Scott-T spoj transformátorů

Definice: Scott-T spojení je technika propojení dvou jednofázových transformátorů, která umožňuje převod mezi třífázovým a dvoufázovým systémem a naopak. Dva transformátory jsou elektricky propojeny, ale magneticky fungují nezávisle. Jeden transformátor je označen jako hlavní transformátor, zatímco druhý se nazývá pomocný nebo teaser transformátor.

Následující diagram znázorňuje Scott-T spojení transformátorů:

• Hlavní transformátor má středový vývod v bodě D a je připojen k vodičům B a C na straně třífázového systému. Jeho primární cívka je označena BC a sekundární cívka a₁a₂.

• Teaser transformátor je připojen mezi vodičem A a středovým vývodem D. Jeho primární cívka je označena AD a sekundární cívka b₁b₂.

Pro Scott-T spojení se používají totožné a zaměnitelné transformátory, každý s primární cívkou o Tp závitcích a vybavenými vývody v 0.289Tp, 0.5Tp a 0.866Tp.

Fázový diagram Scottova spojení transformátoru

Lineární napětí vyváženého třífázového systému—VAB, VBC a VCA—jsou znázorněny na následujícím obrázku jako uzavřený rovnostranný trojúhelník. Diagram také ukazuje primární cívky hlavního a teaser transformátoru.

Bod D rozděluje primární cívku BC hlavního transformátoru na dvě stejně velké části. Počet závitců v části BD je roven počtu závitců v části DC, oba jsou Tp/2. Napětí VBD a VDC jsou stejné v hodnotě a fázi s napětím VBC.

Napětí mezi A a D je

Pomocný transformátor má primární napěťové zařazení √3/2 (tj. 0,866) krát tolik jako hlavní transformátor. Když je napětí VAD aplikováno na primární cívku teaser transformátoru, jeho sekundární napětí V2t je vedené o 90 stupňů před sekundární terminální napětím hlavního transformátoru V2m, jak je znázorněno na následujícím obrázku.

Aby bylo zachováno stejné napětí na závit v primárních cívkách hlavního i teaser transformátoru, musí být počet závitců v primární cívkě teaser transformátoru √3/2 Tp.

Důsledkem toho mají sekundární cívky obou transformátorů stejné napěťové zařazení. Sekundární napětí V2t a V2m jsou stejné v hodnotě, ale oddělené fázově o 90°, což vytváří vyvážený dvoufázový systém.

Poloha neutrálního bodu N

Primární cívky obou transformátorů mohou tvořit čtyřvodičové spojení s třífázovým zdrojem, pokud je na primární cívce teaser transformátoru poskytnut vývod N tak, že:

• Napětí mezi AN, označené jako VAN), je rovno fázovému napětí, tj.VAN= Vt/√3.

Stejné napětí na závit v částech AN, ND a AD jsou ukázány rovnicemi,

Výše uvedená rovnice ukazuje, že neutrální bod N dělí primární cívku teaser transformátoru v poměru:AN:ND = 2 : 1

Aplikace Scott-T spojení

Scott-T spojení nachází praktické uplatnění v následujících situacích:

• Instalace elektrických pecí: Umožňuje paralelní provoz dvou jednofázových pecí s vyváženým zatížením z třífázového zdroje, což zajišťuje efektivní distribuci energie a stabilitu systému.

• Správa jednofázového zatížení: Často se používá v elektrizovaných železničních systémech (např. elektrické vlaky), kde jsou jednofázová zatížení plánována tak, aby bylo dosaženo téměř stejného zatížení všech tří fází zdroje, minimalizován nesrovnalost a optimalizován výkon sítě.

• Převod fází mezi systémy: Umožňuje obousměrný tok energie mezi třífázovými a dvoufázovými systémy. I když lze převádět oběma směry, praktické aplikace se především soustřeďují na převod z třífázového na dvoufázový systém, protože dvoufázové generátory se v moderních energetických systémech téměř nepoužívají.