Indonesian J ournal of Ele c trical Engin eering and  Computer Sci e nce   Vol. 1, No. 3,  March 20 16, pp. 501 ~ 5 1 1   DOI: 10.115 9 1 /ijeecs.v1.i3.pp50 1-5 1 1        501     Re cei v ed  No vem ber 2 7 , 2015; Re vi sed  Febr uary 14,  2016; Accept ed Feb r ua ry  24, 2016   Analysis of AC-AC Converter Based Dynamic V o ltage  Restorer for Maintaining Power Quality in the  Transmission L i ne      Tamilv anan G*, Mahendr an S   Dep a rtment of EEE, K.S. Rangasam y  C o ll eg e of  T e chnol og y ,  T i rucheng od e -637 21 5,  T a mil Nadu, India   e-mail: vrgtami l v ana n@gm ail. com      A b st r a ct   In the pow er s ystem th e maj o r issu e is to  mainta in  the  pow er qu ality. T he  term of p o w e r  qua lity is   to ma inta in the  disturb ance  le ss voltag e to the p o w e r system. The v o lta g e  distur banc e  ma inly c aus ed  by   voltag e sag, vo ltage sw ell a n d  harmonics pr e s ented i n  t he system. If the s ystem volta ge i s  goin g  bel ow  to   the no mina l vol t age, then  it is  calle d  as v o lta ge sa g. T hese  pow er qu ality  ( P Q) events typ i cally  last for le ss   than  one  sec o nd. If the syst em volta g e  is  goi ng  ab ove th e n o min a l v o lt age, th ere  it is  call ed  as v o lt age   sw ell. T he AC -AC converter  base d  DVR i s  propos ed.  It can pro perly  compe n sate fo r unli m ited ti m e   durati on, b a la n c ed, an d as  w e ll  as u nba la n c ed vo ltag e sa g by o b serv ing  the p o w e r from th e gri d . T h e   puls e  w i dth modu latio n  tech niq ue is use d  to triggerin g the sw itches. Only by the si mp le Bi directi o nal   sw itches w e re used for ge ner ate the co mp e n satio n  volta g e .      Ke y w ords :  vol t age sag, vo lta ge sw ell, AC-A C converters       1. Introduc tion   Powe r quality  is an issu e that is be comi ng gr adu ally importa nt to electri c ity con s umers  at entire  leve ls of  usage.  Powe r el ectronic equi pme n t and  non -li near loa d s are very  sen s iti v e  and the s e  a r e wi dely u s ed in in du strial, comm ercial and  dom estic  appli c at ions l eadi ng  to   distortio n  in   voltage a n d  cu rrent  wa veforms.  In   mode rn fully  automate d   electri c al  po wer  system s, ele c tri c ity is pro duced at ge neratin g stati ons, tran smit ted throug h a high voltage  station, and fi nally it can di stri bute d  to consume r s. Th e rapidly in creasi ng po we r demand i s  al so   lead s incre a s e the el ectric po we r sy stem s.  It has develo ped  extensively durin g the  20th  centu r y.Since  voltage sag  can h app en  even due to  a re mote faul t in a system, it is more often  than an i n terruption a nd  ca n occu r 2 0–e ach i n  an i n d u stry [17]. 30  times p e r ye ar  with a typi cal  co st of U.S.$  50 0 00 T h e r efore,  voltag e sa g i s  a  seriou s  po wer-quality (P Q) pro b lem to  be  addresse d. Voltage di stur b ances li ke vol t age sa g and  swell ar e the most commo n power q uali t y  (PQ) proble m  in i ndu stri al di st ributio n  syste m s an d ha rmo n ics,   unb alan ce s,  and  flicke rs [11]  also the maj o r consi d e r at ion whil e ma intaining the  powe r  Quali t y. These di sturb a n c e s  can  cau s e   the breakdo wn of voltage-se n s i t ive load s in   factorie s,  buil d ing s , an d h o spital s [6]  a n d   sever p r o c e s s di sruption s   resulting i n   consi der able  commercial  an d/or d a ta lo sse s  [7]. Volta ge  sag i s  a tempora r y decre ase in the RMS AC voltage (1p u–9 pu of the nomin al voltage) at  the   power frequ e n cy of du rati on from  0.5  cycle s   to a f e w  se con d s  [8]. The INF L UX of digit a l  electroni cs fo r cal c ul ating  and control Applicat io ns  has p r e pared  quality power an in evitable   requi rem ent. A major  data  centre repo rts that  a inte rruption  can  co st abo ut U.S.$ 600  000 [1 7].   