I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m pu t er   E ng ineering   ( I J E CE )   Vo l.   15 ,   No .   3 J u n e   20 25 ,   p p .   2567 ~ 2 5 8 2   I SS N:  2088 - 8 7 0 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijece. v 15 i 3 . pp 2 5 6 7 - 2 5 8 2           2567       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m   Co mpa ra tive a na ly sis  of active fil te rs,  induc tor - ca pa citor  a nd  inductor - ca pa citor - induc tor   pa ss iv e f ilt ers in  reduci ng   ha rmo nics       Yulia nta   Sireg a r 1 ,   Na o m i A z ha ri 1 ,   Nur  Na bil a   M o ha m ed 2   1 D e p a r t me n t   o f   El e c t r i c a l   En g i n e e r i n g ,   F a c u l t y   o f   E n g i n e e r i n g ,   U n i v e r si t a S u ma t e r a   U t a r a ,   M e d a n ,   I n d o n e si a   2 S c h o o l   o f   E l e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g ,   C o l l e g e   o f   E n g i n e e r i n g ,   U n i v e r si t y   Te c h n o l o g y   M A R A ,   S h a h   A l a m,  M a l a y si a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J u l 1 8 ,   2 0 2 4   R ev is ed   Dec   1 5 ,   2 0 2 4   Acc ep ted   J an   1 6 ,   2 0 2 5       Co n tr o e q u ip m e n a s u b sta ti o n s   re q u ires   a   re c ti fier  to   c o n v e rt  a lt e rn a ti v e   c u rre n (AC) - d irec c u rre n (DC)   e lec tri c   c u rre n t o   p ro v id e   DC  p o we fo r   re lay s,  m o to rs  f o d isc o n n e c to r   sw it c h e a n d   p o we b re a k e sw it c h e s,    a n d   tele c o m m u n ica ti o n e q u i p m e n t.   Re c ti fiers   h a v e   n o n - li n e a lo a d   c h a ra c teristics ,   wh ich   c a n   re su lt   in   a   wa v e fo rm   th a is  n o p u re   sin u so id a l   d u e   to   th e   i n tera c ti o n   o fu n d a m e n tal  fre q u e n c y   sin u so i d a wa v e with   o t h e r   wa v e k n o wn   a h a rm o n ics .   Th e r e fo re ,   t o   n o t   i n terfe re   wit h   th e   e q u ip m e n t' wo rk ,   a   fil ter  is  n e e d e d   t o   re d u c e   th e   h a rm o n ics   p r o d u c e d   b y   th e   re c ti fier.  In   th is  re se a rc h ,   u sin g   M ATLAB / S imu li n k ,   p re v e n ti o n   wa c a rried   o u u sin g   a c ti v e   fil ters ,   in d u c to r - c a p a c it o (LC),   a n d   in d u c to r - c a p a c it o r - in d u c to (LCL p a ss iv e   fil ters   (T a ,   T c ,   a n d   T d   d e sig n s)  se p a ra tely .   Afte th e   re se a r c h   wa c a rried   o u t,   it   wa fo u n d   th a t   th e   a m o u n t   o f   h a rm o n ics   b e fo re   in sta ll in g   th e   fil ter  wa 4 9 . 6 1 % .   Th e n ,   a fte in sta ll i n g   th e   a c ti v e   fil ter,  th e   h a rm o n ics   we re   re d u c e d   to   0 . 2 9 % ,   th e   i n sta ll a ti o n   o th e   p a ss iv e   LC  fil ter  wa re d u c e d   to   9 . 2 9 % ,   a n d   t h e   in sta ll a ti o n   o th e   LCL   fil ter  ( T a ,   T c ,   a n d   T d b e c a m e   1 . 4 4 % ,   0 . 2 9 % ,   a n d   1 . 4 4 % .   K ey w o r d s :   Activ f ilter   Har m o n ic    L C   p ass iv f ilter     L C L   p ass iv f ilter     MA T L AB / S im u lin k   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Yu lian ta  Sire g ar   Dep ar tm en t o f   E lectr ical  E n g i n ee r in g ,   Facu lty   o f   E n g in ee r in g ,   Un iv er s itas   Su m ater Utar a   Me d an ,   I n d o n esia   E m ail: ju lian ta_ s r g @ u s u . ac . id       1.   