ic h   is   clea r   f r o m   t h F ig u r 8 .   F if t h   h ar m o n ics   is   d o m i n ati n g   i n   ca p ac ito r   cu r r en t   w a v ef o r m   as  co p m p ar to   t h e   o th er   h ar m o n ics.           Fig u r 7 .   T h r ee   p h ase  v o ltag e s   h ar m o n ic  s p ec tr u m   at  b u s   2           Fig u r 8 .   T h r ee   p h ase  T C R   cu r r en ts   h ar m o n ic  s p ec tr u m   2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 h a r m o n i c   o r d e r m a g n i t u d e     R   p h a s e Y   p h a s e B   P h a s e 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 0 0 . 5 1 1 . 5 2 2 . 5 3 h a r m o n i c   o r d e r m a g n i t u d e T C R   C U R R E N T   d i s t r o t i o n     R   p h a s e Y   p h a s e B   P h a s e Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 9 - 4856   IJ RA    Vo l.  7 ,   No .   1 ,     Ma r ch   2 0 1 8   :   67     76   72       Fig u r 9 .   T h r ee   p h ase  C ap ac ito r   cu r r en ts   h ar m o n ic  s p ec tr u m         4 . 1 . 2 .   F iring   a ng le=1 0 0 0   F if t h   h ar m o n ic  i s   d o m in ati n g   h er also . m a g n itu d is   m o r as  co m p ar to   p r ev io u s   ca s e.   T h is   b ec au s o f   T C R   c u r r en w av e f o r m   b ec o m e s   m o r n o n s in u s o id al  as  f ir i n g   a n g le  i n cr ea s es .   I t   is   also   o b s er v e   f r o m   Fig u r 7   to   Fig u r 1 2   t h at  3 rd   h ar m o n ic  i s   n o ap p ea r ed   b ec au s 3 rd  h ar m o n ic  p r o d u ce d   in   T C R   is   cir cu lated   in   d elta  co n n ec ted   T C R   u n d er   b alan ce d   co n d itio n .           Fig u r 1 0 .   T h r ee   p h ase  v o ltag es h ar m o n ic  s p ec tr u m   at  b u s   2           Fig u r 11 .   T h r ee   p h ase  T C R   cu r r en ts   h ar m o n ic  s p ec tr u m   2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 0 0 . 5 1 1 . 5 2 2 . 5 3 3 . 5 4 h a r m o n i c   o r d e r m a g n i t u d e C A P A C I T O R   C U R R E N T   d i s t r o t i o n     R   p h a s e Y   p h a s e B   P h a s e 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 h a r m o n i c   o r d e r m a g n i t u d e     R   p h a s e Y   p h a s e B   p h a s e 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 h a r m o n i c   o r d e r m a g n i t u d e     R   p h a s e Y   p h a s e B   p h a s e Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ RA   I SS N:  2089 - 4856       Ha r mo n ic  A n a lysi s   o f Th r ee - p h a s F ixed   C a p a cito r th yris to r   C o n tr o lled   R ea cto r   …  ( Ja ya b a b u   B a d u g u )   73       Fig u r 12 .   T h r ee   p h ase  C ap ac i to r   cu r r en ts   h ar m o n ic  s p ec tr u m       4 .2 .   Unba la nce  in  Vo lt a g M a g nitudes   Un b alan ce   i n   v o lta g m a g n it u d es   a s s u m e   v o lta g m a g n it u d v alu e s   in   t h r ee   p h ase  v o ltag es  as     V R= 1   P . U,   V Y =0 . 9 5 p u ,   V B =1 . 2 p u   v al u es   a n d   Firi n g   a n g le= 1 0 0 0   ar co n s id er ed .   Har m o n ic  co n ten t   o f   v o lta g e s   at  b u s 2 ,   T C R   cu r r en ts ,   c ap ac it o r   cu r r en ts   ar s h o w n   in   F ig u r e   13 ,   F ig u r e   1 4   an d   F ig u r e   15  r esp ec tiv el y .           Fig u r 1 3 .   