No w a day s  the voltage  maintaine d  b y  using by  t he axillary e nergy  sup port conn ecte d with  power el ect r o n ics switche s  the device a r e n a med  as Dynami c  Vol t age Resto r e r  (DVR) Th e  A  dynamic volt age re storer  (DV R ) is  con necte d wi th the sires to the cu stom p o we r device to   mitigate voltage sa gs. Th e injecte d  voltage is ge ne rated eithe r   by a voltage-sou r ce invert er  su staine d by  energy sto r ag e or conventi onally by a n   AC-DC-AC   converte r. The  re sent ye ars  the  mitigation of voltage level can a r chived  by dire ct co n v erter it can  eliminating th e set of dc li nk.   Energy  stora ge ma ke s the  DVR  unit  lar ger i n  si ze  an d v e ry  c o st lie r.  A l so,  t he  d c  lin k imp o s e s a  limit on co mpen sation  cap ability of the DV R i n  terms of  magnitude  and duration of  comp en satio n  (4) Prelimi nary  re sea r ch on  the  ne w family of  DV Rs that  elimi nates the  dc  link   dates b a ck to  1996 [9]. On ly sparse d e velopme n ts  in  the topology  are r epo rted i n  the literatu r e   [10]–[12], until prog resse s  i n  semi con d u c tor technol o g y. The growt h  of bidire ctio nal switche s , in   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                             ISSN: 25 02-4 752                   IJEECS  Vol.  1, No. 3, March 20 16 :  501 – 511   502 turn, augm en ted the gro w th of a new ra nge of dire ct  conve r ters, such a s   matrix  converte rs a nd  Z-source  co nverters.  T h e  matrix co n v erter ha s p a rticul arly fo und  appli c ati ons in th e  DVR  topologi es [1 3]. In [13], a  co mbinatio n  of a  matrix  co nverte r a nd a  flywhe e l  to formi ng  the       energy  stora ge, is a c tive t o  mitigate  sa g with  bidi re ctional p o wer flow, b u t the  i n cid e n c e  of t h e   flywheel a gai n limits the  compen satio n   cap ability.   Vector ba sed switchi ng conv erters (VeSCs)  [14], based  o n  matrix  switching, a r e  u s e d  to inj e ct  the  re quired  po si tive- an d n e g a tive-se que n c e   comp one nts  to com pen sa te for b a lan c ed an d u nba lanced voltag e sags.  Tho ugh the  cont rol   looks ea sy, it includ es 1 0  tran sform e rs  and 18 bi dire ctional swit ch es.in  [15-20] the AC cho p per  is used to p r odu ce the  co ntrolled A C  voltage an d  it is agai n in cre a se d by tran sformer th en t hat  voltage is ad ded with  syst em voltage for the s ag co mpen sation. Whe n   com p a r ing  conventi onal  DVR with A C -AC converte r based DV R  it require s le ss com pon ent s for getting voltage from t h e   sag. The   con v entional DV R requi re s  th ree   sta ges  of  co nversion  li ke A C -DC-A C   so th at the s e  type of DVR requi re s both  rectifie r a nd inverter  set a nd it also ne ed a DC link,  and in AC-A C  conve r ter b a sed com pen sa tor can  elim in ate the all ab ove the probl ems.     1.1. Po w e r  Q u alit y  Distur bance s   There i s  a  wide vari ety of po wer qu ality distu r ban ce s  com pen sat e d   whic h affec t   the  perfo rman ce  of cu stome r   equipm ent. T he mo st co m m on of the s e  are b r iefly d e scrib ed in t h is   se ction of the  chapte r .     1.1.1. Voltage Sag  A  voltage sag   or  voltage di p is a sh ort d u ration  red u ction in RMS  voltage  which can b e   prod uced by a sho r t circuit ,  overload o r  starti ng of ele c tri c  motors. A  voltage sag   happe ns  wh en   the RMS  volt age  re du ce s  betwe en  10 a nd 9 0  pe rcen t of ratted vol t age  for o n e - half cy cle to   one  minute.    1.1.2. Interru ption   Interru ption i s  defin ed a s   a red u ctio n o f  0.9 pu in v o ltage ma gnit ude for a pe riod le ss  than o n e  min u te. An inte rruption i s  co n s ide r ed  by th e du ratio n  a s  the m agnitu d e  is mo re  o r  l e ss  con s tant. An i n terruption mi ght follow volt age  sag if  the  sag i s  p r od u c ed  by a fault on the  sou r ce  system. Du ri ng the time required for the prote c tion  system to operate, the system see s  the   effect of the  fault as  sa g. Follo wing  ci rcuit  brea ker ope ration, t he  system  g e ts i s olated   and   interruption o c curs.      1.1.3 .  