I NT RO D UCT I O N   Dir ec cu r r en ( DC )   p o wer   at   s u b s tatio n s   h as  an   im p o r tan t   r o le  in   s m o o th   o p er atio n s   to   s er v th e   elec tr icity   n ee d s   o f   co n s u m e r s .   T h is   aim s   to   p r o v id DC   p o wer   f o r   r elay s   an d   d r iv in g   m o to r s   in   cir cu it   b r ea k er s   ( C B )   an d   d is co n n ec t in g   s witch es  ( DS)   an d   s u p p ly   p o wer   u s ed   f o r   telec o m m u n i ca tio n s   eq u ip m e n [ 1 ] .   T h DC   s o u r ce   co m es  f r o m   r ec tifie r   a n d   b atter y   co n n ec ted   in   p ar allel  to   th lo a d .   W h er r ec tifie r   is   a   ty p o f   r ec tifie r   th at   h as  n o n - lin ea r   lo ad   ch a r ac ter is tics ,   wh ich   ca n   ca u s th e   in p u s id e   wav ef o r m   to   n o t   b e   p u r s in u s o id al  d u to   th e   in te r ac tio n   o f   f u n d am en tal  f r eq u e n cy   s in u s o id al  wav es  with   o th er   wav es  k n o wn   as   h ar m o n ics.   T h e   p r o b lem   is   th a h ig h   h ar m o n ic   v alu es  ca n   ca u s s ev er al  lo s s es,  s o   th e   h ar m o n ics  g en e r ated   b y   th r ec tifie r   n ee d   to   b e   r ed u c ed   s o   as   n o t   to   in ter f er e   with   th eq u i p m en t' s   o p er atio n .   T h au th o r   h o p es   o n e   s o lu tio n   is   to   u s ac tiv f ilter s   an d   p ass iv h ar m o n ic  f ilter s   [ 2 ] [ 4 ] .   T h r esu lts   o f   p r ev io u s   r esear ch   [ 5 ] ,   it   is   s h o wed   t h at  all  to p o lo g y   d esig n s   co u ld   r ed u ce   h ar m o n ics   an d   r ed u ce   p o wer   lo s s es.  I n   a n o th er   s tu d y   [ 6 ] ,   t h to tal   h ar m o n ic  d is to r tio n   ( T HD)   is   r ed u ce d   with   in d u cto r - ca p ac ito r - in d u cto r   ( L C L )   ty p p ass iv f ilter s   wh en   co m p ar ed   with   in d u ct o r - ca p ac ito r   ( L C )   f ilter s .   T h en ,   r esear ch   [ 7 ]   s h o wed   th at  th T HD  o f   th in v er ter   s id cu r r en an d   th n etwo r k   s id cu r r en was  6 . 0 6 an d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   3 J u n e   20 25 :   2 5 6 7 - 2 5 8 2   2568   1 . 4 9 %,   r esp ec tiv ely .   T h e   r ese ar ch   [ 8 ]   s h o ws  th at   th s h u n ac tiv p o wer   f ilter   ef f ec tiv ely   r ed u ce s   h ar m o n ics   f r o m   2 1 . 5 1 % to   2 . 5 1 %.   B ased   o n   p r ev io u s   r esear ch ,   th is   s tu d y   u s es  MA T L A B /Si m u lin k   s o f twar to   co m p ar th u s o f   ac tiv f ilter s ,   p ass iv L C   f ilter s ,   an d   L C L   f ilter s   u s in g   L C L   with   R es is to r   ( R )   Ser ies  d am p er   ( T a) ,   L C L   with   r esis to r - in d u cto r - ca p ac ito r   ( R L C )   s h u n d am p e r   ( T c) ,   an d   L C L   with   R L C   Ser ies  d a m p er   ( T d )   d esig n s   [ 9 ] [ 1 4 ]   to   r e d u ce   h ar m o n ics  at  th Glu g u r   m ain   s u b s tatio n .   T h au th o r   h o p es  th at  th r esu lts   o f   s ev er al   m eth o d s   ca n   p r o v id th b est r esu lts   f o r   r ed u cin g   h a r m o n ics.   T h is   r esear ch   h as n e v er   b ee n   d o n b ef o r e .       2.   M E T H O D   T h is   r esear ch   u s es  th MA T L AB / Simu lin k   p r o g r am   s im u lat io n   m eth o d   to   s ee   th e f f ec o f   in s tallin g   ac tiv f ilter s ,   L C ,   an d   L C L   p a s s iv f ilter s   o n   th in p u s id o f   th r ec tifie r   at  th e   Glu g u r   s u b s tatio n   to   r ed u ce   h ar m o n ics.  