T h r ee   p h ase  v o ltag es h ar m o n ic  s p ec tr u m   at  b u s   2           Fig u r 14 .   T h r ee   p h ase  T C R   cu r r en ts   h ar m o n ic  s p ec tr u m   2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 h a r m o n i c   o r d e r m a g n i t u d e     R   p h a s e Y   p h a s e B   p h a s e 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 1 . 2 1 . 4 1 . 6 h a r m o n i c   o r d e r m a g n i t u d e     R   p h a s e Y   p h a s e B   P h a s e 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 0 1 2 3 4 5 6 7 h a r m o n i c   o r d e r m a g n i t u d e     R   p h a s e Y   p h a s e B   P h a s e Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 9 - 4856   IJ RA    Vo l.  7 ,   No .   1 ,     Ma r ch   2 0 1 8   :   67     76   74       Fig u r 15 .   T h r ee   p h ase  C ap ac i to r   cu r r en ts   h ar m o n ic  s p ec tr u m       I is   c lear   t h at  3 rd   h ar m o n ic   i s   ap p ea r ed   w h e n   t h er i s   u n b alan ce   d u e   to   v o ltag e   m ag n itu d es   an d   m ag n it u d o f   3 rd   h ar m o n ic  i s   l ess   as c o m p ar ed   to   th 5 th   h ar m o n ic  m a g n i tu d e .     4. 3 .   Unba la nce   in  F iring   Ang les   Un b alan ce   i n   f ir i n g   an g le s   v o tag m ag n it u d o f   all  th r ee   p h ase  v o lta g es  ar eq u al  an d   d if f er en t   f ir in g   a n g les  ar co n s id er ed   in   th is   ca s e.   Firi n g   a n g le  i n   R   p h ase  =9 5 0 ,   Firin g   a n g le  in   p h ase  =1 0 0 0 Firin g   an g le  i n   B   p h ase  =1 2 0 0 an d   e q u al  v o ltag m ag n it u d es  ( 1 p u )   ar u s ed   in   s i m u la tio n .   R e s u lts   ar p r esen ted   in   Fig u r 1 6,   Fig u r 1 7   an d   F ig u r e   18.       \     Fig u r 1 6 .   T h r ee   p h ase  v o ltag es h ar m o n ic  s p ec tr u m   at  b u s   2           Fig u r 17 .   T h r ee   p h ase  T C R   cu r r en ts   h ar m o n ic  s p ec tr u m   2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 0 1 2 3 4 5 6 7 8 h a r m o n i c   o r d e r m a g n i t u d e     R   p h a s e Y   p h a s e B   P h a s e 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 0 0 . 5 1 1 . 5 2 2 . 5 3 h a r m o n i c   o r d e r m a g n i t u d e     R   p h a s e Y   p h a s e B   P h a s e 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 h a r m o n i c   o r d e r m a g n i t u d e T C R   V O L T A G E   D I S T R O T I O N     R   p h a s e Y   p h a s e B   P h a s e Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ RA   I SS N:  2089 - 4856       Ha r mo n ic  A n a lysi s   o f Th r ee - p h a s F ixed   C a p a cito r th yris to r   C o n tr o lled   R ea cto r   …  ( Ja ya b a b u   B a d u g u )   75     Fig u r 1 8 .   T h r ee   p h ase  C ap ac i to r   cu r r en ts   h ar m o n ic  s p ec tr u m       I is   clea r   th at   3 rd   h ar m o n ic  is   al s o   ap p e ar ed   h er also   a n d   m a g n it u d o f   3 rd   h ar m o n i is   m o r as   co m p ar ed   to   th 5 th   h ar m o n ic  m ag n it u d e.       5.   CO NCLU SI O N   Har m o n ic   an al y s is   o f   th r ee - p h ase  f i x ed   ca p ac ito r - T h y r i s to r   C o n tr o lled   R ea cto r   w o r k in g   u n d er   b alan ce d   an d   u n b alan ce d   co n d itio n s   h as  b ee n   in v e s tig a te d   u s in g   HD  ap p r o ac h .   