Transi ent ov er Voltages, S w e lls                   Overvoltage  i s   a n   incre a se   of  Root  Mean   S quare  (RMS )  voltage  mag n itude  fo r  l o n ger  than one min u te. Typically the voltage magnitud e  is   1-1.2 pu a n d  is cau s e d  by switching off  a   large  load  fro m  the sy ste m , energizi ng  a capa ci tor  ban k, poo r ta p setting s  on  the tran sfo r mer  and inad equ a t e voltage re gulation. Ove r  voltages  ca n cau s e eq ui pment ha rm Powe r Qualit y  A  swell is typi cally of a mag n itude b e twe en 1.1 a nd 1. 8 pu a nd i s  u s ually a s so ci ated with  sin g le  line to grou nd  faults whe r e  voltages of n on-faulte d ph ase s  ri se.     1.1.4. Voltage Imbalance   This type  of power  quali t y disturb a n c e is   cau s e d  by uneq ual  distri bution  of load s  among st th e  three  ph ase s . At three - ph ase  di stribut i on level,  un symmetrical  lo ads at in du strial   units and tra n sp osed line s  ca n re sult in volt age imbalan ce. Voltage imbal an ce is of extreme  importa nce for thre e-p h a s e equipm ent su ch a s  tran sformers, mot o rs a nd rectif iers, for  whi c h it  results i n  ove r heatin g du e  to a high  ne g a tive seq uen ce  cu rre nt flo w ing i n to the  equipm ent. T h e   asymmet r y can al so  have  an  adverse   effect on  the  perfo rman ce   of co nverte rs, as it  re sult s in  the prod uctio n  of harmo nic.    1.1.5. Cause s  of Voltage  Sag and Voltage S w e ll  Voltage sa g is ca used by swit ch on the  higher ratting of loads an d it also cau s ed by   whe n  the  sh ort ci rcuit fau l t accru e s i n   the syst e m . On that  situa t ion the ta ke n from th e p o we r  system i s  three or mo re ti mes of no rm al cu rre nt. So that the corresp ondi ng vo ltage will be g o ing   to drop at sm all interval of time this term  is  calle d as v o ltage sag or  voltage dip. T he voltage sa g   is one of the  signifi cant problem s in po wer  sy stem.  Voltage swell s  and ove r  voltage s are  most  often ca used  by a sudd e n  de crea se i n  load  on a   circuit  with a  poo r or a d a mage d voltage  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJEECS   ISSN:  2502-4 752     Analysis of A C -A C Co nverter Base d Dynam ic Voltag e Re store r  for …   (Tam ilva n an G)  503 regul ator, tho ugh they may  also  be a  re sult of  a dama ged o r  a lo ose neutral con nectio n . It leads  to unne ce ssa r y power l o sses, lo weri ng  of the po wer  f a ctor of the  supply an d re d u cin g  efficie n cy.  More over, these flu c tuatio ns may sig n ificantly impa ct the powe r  q uality as well  as the reli abil i ty  of voltage co ntrolling d e vices.     1.1.6. Effec t s  of Voltage S a g and S w e l l    Due to voltag e sa g and  swell, variou s e x pensiv e el ectrical e quipm ent is in sufferable to   su ch flu c tuati ons  may get  sub s tantially  dama ged.  A t  the dist ribu tion level, th e voltage  sa gs  occur when  a  sh ort  circuit f ault takes pla c e  on  a p a ral l el feed er  an d swell  is o c cur  whe n   swit ch   on the  ca pa ci tive load. In a ddition,  the  sag de pth d e p end s on  the d i stan ce from t he fault lo cati on   and im ped an ce  profile  of t he  system ,  A m ong th ese, two  po wer qu ality probl em s  su ch  as voltage   sag  and volt age  swell ha ve been id en tified a major con c e r n to t he custom ers. The voltag e  sag/ swell h a s majo r influ e n c e  on th e p e rforman c e   of t he mi croprocessor ba se d l oad s a s   well   as  the sen s itive load s. So that faults sho u ld  