T h is   r esear ch   r eq u ir es  s ix   cir cu its ,   n am ely   th MA T L AB   S im u lin k   r ec tifie r   m o d el  o f   th Glu g u r   m ain   s u b s tatio n ,   b ef o r in s tallin g   ac tiv f ilter s ,   p ass iv L C ,   an d   L C L   f ilter s   in   F ig u r 1 .   Fu r th er ,   Fig u r 2   s h o ws  th MA T L A B / Simu li n k   m o d el  o f   th Glu g u r   s u b s tatio n   r ec tifie r   cir cu it  f o llo win g   ac tiv f ilter   in s tallatio n   in   Fig u r 2 ( a)   an d   ac tiv f ilter   m o d elin g   in   Fig u r 2 ( b )   [ 1 5 ] [ 1 7 ] .   T h en ,   th cir cu it  af ter   in s tallin g   th L C   p ass iv f ilter   in   Fig u r 3   [ 6 ] ,   [ 1 8 ] [ 2 0 ]   an d   th e   c ir cu it  af ter   in s tallin g   th e   L C L   p ass iv f ilter   in     Fig u r 4   ( d esig n   T a ) ,   Fig u r 5   ( d esig n   T c ) ,   Fig u r 6   ( d esig n   T d ).           Fig u r 1 .   Glu g u r   s u b s tatio n   r e ctif ier   cir cu it m o d el  i n   th in it ial  co n d itio n       T h u s ,   th e   s im u latio n   s tep s   ca n   b c ar r ied   o u t   as  f o llo ws:   f ir s t,  d r aw   th r ec tifie r   cir c u it  at  t h Glu g u r   s u b s tatio n   b ef o r in s tallin g   t h f ilter   ( i n itial  co n d itio n s ) .   Nex t,  th Glu g u r   s u b s tatio n   r ec tifie r   o u t p u is   co n n ec ted   to   th lo ad   an d   d ete r m in es  th p o wer   an d   v o ltag o f   th r ec tifie r .   Nex t,  r u n   MA T L AB /Si m u lin k   to   s ee   th T HDi  an d   I HDi   v alu es  b ef o r in s tallin g   th f ilter .   On   th o th er   h an d ,   th r ec ti f ier   cir cu it  ca n   b r ea s s em b led   b y   in s er tin g   an   a ctiv f ilter   u s in g   MA T L AB /Si m u lin k .   T h e n ,   r u n   to   s ee   th e   wav ef o r m ,   T HDi,   an d   I HDi  v alu es  af ter   in s tallin g   th e   ac tiv f ilter .   T h e n ,   ca lc u late  th v alu es  o f   C   an d   L   as   co m p o n en t   v alu es   in   th L C   p ass iv f ilter   u s in g   ( 1 ) - ( 1 8 ) ,   th en   r ea s s em b le  th e   r ec tifie r   cir cu it  b y   in s er tin g   t h L C   p ass iv f ilter   in   MA T L AB /Si m u lin k   an d   d i s p lay in g   th e   wav ef o r m   an d   T HDi  an d   I HDi  v alu es  a f ter   in s tallin g   th L C   f ilter .   Af ter   th at,   ca lcu late  th v alu es  o f   L g ,   L ,   an d   C f   as  co m p o n e n v alu es   in   th L C L   p ass iv f ilter ,   th en   r ea s s em b le  th r ec tifie r   cir cu it  b y   in s er tin g   th L C L   p ass iv f ilter   d esig n s   T a ,   T c ,   a n d   T d   in   MA T L AB /S im u lin k   an d   to   s e th wav ef o r m   c u r r e n an d   v o ltag o n   th i n p u s id as  well  as  T HDi  an d   I HDi   af ter   in s tallin g   th L C   f ilter   [ 2 1 ] ,   [ 2 2 ] .   Me a n wh ile,   Fig u r e   7   s h o ws  th f lo d iag r am   f o r   in s tallin g   ac tiv f ilter s ,   p ass iv L C   f ilter s ,   an d   L C L   f ilter s   o n   th Glu g u r   s u b s tatio n   r ec tifie r .   At  p o in o f   co m m o n   c o u p lin g   ( PC C )   b etwe en   th o wn er   o r   o p er at o r   o f   th elec tr ical  s y s tem   an d   a   u s er ,   E E E   Std   5 1 9   o f f e r s   r u l es  an d   r ec o m m e n d atio n s   f o r   lim itin g   h ar m o n ic  v o ltag e   an d   cu r r en d is to r tio n .   