IEEE PES General Meeting, Tampa FL
June 24-28, 2007
Conferência Brasileira de Qualidade de Energia
Santos, São Paulo, Agosto 5-8, 2007
Chapter 9Chapter 9
Case StudiesCase Studies
Contributors: J. Wikston, E. Gunther, and M. Grady
Tutorial on Harmonics Modeling and Simulation
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Case 1Case 1
Simulation of the potential harmonic impacts
caused by DC motor drives of ski lifts in a
ski area
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Single Line DiagramSingle Line Diagram
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ScenariosScenarios
• Scenario SKIA. No Corrections.
• Scenario SKIB. 30° phase shifting transformers
added at Apollo and BigBoss ASDs.
• Scenario SKIC. Case SKIB, plus 1800 kVAr of
filters.
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SKIA, Voltage Waveform and Spectrum at SKIA, Voltage Waveform and Spectrum at
Bus #1, Substation kV (Bus #1, Substation kV (THDTHDVV = %) = %)
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SKIB, Voltage Waveform and Spectrum at SKIB, Voltage Waveform and Spectrum at
Bus #6, Base (Bus #6, Base (THDTHDVV = %) = %)
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SKIC, Voltage Waveform and Spectrum SKIC, Voltage Waveform and Spectrum
at Bus #6, Base (at Bus #6, Base (THDTHDVV = %) = %)
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Case 2Case 2
Harmonics and interharmonics, the filter design,
and design verification measurements
associated with an industrial load
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IntroductionIntroduction
• The load and compensation
• Measurements
• Filter design
• Performance measurements
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Load and CompensationLoad and Compensation
• 6 pulse load
• Characteristic harmonic orders are n*p +/- 1
• Initial design 5th and 7th on MV bus
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Measurements - Voltage DistortionMeasurements - Voltage Distortion
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Measurements – 200 ms windowMeasurements – 200 ms window
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Measurements - InterharmonicsMeasurements - Interharmonics
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Filter DesignFilter Design
• Type of filter
• Location of filter
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Filter TypesFilter Types
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Filter LocationFilter Location
• Utility bus
• Secondary of customers step-down
• Fault level reduced to ½
• Utility bus impedance 100% variation
• Secondary of customer step-down 50%
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Performance MeasurementsPerformance Measurements
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Case 3Case 3
Analysis of harmonic impacts of variable
frequency drives to the system
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SuperHarm model one-line diagramSuperHarm model one-line diagram
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Predicted voltage waveform distortion without filters Predicted voltage waveform distortion without filters
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Predicted voltage waveform distortion at Bus Predicted voltage waveform distortion at Bus
I with power factor correction capacitors I with power factor correction capacitors