be av oid to maintainin g the po wer q u a lity. The dynamic  voltage re storer is on e of most relia ble d e vi ce to co ntrol the probl e m  of voltage sag.     1.1.7. D y namic Voltage Restor er   The Dynami c   Voltage Re st ore r s  (DVR) and Un i n terru p ted Po we r S upply  system s  (UPS)  have be en  d e velope d du ring la st two   decade s a n d  they are  ca pable to  com pen sate volta g e   harm oni cs, sags and swells  mai n taini ng  a clea n  regulate d  voltage at  criti c al load s d u ri ng   enou gh pe rio d  of time. N e verthele s s, they  depend  on device s  to store en ergy, like large  cap a cito rs o r   batterie s   ban k. Th e  rated   power ope rati on i s   a fun c ti on of  the  si ze  and   capa city  of  these devi c es; if the  power i s  in creased, the  si ze  of these de vices will  increase. The  dynamic  voltage resto r er i s   used t o  co mpe n sate voltage  i n  the tra n smi s si on line. T he  DVR i s  u s e d  to  sup p ly or su p p re ss voltag e  to transmi ssi on line for co mpen sation.    DVRs can b e  cla ssifie d  into two majo r gro u p s  with  respe c t to the so urce of  energy   employed  for com pen sati on. The  con v entional   DV R  with AC/ DC/AC conv erter or DC/ A C   conve r ter, wh ich re quires  energy stora ge eleme n ts ,  such a s  batt e ry or ca pa ci tor ban ks. Th ese  DVRs  suffer  from di sa dva n tage s, such  as limited  time of  com p e n satio n , hig h  co st, an d l a rge   energy stora ge devices.  The second  grou p of DV Rs i s  re alize d  without a  DC lin k u s ing  dire ct  AC/AC  conve r ters. In a  direct  conve r ter-based  DV R  with a  boo sti ng tra n sfo r m e r  ratio  of 1:1  wa s  pre s ente d  in whi c h, five bidire ctional  switch e s  are u s ed alon g with  the serie s  tra n sformer.        2.  Proposed AC-AC  Conv erter Bas e d Ne w  DVR  To polog y           Figure 1. Block di agram of   AC-AC  conv erter b a sed DVR      In the new p r opo se d DV R topology  mainly co n s i s ts of dire ct conve r ter  co upled with  cente r  tapp e d  tran sform e r. The cente r-t appe d se rie s  transfo rme r   i s   co nne cted betwe en  the grid   and A C -A C  converte r (Fig ure  1). T he tu rns ratio of  ce nter-ta ppe d transfo rme r  i s   1:1. So that t he  indu ced  volta ge at th e  se con dary  exa c tly equ al to  prim ary. L C  filter i s  u s e d  to  red u ce  the   harm oni cs to  the sy stem. T he di re ct con v erter ta ke s t he p o wer  re q u ired  for com pen sation  fro m   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                             ISSN: 25 02-4 752                   IJEECS  Vol.  1, No. 3, March 20 16 :  501 – 511   504 the gri d . The  switchin g p u l se s of the  converte r a r e  given by o r di nary p u lse wi dth mod u lati on  techni que s. Each o ne of th e pha se is h a v e three AC– A C co nverte rs and that A C -A C co nvert e r   formed by th e bidire ction a l  switche s . The se co nda ry of +serie s  transfo rme r  p r odu ce the t w o   different level s  of voltages      3. Sag and Sw e ll Compe n sation   The left si de  end  windi ng  output voltag e will b e  in  p hase with th e  grid volta ge  and the  right en d win d ing outp u t voltage will  be  out of pha se  with the gri d  voltage for t he re ason of  get  prop er inje cti ng voltage to the sou r ce. In the pr opo se d topology, Sa1 is the switch conne cted  in   one termi nal  of the cente r -tapped  seri es transfo rme r  for pha se ‘ R ’. Whe n  switch  Sa1 is clo s e d ,   the output vo ltage of the  center  ta ppe d  seri es tran sfo r mer will  be i n  pha se  with  the ph ase ‘ R ’  voltage. Sa2  is the switch conn ecte d in the  oth e r termi nal  of the cente r-tap ped  se ri es  trans former.   