T h r esu lt s   s h o w s   t h at   s ig n i f ica n a m o u n t   o f   5 th   h ar m o n ic   ap p ea r s   i n   v o ltag e   w a v ef o r m   at   co n n ec tio n   p o in t   o f   FC - T C R ,   T C R   p er   p h ase  cu r r en a n d   ca p ac ito r   lin cu r r en w h e n   s y s te m   is   o p er atin g   u n d er   b alan ce d   co n d iti o n s .   3 rd   ha r m o n ic  is   n o ap p ea r ed   w h e n   s y s te m   is   o p er atin g   u n d er   b alan ce d   co n d itio n .   T h ir d   h ar m o n ic   is   ap p ea r ed   w h e n   t h er is   u n b ala n ce   d u to   v o lta g m ag n it u d es  an d   m ag n it u d o f   3 rd   h ar m o n ic  is   le s s   as  co m p ar ed   to   th 5 th   h ar m o n ic   m ag n it u d e.   T h ir d   h ar m o n ic  is   also   ap p ea r ed   w h e n   t h er is   u n b ala n ce   d u to   f ir i n g   an g le s   an d   m ag n it u d o f   3 rd   h ar m o n ic  is   m o r as  co m p ar ed   to   th 5 th   h ar m o n ic  m ag n itu d e.   T h is   w o r k   i s   u s ef u to   d esig n   t h f ilter s   to   m iti g ate  t h h ar m o n ics  u n d er   d if f er e n o p er atin g   co n d itio n s .   Stead y   s tate  h a r m o n ic  a n al y s is   is   ca r r ied   o u in   th is   p ap er .   Fu t u r s co p o f   th i s   w o r k   is   to   d eter m i n h ar m o n ics o f   g i v e n   s y s te m   u n d er   tr an s ien t c o n d itio n s .       RE F E R E NC E S     [1 ]   Nik it a   Ra m e sh   Ka la s k a r   a n d   Ra jes h   Ho lm u k h e   Re p o rt  o n   P o w e Co m p e n sa ti o n   a n d   T o tal  Ha r m o n ic  Disto rt i o n   L e v e A n a l y sis ,"   In tern a ti o n a Jo u rn a o f   El e c tri c a a n d   Co m p u ter  En g in e e rin g   (IJECE)  V o l .   6 ,   No .   6 ,     p p .   2 5 7 7 - 2 5 8 0 , De c e m b e 2 0 1 6 .   [2 ]   M. C aix b an d   R a m ir ez   "   A   f r e q u e n c y   d o m a in   e q u iv a len b a se d   ap p r o ac h   to   co m p u te  p er io d ic  s tead y   s tate  o f   elec tr ical  n et w o r k s   E lectr i ca l p o w er   s y te m   R esear ch   v o l. 1 2 5 ,   p p . 1 0 0 - 1 0 8 ,   A u g u s t 2 0 1 5 .   [3 ]   A .   Me d i n a,   J .   Seg u n d o - R a m i r ez ,   P .   R ib eir o ,   W .   Xu ,   K. L .   L ia n ,   G. W .   C h a n g ,   V.   Din a v ah i,a n d   N. R .   W atso n   „„ Har m o n ic   An al y s i s   in   Fre q u en c y   an d   T i m e   Do m ain   I E E E   T ask   Fo r ce   o n   Har m o n ic s   Mo d ellin g   a n d   s i m u latio n   I E E E   T r an s ac tio n s   o n   P o w e r   Deliv er y . ,   v o l.2 8 ,   n o . 3,   p p . 1 8 1 3 - 1 8 2 1 ,     J u l y   2 0 1 3 .   [4 ]   A .   K.   Go s w a m i,  C .   P .   Gu p ta,   an d   G.   K.   Si n g h ,   C o s t - b e n e fit  an al y s i s   o f   v o ltag e   s a g   m iti g atio n   m e th o d s   in   ce m en t   p lan t s , ”  in   P r o c.   o f   1 6 th   I n ter n atio n al  C o n f er e n ce   o n   Har m o n ic s   a n d   Qu alit y   o f     P o w er - I C HQP   2 0 1 4 ,   B u ch ar est,  Ma y   2 0 1 4 ,   p p .   8 6 6     8 7 0 .   [5 ]   A .   K.  G o s wa m i,   C.   P .   G u p ta,  a n d   G .   K.  S in g h ,   C o st - b e n e a n a ly sis  o f   v o lt a g e   sa g   m it ig a ti o n   m e t h o d s   in   c e m e n t   p lan ts,   in   P ro c .   