T h s tan d ar d   ac k n o wled g es  th at  elec tr icity   u s er s   m u s p r e v en h ea v y ,   n o n - lin ea r ,   o r   d is to r ted   cu r r en ts   f r o m   d eter io r atin g   th e   v o ltag e   q u ality   o f   th u tili ty .   I t   also   ac k n o wled g es   th u tili ty ' s   o b lig atio n   to   s u p p ly   co n s u m er s   with   an   alm o s s in e - wav v o ltag e.   T ab le  1   d i s p lay   s u g g ested   h ar m o n ic  li m its   in   I E E E   STD    519 - 2 0 1 4   [ 2 3 ] ,   [ 2 4 ] .   T h I E E E   5 1 9 - 2 0 1 4   s tan d a r d   s p ec if ies r eq u ir em en ts   f o r   d is to r tio n   o f   v o ltag an d   cu r r en t   h ar m o n ics  wh e n   d esig n in g   ele ctr ical  s y s tem s .   I estab lis h es  wav ef o r m   d is to r tio n   tar g ets  f o r   s y s tem   d esig n er s   an d   o f f er s   th o r o u g h   e x p lan at io n s   o f   t h cu r r en a n d   v o lt ag wav ef o r m s   alr ea d y   p r es en th r o u g h o u th e   [A]   [A]   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         C o mp a r a tive  a n a lysi s   o f a ctiv filt ers ,   in d u cto r - ca p a cito r   a n d   ( Yu lia n ta   S ir eg a r )   2569   s y s tem .   T h s tan d ar d   is   u p d at ed   r eg u lar ly   to   k ee p   u p   with   in d u s tr y   d e v elo p m e n ts .   Sin ce   its   in tr o d u ctio n   in   1 9 8 1 ,   it  h as  u n d er g o n n u m e r o u s   r ev is io n s I E E E   5 1 9 - 2 0 1 4   is   th m o s r ec en s ig n if ican m o d if icatio n .   2 0 2 2   will  s ee   f u r th er   im p r o v e m en ts .   W ith   an   em p h asis   o n   th n o tab le  m o d if icatio n s   m a d in   t h I E E E   5 1 9 - 2 0 1 4   v er s io n ,   th is   p ag e   d is cu s s es st atis tical  ev alu atio n   m eth o d s   a n d   d ef i n itio n s   o f   im p o r tan t te r m s .         ( a)       ( b )     Fig u r 2 .   Glu g u r   s u b s tatio n   r e ctif ier   cir cu it ( a)   m o d el  af ter   in s tallin g   th ac tiv f ilter   u s in g   MA T L AB / S im u lin k   an d   ( b )   m o d elin g   o f   th ac tiv f ilter         Fig u r 3 .   Glu g u r   s u b s tatio n   r e ctif ier   cir cu it m o d el  a f ter   L C   f ilter   in s tallatio n   u s in g   MA T L AB / Simu lin k   [A]   [A]   [A]   [A]   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   3 J u n e   20 25 :   2 5 6 7 - 2 5 8 2   2570       Fig u r 4 .   Glu g u r   m ai n   s u b s tatio n   r ec tifie r   cir c u it  m o d el  a f ter   in s tallin g   th L C L   f ilter   was d esig n ed   b y   T a   u s in g   MA T L AB / Simu lin k           Fig u r 5 .   Glu g u r   m ai n   s u b s tatio n   r ec tifie r   cir c u it m o d el  a f ter   in s tallin g   th L C L   f ilter   was d esig n ed   b y   T c   u s in g   MA T L AB / Simu lin k           Fig u r 6 .   Glu g u r   m ai n   s u b s tatio n   r ec tifie r   cir c u it m o d el  a f ter   in s tallin g   th L C L   f ilter   was d esig n ed   b y   T d   u s in g   MA T L AB / Simu lin k     [A]   [A]   [A]   [A]   [A]   [A]   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         C o mp a r a tive  a n a lysi s   o f a ctiv filt ers ,   in d u cto r - ca p a cito r   a n d   ( Yu lia n ta   S ir eg a r )   2571   T ab le  1 .   L im itatio n s   o n   v o lta g d is to r tio n   in   I E E E   STD  5 1 9 - 2014   B u s   v o l t a g e   V   a t   P C C   I n d i v i d u a l   h a r m o n i c     ( %)   To t a l   h a r mo n i c   d i s t o r t i o n   TH D     ( %)   1 . 0      5 . 0   8 . 0   1 . 