Hen c e,  whe n  the switch S a2 is  clo s e d , the  output v o ltage of the  cente r-ta ppe d se rie s   Tran sfo r mer  will be out of pha se with th e pha se  ‘R’ voltage. Sa3 is the  switch co nne cted  a c ro ss  the center-ta pped  serie s  t r an sform e r.  Whe n  the   ph ase  ‘R’ volta g e  is at the  ba lanced  con d ition,  swit ch Sa3 i s  in clo s ed  co ndition to sho r ten the p r im ary sid e  of th e se rie s  tran sformer. If pha se   ‘R’ ha s  sag,  then the  switch es S a1’  and Sg 3  a r e alternatively switched t o  gen erate  the  comp en satin g  voltage till t he voltag e ge tting bala n ce   whi c h i s  in  ph ase  with  the  grid volta ge,  as  sho w n in Fig u re s 2 and 3.         Figure 2. Sag compe n satio n           Figure 3. Dire ct conve r ter  model                     (1)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJEECS   ISSN:  2502-4 752     Analysis of A C -A C Co nverter Base d Dynam ic Voltag e Re store r  for …   (Tam ilva n an G)  505        In equation  (1, 2, 3), l, g, and con  sub s cripts  are u s ed fo r the load, grid, and  comp en satin g  mea s ures,  respe c tively. The se con d  sub s cri p t refers to the  corre s po ndi ng  pha se s. Assuming  sinu so idal waveforms a nd  con s iderin g on  p hase ‘a’, the  voltages  ca n be  expre s sed a s  follows:         ѡ        ѡ and        ѡ Ø   (2)     In the equatio ns the p e a k  value s  of load,  grid,  an d inje cted voltag es are give n, the value of  Ø  is  0 for sa g com pen sation.   If swell i s  fo und, then  switche s  Sa2 a nd S a3  a r e alternatively swit che d   to balan cing  voltage i s  a d ded  or re du ced to  the  grid  thro ugh   the  cente r  ta ppe d seri es tran sformer a c cording   to the voltage  oscillation p r odu ced in th e  transmi ssio n  line by the di fferent type o f  miss b ehavi o r   in the line.  The ea ch  of the co nvert e r ha s  singl e  MOSFET a nd four  diod es. Th e switche s  a r e   controlled  by  a pul se  wi dth mod u lation  (PWM ) te ch nique.  Con s i derin g Fig u re  1, the follo wing  equatio n ca n be obtain ed:     vr  =  vG r  +  vGr  comp  vy =  vGy+  vGy c o mp  vb =  vGb +  Vb c o mp  (3)     In the three e quation, Vr, Vy, Vb are the out put load v o ltage s for th e three p h a s es VGr,  VGy, VGb are the g r id volt age of  ea ch  pha se s an d  Vr co mp, Vy comp, Vb  co mp compe n sating  quantitie s. All the voltages are only refe rred a s   a sin u s oid a l quantiti e s. So the ab ove equation  is   written like be low; pea k val ue of the Loa d voltages ex pre s sed a s ;    vr  =  v r  s i n( ω t)  vy =  vy  s i n( ω t)  vb =  vb s i n( ω t)  (4)     The pea k val ue of the grid  voltage ca n b e  expre s sed  as    v L r = VLr  sin( ω t)  vLy =  VLy s i n( ω t)  vLb = VLb sin ( ω t)  (5)     And the pea k value of the comp en satin g  voltage ca n  be expre s se d as    v r  comp  = V r  comp  sin ( ω t +   ∅ )  vy c o mp = vy c o mp  s i n( ω t +   ∅ )  V b  comp = v y  comp  sin ( ω t +   ∅ )  (6)     ∅  is the pha se angle of th e injecte d  voltage and  ∅  i s  minimum value for sa g an d the maximu m  value for swel l.      4. Contr o l Procedur e   Single-pha se  d-q theo ry is used to qu a n tify  the volta ge sa g and  swell in ea ch  pha se.  The g r id volt age i s  me asured  by u s in g a p o tential  transfo rme r .  This m e a s u r ed g r id volta ge is  given a s  inp u t  to the analo g  to digital  co nverte r  (ADC) of the mi cro c ontrolle r. Th e ADC  output  is   expre s sed i n   two form s. O ne form  is th e  true o u tput  a s  in  normal. T he othe r o u tp ut is d e layed  by  5ms (or 90 °),  as sho w n in  Figure 4.      Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                             ISSN: 25 02-4 752                   IJEECS  Vol.  1, No. 3, March 20 16 :  501 – 511   506     Figure 4.  Firing circuit       4.1. Voltage Sag and S w ell Mitigation      In orde r to mitigate the voltage sa g, it is ne ce ssary to inject volta ge in pha se  with the  grid voltage.  