o f   1 6 th   I n tern a ti o n a Co n f e re n c e   o n   Ha r m o n ics   a n d   Qu a li ty   o f   P o w e -   ICHQ P   2 0 1 4 ,   Bu c h a re st,   M a y   2 0 1 4 ,   p p .   8 6 6     8 7 0 .   [6 ]   M.   Ma d r ig al  a n d   J .   J .   R ico   „„ Op er atio n al   Ma tr ices   f o r   t h e   A n al y s is   o f   P er io d ic  D y n a m ic  S y s te m s ‟‟  I E E E   T r an s ac tio n s   o n   P o w er   S y s te m s ,   v o l.1 9 ,   n o . 3,   p p .   1 6 9 3 - 1695 ,   A u g u s t 2 0 0 4 .   [7 ]   JJ   Rico , A c h a ,   T JE  M il lerRic o „„Ha r m o n ic  Do m a in   M o d e ll in g   o f   T h re e   T h y risto r - Co n tro ll e d   Re a c to rs  b y   M e a n o f   s w it c h in g   V e c to rs  a n d   Disc re te  Co n v o lu ti o n ‟‟ IEE E   T ra n sa c ti o n o n   P o w e De li v e r y ,   V o l.   1 1 ,   No .   3 ,     Ju ly   1 9 9 6 .                 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 h a r m o n i c   o r d e r m a g n i t u d e     R   p h a s e Y   p h a s e B   P h a s e Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 9 - 4856   IJ RA    Vo l.  7 ,   No .   1 ,     Ma r ch   2 0 1 8   :   67     76   76   B I O G RAP H I E S   O F   AUTH O RS            B. JA Y A B ABU   re c e i v e d   h is  B. T ECH.   d e g re e   in   El e c tri c a a n d   El e c tro n ics   En g in e e rin g   i n   2 0 0 1   f ro m   Na g a rju n a   Un iv e rsity , G u n tu r,   I n d ia   a n d   M . T e c h   d e g re e   f ro m   NIT   Ca li c u t,   In d ia  i n   2 0 0 3 . His f ield s o f   in tere sts a re   F l e x ib le A c   tran s m is si o n   sy ste m s ,   p o w e q u a li ty .                 Y.P . Ob u les u   re c e iv e d   h is  B. E.   d e g re e   in   El e c tri c a a n d   El e c tro n i c En g in e e rin g   in   1 9 9 5   f ro m   A n d h ra   Un iv e rsit y ,   In d ia,  M . T e c h   d e g re e   f ro m   In d ian   In stit u te  o f   T e c h n o lo g y ,   Kh a rg a p u r,   In d ia   in   1 9 9 8   a n d   P h f ro m   Ja wa h a rlal  Ne h ru   T e c h n o l o g ica Un iv e rsit y ,   H y d e ra b a d ,   In d ia  i n   2 0 0 6 . . His   f ield s o f   in tere sts a re   P o w e e lec tro n ics   a n d   d riv e s,  e n e r g y   s y ste m s an d   a c ti v e   f il ters .               Ch .   S a i   Ba b u   re c e iv e d   th e   B. f ro m   A n d h ra   Un iv e rsi t y   (El e c tri c a &   El e c tro n ics   En g in e e ri n g ),   M . T e c h   in   El e c tri c a M a c h in e s   a n d   In d u str ial  Driv e f ro m   R EC,   W a ra n g a a n d   P h in   Re li a b il it y   S tu d ies   o f   HV DC  Co n v e rters   f ro m   J NTU,  H y d e ra b a d .   He   is   w o rk in g   a a   P ro f e ss o in   De p t .   o f   EE i n   JN T UCEK,  Ka k in a d a .   He   h a p u b li sh e d   se v e ra p a p e rs  in   Na ti o n a l   a n d   In tern a ti o n a Jo u rn a ls   a n d   Co n f e re n c e s.  His  a re a   o f   in tere st  is  P o w e El e c tro n ics   a n d   Dr iv e s,  P o w e S y ste m   Re li a b il it y ,   HV DC  Co n v e rter  Re li a b il it y ,   Op ti m i z a ti o n   o f   El e c tri c a S y ste m a n d   Re a T i m e   En e rg y   M a n a g e m e n t.                 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.