0    < 69      3 . 0   5 . 0   69    < 161      1 . 5   2 . 5   < 161      1 . 0   1 . 5           Fig u r 7 .   Flo d ia g r am   f o r   in s tallin g   ac tiv f ilter s ,   p ass iv L C   f ilter s ,   an d   L C L   f ilter s   at  th Glu g u r   s u b s tatio n   r ec tifie r       3.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   3 . 1 .     B ef o re   f ilte ins t a lla t io n   ( ini t ia l c o nd it io ns )   B ef o r ca r r y in g   o u t   th e   s im u latio n ,   it  is   n ec ess ar y   to   k n o th v alu es  f o r   ea ch   co m p o n e n t,  s u ch   as   th in p u v o ltag ( Vs)  v alu o f   1 2 5 . 4   Vo lts ,   th cu r r en o f   5 . 8   Am p e r es,  th lo ad   o u tp u p o wer   ( P out )   o f   7 2 7 . 3 2   W atts ,   an d   th in p u f r eq u en c y   o f   5 0   Hz.   B y   en ter in g   th s im u latio n   d ata,   Fig u r 8   s h o ws  th h ar m o n ic   s p ec tr u m   o b tain ed   b ef o r i n s tallin g   th ac tiv e ,   p ass iv L C ,   an d   L C   f ilter s   in   Fig u r 8 ( a)   an d   cu r r en t   wav es  in   Fig u r e   8 ( b ) .   Me an wh ile,   s im u latio n   r esu lts   f o r   th Glu g u r   m ai n   s u b s tatio n   r ec tifie r   b ef o r f ilter   in s tallatio n   ca n   b s ee n   in   T a b le  2 .   T ab le  2   s h o ws  th at  th e   v alu o f   t h h ar m o n ic  cu r r e n p r o d u ce d   b y   th e   r ec tifie r   at  t h Glu g u r   s u b s tatio n   b ef o r e   in s tallin g   th f ilter   d o es  n o m ee t   th I E E E   5 1 9 - 2 0 1 4   s tan d ar d   in   o d d   o r d er .   Sti ll,  th er a r n o   h a r m o n ics  in   ev e n   o r d er .   So ,   it  is   n ec ess ar y   to   in s tall  h a r m o n ic   f ilter   to   r e d u ce   o d d - o r d er   h ar m o n ics.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   3 J u n e   20 25 :   2 5 6 7 - 2 5 8 2   2572     ( a)       ( b )     Fig u r 8 .   C u r r e n t h ar m o n ic  s p ec tr u m   b ef o r ( a )   f ilter   in s tallatio n   an d   ( b )   c u r r e n t w av ef o r m         T ab le  2 .   Har m o n ic  cu r r en ts   b e f o r in s tallin g   f ilter s   o n   th r e ctif ier s   at  th Glu g u r   s u b s tatio n     H a r mo n i c s   b e f o r e   i n s t a l l i n g   t h e   f i l t e r   M a x i m u m   h a r mo n i c   c u r r e n t   p e r mi t t e d   I n p u t   v o l t a g e   ( V s)   1 2 5 . 4   V   F u n d a m e n t a l   c u r r e n t   ( I s1 )   5 . 8   A   TH D i   i n p u t   4 6 . 9 1 %   5 . 0 %   I n d i v i d u a l   h a r m o n i c   i n p u t   c u r r e n t   I s2   0 . 0 0 %   4 . 0 %   I s3   3 2 . 2 9 %   4 . 0 %   I s4   0 . 0 0 %   4 . 0 %   I s5   1 9 . 4 4 %   4 . 0 %   I s6   0 . 0 0 %   4 . 0 %   I s7   1 3 . 9 0 %   4 . 0 %   I s8   0 . 0 0 %   4 . 0 %   I s9   1 0 . 8 2 %   4 . 0 %   I s1 0   0 . 0 0 %   4 . 0 %   I s1 1   8 . 8 5 %   2 . 0 %       3 . 2 .     Af t er   ins t a lla t io n o f   a ct i v f ilte r   Fig u r 9   s h o ws  th o r d e r   s p ec tr u m   o f   th MA T L AB /Si m u lin k   s im u latio n   r esu lts   af ter   in s tallin g   th ac tiv f ilter   o n   th r ec tifie r   at   th Glu g u r   s u b s tatio n   in   Fig u r 9 ( a)   an d   th c u r r e n wav ef o r m   in   Fig u r 9 ( b ) .   Me an wh ile,   s im u latio n   r esu lts   f o r   th Glu g u r   m ain   s u b s tatio n   r ec tifie r   af ter   in s tallin g   th ac tiv f ilter   ca n   b e   s ee n   in   T ab le  3 .   