The two diff erent p o larity  volt ages a r e taken from  cente r- tap p ed tran sform e r .     Such that one will  be in phas e and the other end  out put of the transformer  will  be out of  phase  with the  gri d   voltage. The r efore, th e  swi t che s  t hat  co rrespon d to  sy nthesi s  volta g e  in  pha se  wi th   the g r id volta ge a r e  cho s e n . He nce, if  voltage  sa g   occurre d  in  p hase ‘a’  then  the bi directi onal  swit che s  Saa’  and Sga will  be altern at ively modulated  to mitigate the sag.    A detailed blo ck dia g ram for swit chin g pu lse  gen eratio n to mitigate  voltage sag i s  shown   in Figu re. Th e pea k val u e  of grid  volta ge Ug max i s  alre ady com puted from  si ngle-pha se  d - q   transfo rm.  U  referen c e i s  the pe ak val u e of the ra ted  voltage, whi c h is a  user  sp ecified  co nst ant  value set in  the micro c o n trolle r p r og ram. The  differen c e  between the  refe ren c e voltag e U  referen c e a n d  pea k valu e  of the gri d  vol t age Ugma x  provide s  the   amount  of voltage sag o r   swell  in the grid.       5. Simulation of Propose d  AC –  AC  Conv erter Bas e d DVR              The MATLAB /SIMULINK software  wa s use d  for sim u lation. Thre e pha se RL l oad were  con n e c ted to  the line s . Th e  de sire d termi nal voltage  was  set at  70  V rms (1  p.u ) , 50  Hz.  The  L C   filter is u s ed  redu ce  ha rmo n ics p r o d u c e d  in  t he  syste m . The  L val u e is fixed  at 1 . 732 mil e   He nry  and th e  cap a c itor value  is  fixed as 15   mile Fa rad.  T he a b ility of the  DVR to m i tigate bal an ced   voltage  sag   of 50% i n  all  the  pha se s.  It ca n al so  comp en sate  the  voltage  swell at  u n limi t e d   quantity.    5.1. Unbalan ced Voltag e (Voltag e  Sag )  and th eir Corresp ondin g  Curre nt  The u nbala n ced voltage  sa g and th eir  co rre sp ondi ng  current  is sh o w n  in Figu re 5.  From   the ab ove fig u re th e  sag  i s  p r od uced f r om 0.1  se c. and  th e corre s po ndin g  current  al so sh o w n.  In the X axis  the time is  n o ted an d in t he axis  volta ge an d curre n t is n o ted. T he voltage  sa g is  prod uced du e to any kind  of short ci rcuit or  switchi ng on the m o tor load s. In  above figure  the  voltage level is red u ci ng int o  0.8 pu valu e of the norm a l system volt age.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJEECS   ISSN:  2502-4 752     Analysis of A C -A C Co nverter Base d Dynam ic Voltag e Re store r  for …   (Tam ilva n an G)  507     Figure 5. Unb a lan c ed volta ges (volta ge  sag )  and thei r corre s po ndin g  curre n t      5.2. Compen sating Volta g e of DV R While Producing Sag  The figure 6 sho w s the DVR inje cting vo ltage  while the  prod uci ng sag in the  transmissio n  line. In th e ti me of volta g e  sag  the vol t age  red u ced  from  the  no minal voltag e .  So   the voltage in jected fro m  the DVR is in  p hase with the  system volta ge.          Figure 6. Co mpen sating v o ltage of DV R whil e pro d u c ing  sag       At normal tim e  he inje cting  voltage of the DV R i s  zero at faulted condition the  AC-AC  conve r ter is t r igge re d by the cont rol ci rcuit  then it is going to co ndu ct until the voltage gets  comp en sat e d .   Compen sati ng voltage of DVR while p r odu cing  sag i s  sh own in Figure 6.      5.3. Compen sate d  Voltag e  The co mpe n s ated voltag e ,  after produ cing sa g is sh own in Fig u re 7. After the time o f   0.1se c  comp ensating voltage is p r od uced by the  DVR. Then that in pha se voltage is add ed  with   uncompe nsated voltage so that the vo ltage level  ca n get regulat ed. The reg u l ated voltage  is   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                             ISSN: 25 02-4 752                   IJEECS  Vol.  1, No. 3, March 20 16 :  501 – 511   508 contin uou sly prod uced unt il the compe n sate d leve l is rea c h ed. F r om the prop ose d  DVR  can  mitigate the 50% of swell.           Figure 7. Co mpen sated v o ltage s      5.4. Compari s on of Balan ced and  Unb a lanced Voltages     The com p a r i s on of un co mpen sated v o ltage wi th th e comp en sat ed voltage is shown in   Figure 8. F r om that figu re the in put side t he  sa g i s  ap pea re d  until 0.1  se c and th e sa g is   contin ued a s  unlimited time perio d. The  next wa veform sh ows the comp en sat ed voltage. The  sag  can b e  el iminated com p letely from 0 . 12 se c.          Figure 8. Co mpari s o n s of  bal an ce d and  unbala n ced  voltages      5.5. Unbalan ced Voltag e (Voltag e  S w ell) and their  Corres pond ing Curren t     The  figu re 9 sho w s  the un balan ce d  voltage sou r ce. The  voltag e swell  is prod uce d   du e   to any ki nd of  sud den  op en  circuit a nd  al so d ue to  discon ne ct the h i gher ratted  l oad s. Fro m  t h e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJEECS   ISSN:  2502-4 752     Analysis of A C -A C Co nverter Base d Dynam ic Voltag e Re store r  for …   (Tam ilva n an G)  509 above figu re  the sa g i s  p r odu ced f r om  0.1 se c.  a nd  the co rrespo nding  cu rrent  also  sho w n.  In   the X axis the time is note d  and in Y th e axis  voltag e and  current  is noted. Th e voltage swell is  prod uced  du e to di scon ne ct the  load   su ddenly  or swi t ching  on  the   cap a cito r b a n ks.  The  volta g e   level is rai s in g into 1.2 pu value of the normal  system  voltage is sh own in Fig u re  6.5.          Figure 9. Unb a lan c ed volta ge (voltage  swell) a nd corresp ondi ng cu rre nt      5.6 Compen sating Volta g e of DV R While Producing S w ell   The  Comp en sating volta g e  of DV R  whi l e the time  of prod uci ng swell  is sh own  i n   Figu re   10. That time  the DVR p r o duces the vol t age in  the o u t of phase to the system  voltage. It will be  subtracte d  to  the sou r ce voltage. The  DVR p r od uces compe n sa ting voltage until the swel l is   comp en sated .  At normal ti me the inj e cti ng voltage  of  the DV R i s   zero at faulte d co ndition t he  AC-AC conv erter is trigg e r ed  by the  co ntrol  circui t t hen it i s  g o in g to  con duct  until the volta ge  gets compe n s ated.           Figure 10. Co mpen sating v o ltage of  DV R whil e pro d u c ing  swell     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                             ISSN: 25 02-4 752                   IJEECS  Vol.  1, No. 3, March 20 16 :  501 – 511   510 5.7. Compen sate d  Voltag e  The com pen sated  voltag e,  after pro d u c i ng swe lls is shown in  Figu re 1 1 . After t he time   of 0.1se c  co mpen sating v o ltage is p r od uce d  by the DVR.           Figure 11. Co mpen sated v o ltage s      Then that ph ase  shifted voltage is a d d ed wi th un co mpen sated v o ltage, so th at the  voltage level  can get re gulated. Th e  regulat ed  voltage is  co ntinuou sly produ ced u n til the   comp en sated  level is re ached. Fro m  th e pro p o s ed  DVR  can miti gate the unli m ited qua ntity of  swell. The re gulated volta ge is continu ously pr odu ced until the compen sate d level is rea c h ed.   From the p r o posed DV R can mitigate  the unlimited q uantity of swe ll.    5.8. Compari s on of Balan ced and  Unb a lanced Voltages    The  com pari s on  of u n co mpen sated  voltage  with th e compe n sated voltag e i s  sh own in   Figure 12. From the propo sed  DV R the  input sid e  th e swell is a p peared fro m  0.1 se c an d the   swell is  cont inued a s  u n l i mited time perio d. The  next waveform sho w s th e com pen sat ed  voltage.          Figure 12. Co mpari s o n s of  bal an ce d and  unbala n ced  voltages  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.