T ab le  3   s h o ws  th at  th ac tiv f il ter   in s tal latio n   f o llo ws  th I E E E   5 1 9 - 2 0 1 4   s tan d ar d .   T h e   v alu o f   cu r r en h ar m o n ics  in   ev en   o r d e r   h as  in c r ea s ed ,   b u t   th is   ca n   s till   b to ler ate d   b y   t h I E E E   5 1 9 - 2 0 1 4   s tan d ar d ,   an d   th v alu o f   c u r r en h ar m o n ics  in   o d d   o r d er   h as  d ec r ea s ed   to   b elo th I E E E   5 1 9 - 2 0 1 4   s tan d ar d .   T a b le  3   s h o ws  th at  th ac tiv f ilter   in s tallatio n   f o llo ws  th I E E E   5 1 9 - 2 0 1 4   s tan d ar d .   T h v alu o f   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         C o mp a r a tive  a n a lysi s   o f a ctiv filt ers ,   in d u cto r - ca p a cito r   a n d   ( Yu lia n ta   S ir eg a r )   2573   cu r r en h a r m o n ics  in   ev e n   o r d er   h as  in cr ea s ed ,   b u th is   ca n   s till   b to ler ated   b y   th I E E E   5 1 9 - 2 0 1 4   s tan d ar d ,   an d   th v alu o f   cu r r e n t h ar m o n ics in   o d d   o r d er   h as d ec r ea s ed   to   b elo t h I E E E   5 1 9 - 2 0 1 4   s tan d ar d .         ( a)       ( b )     Fig u r 9 .   C u r r e n t h ar m o n ic  s p ec tr u m   af ter   ( a)   f ilter   in s tallatio n   an d   ( b )   cu r r e n t w av ef o r m         T ab le  3 .   Har m o n ic  cu r r en ts   af ter   in s tallin g   f ilter s   o n   th r ec t if ier s   at  th Glu g u r   s u b s tatio n     H a r mo n i c s   a f t e r   a c t i v e   f i l t e r   i n s t a l l a t i o n   M a x i m u m   h a r mo n i c   c u r r e n t   p e r mi t t e d   I n p u t   v o l t a g e   ( V s)   1 2 5 . 4   V   F u n d a m e n t a l   c u r r e n t   ( I s1 )   5 . 8   A   TH D i   i n p u t   0 . 2 9 %   5 . 0 %   I n d i v i d u a l   h a r m o n i c   i n p u t   c u r r e n t   I s2   0 . 0 4 %   4 . 0 %   I s3   0 . 2 0 %   4 . 0 %   I s4   0 . 0 0 %   4 . 0 %   I s5   0 . 1 8 %   4 . 0 %   I s6   0 . 0 3 %   4 . 0 %   I s7   0 . 0 8 %   4 . 0 %   I s8   0 . 0 1 %   4 . 0 %   I s9   0 . 0 2 %   4 . 0 %   I s1 0   0 . 0 0 %   4 . 0 %   I s1 1   0 . 0 0 %   2 . 0 %       3 . 3 .     Ca lcula t i o n o f   L pa s s i v f ilte v a lues   T h f ilter   co m p o n en t   v alu e   m u s b ca lcu lated   to   r ed u ce   h a r m o n ics  an d   g et  th e   r ig h t   r es u lts .   I n   a n   L C   f ilter ,   two   co m p o n en ts   m u s b ca lcu lated :   th in d u cta n ce   v alu e   ( L )   an d   th e   f ilter   ca p ac itan ce   v alu e   ( C ) .   T h in p u v o ltag v al u ( Vs)  is   1 2 5 . 4   Vo lts ,   th cu r r en i s   5 . 8   Am p er es,  th lo a d   o u t p u p o wer   ( Po u t)   is   7 2 7 . 3 2   W atts ,   an d   th e   in p u f r eq u en cy   is   5 0   Hz.   On ce   th p a r am eter   v al u es  ar e   k n o wn ,   y o u   ca n   d eter m i n th e   C   v alu u s in g   ( 1 )   to   ( 3 ) ,   a n d   t h L   v alu u s in g   ( 4 )   to   ( 8 ) .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   3 J u n e   20 25 :   2 5 6 7 - 2 5 8 2   2574   = { ta n (  1  1 ) ta n (  1  2 ) }      = 727 . 32   { ta n (  1 0 . 85 ) ta n (  1 0 . 95 ) }     = 727 . 32   { ta n ( 31 . 79 ) ta n ( 18 . 19 ) }     = 727 . 32   ( 0 . 62 0 . 33 )     = 727 . 32   ( 0 . 29 )     ( 1 )   = 210 . 92          = 2 = ( 125 . 4 ) 2 210 . 92 = 74 . 56       ( 2 )     = 1 2 0 = 1 2 × 3 . 14 × 50 × 74 . 56 = 4 . 27 × 10 5       ( 3 )     Fro m   th ese  ca lcu latio n s ,   it is   f o u n d   t h at  th v al u o f   t h ca p a cito r   u s ed   in   th e   L C   f ilter   is   4 . 27 × 10 5   .     = = 125 . 4 5 . 8 = 21 . 62     ( 4 )     = 2 = 74 . 56 3 2 = 8 . 28        ( 5 )     = = 3 × 5 . 28 = 24 . 84   c.         ( 6 )     = = 28 . 84 100 = 0 . 248       ( 7 )     = 2 + 2 2 0 = ( 21 . 62 ) 2 + ( 0 . 248 ) 2 2 × 3 . 14 × 50 = 21 . 62 314 = 6 . 89 × 10 2         ( 8 )     So ,   th v alu o f   L   u s ed   in   th L C   f ilter   is   6 . 89 × 10 2       3 . 4 .     Ca lcula t i o n o f   L CL   pa s s iv f ilte v a lues   T h r ee   co m p o n e n ts   m u s b c alcu lated   in   th L C L   f ilter th co n v er ter   s id i n d u ctan ce   v alu ( L ) ,     th n etwo r k   s id in d u ctan ce   v alu ( L g ) ,   an d   th f ilter   ca p ac itan ce   v alu ( C f ) .   T h in p u v o ltag ( Vs)  is     1 2 5 . 4   Vo lts ,   th cu r r en is   5 . 8   Am p er es,  th lo ad   o u tp u p o wer   ( Po u t)   is   7 2 7 . 3 2   W atts ,   an d   th in p u f r eq u e n cy   is   5 0   Hz.   Af ter   t h b asic  p ar am eter s   ar d et er m in ed ,   th n ex s tep   is   to   ca lcu late  th b ase  im p ed an ce   ( Z b ) ,   b ase  in d u cta n ce   ( L b ) ,   an d   b ase  ca p ac itan c ( C b ) .     =    2 =   125 . 4 2 727 . 32   = 21 . 62        ( 9 )     =     =     21 . 62 2 × π × 50 = 0 . 069   H      ( 1 0 )     = 1 .   =     1 2 × π × 50 × 21 . 62   = 1 . 47 × 10 4   F     ( 1 1 )     L C L   f ilter   p ar am eter s   ca n   b e   c alcu lated   as f o llo ws:   T h x   v alu is   ch o s en   to   b e   2 % o f   th r ea ctiv p o wer   a b s o r b ed   u n d er   a v er ag c o n d itio n s .     = . = 0 . 02 × 1 . 47 × 10 4 = 0 . 029 × 10 4   F     ( 1 2 )     C alcu late  th co n v er ter   s id in d u ctan ce   ( L )   with   r ip p le  cu r r en t o f   1 %     0 . 01     1 2 × π × 50 × L               L   1 3 . 14   0 . 318   H       ( 1 3 )       Select  r ip cu r r en atten u atio n   o f   2 0 %.  Af ter   k n o win g   th e   v alu o f   x ,   ca lcu late  th e   r ip p l cu r r e n r ed u ctio n .   R ip p le  atten u atio n   is   ca lcu lated   to   d eter m i n th r   in d e x .     i g ( h sw ) v ( h sw ) =   1 | 1 + r ( 1 a . x ) |        ( 1 4 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         C o mp a r a tive  a n a lysi s   o f a ctiv filt ers ,   in d u cto r - ca p a cito r   a n d   ( Yu lia n ta   S ir eg a r )   2575   a = L C b ω sw 2 = 0 . 318   ×   1 . 47 ×   10 4 × ( 2 × π × 50 ) 2 = 4 . 61     0 . 2 =   1 | 1 + r ( 1 4 . 61 × 0 . 02 ) | =   1 | 1 + r ( 0 . 91 ) |       0 . 2 + r ( 0 . 182 ) = 1                           r = 1 0 . 2 0 . 182 = 4 . 396       ( 1 5 )     Af ter   k n o win g   th co n v er ter   s id in d u ctan ce   ( L ) ,   th e n   ca lc u late  th n etwo r k   s id in d u ct an ce   ( Lg )   with   th in d ex   r ,   th r elatio n s h ip   b etwe en   th two   in d u ctan ce s :     L g = r   . L = 4 . 396 × 0 . 318 = 1 . 398   H     ( 1 6 )     W h e n   t h e   v a l u e   o f   t h e   L C L   f i l t e r   c o m p o n e n t   is   k n o w n ,   t h r e s o n a n c e   f r e q u e n c y   m u s t   b c a l c u l a te d   b e f o r t e s ti n g .     = 0 . 318 + 1 . 3 98 0 . 318 × 1 . 3 98 × 0 . 29   x   10 5 = 1153 . 36     ( 1 7 )     f r es = ω r es =   1153 . 36 2 × π = 183 . 66   Hz     ( 1 8 )       3 . 5 .     Sim ula t i o a f t er   ins t a ll a t io o f   L pa s s iv f ilte r   Fig u r 1 0   s h o ws  th o r d er   s p e ctr u m   o f   th MA T L AB /Si m u lin k   s im u latio n   r esu lts   af ter   in s tallin g   th L C   p ass iv f ilter   o n   th r ec t if ier   at  th Glu g u r   s u b s tatio n   in   Fig u r 1 0 ( a)   an d   th e   c u r r en wav e f o r m   i n     Fig u r 1 0 ( b ) .   Me an wh ile,   s im u latio n   r esu lts   f o r   th Glu g u r   s u b s tatio n   r ec tifie r   af ter   in s tallin g   th L C   p ass iv e   f ilter   ca n   b s ee n   in   T a b le  4 .   T ab le  4   is   th s im u latio n   r esu lts   af ter   in s tallin g   th L C   p ass iv f ilter   o n     th Glu g u r   s u b s tatio n   r ec tifie r   with   C   o f   4 . 27 × 10 5     an d   L   o f   6 . 89 × 10 2   .   I n   th is   tab le  it  ca n   b e   s ee n   th at  th 3 rd   o r d er   T HDi  an d   I HDi  af ter   in s tallin g   th e   L C   p ass iv f ilter   ar e   n o t   in   a cc o r d an ce   with   th e     I E E E   5 1 9 - s tan d ar d .   2 0 1 4 .   B u t th 4 th   o r d er   I HDi  an d   b e y o n d   co m p ly   with   t h I E E E   5 1 9 - 2 0 1 4   s tan d ar d .         ( a)       ( b )     Fig u r 1 0 .   C u r r en t h a r m o n ic  s p ec tr u m   ( a )   af ter   in s tallatio n   o f   L C   p ass iv f ilter   an d   ( b )   cu r r en t w av ef o r m   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   3 J u n e   20 25 :   2 5 6 7 - 2 5 8 2   2576   T ab le  4 Har m o n ic  cu r r en d ata  af ter   in s tallin g   th L C   p ass iv f ilter     H a r mo n i c s   a f t e r   L C   f i l t e r   i n s t a l l a t i o n   M a x i m u m   h a r mo n i c   c u r r e n t   p e r mi t t e d   I n p u t   v o l t a g e   ( V s)   1 2 5 . 4   V   F u n d a m e n t a l   c u r r e n t   ( I s1 )   5 . 8   A   TH D i   i n p u t   9 . 2 9 %   5 . 0 %   I n d i v i d u a l   h a r m o n i c   i n p u t   c u r r e n t   I s2   0 . 0 0 %   4 . 0 %   I s3   9 . 0 8 %   4 . 0 %   I s4   0 . 0 0 %   4 . 0 %   I s5   1 . 9 5 %   4 . 0 %   I s6   0 . 0 0 %   4 . 0 %   I s7   0 . 2 9 %   4 . 0 %   I s8   0 . 0 0 %   4 . 0 %   I s9   0 . 2 2 %   4 . 0 %   I s1 0   0 . 0 0 %   4 . 0 %   I s1 1   0 . 0 8 %   2 . 0 %       3 . 6 .     Sim ula t i o n a f t er   ins t a ll a t io n o f   L CL   pa s s iv f ilte ( des ig by   T a )   Fig u r 1 1   s h o ws  th o r d er   s p e ctr u m   o f   th MA T L AB /Si m u lin k   s im u latio n   r esu lts   af ter   in s tallin g   th T a   d esig n   L C L   p as s iv f ilter   o n   th Glu g u r   s u b s tatio n   r ec tifie r   in   Fig u r 1 1 ( a)   an d   th cu r r en wav ef o r m   in   Fig u r 1 1 ( b ) .   Me a n wh ile,   T ab le  5   s h o ws  s im u latio n   r e s u lts   f o r   th Glu g u r   s u b s tatio n   r ec tifie r   af ter   in s tallatio n   o f   th e   T d esig n   L C L   p ass iv f ilter .   T ab le  5   is   t h s im u latio n   r esu lt  af ter   in s t allin g   an   L C L   f ilter   o f   T a   d esig n   o n   th Glu g u r   s u b s tatio n   r ec tifie r   with   n etwo r k   s id in d u ctan ce   ( L g )   1 , 3 9 8   H,   co n v er te r   s id in d u ctan ce   ( L )   0 . 3 1 8   H,   f ilter   ca p ac itan ce   ( C f )   0 . 029 × 10 4   ,   an d   R d   4 . 3 9 6   .   T h tab le  s h o ws  th at  T HDi   an d   I HDi  co m p ly   with   th I E E E   5 1 9 - 2 0 1 4   s tan d ar d .         ( a)       ( b )     Fig u r 1 1 .   C u r r en t h a r m o n ic  s p ec tr u m   ( a )   af ter   in s tallatio n   o f   L C L   p ass iv f ilter   T a   d esig n   an d     ( b )   cu r r en t w av e f o r m   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.