Scott-T Transformer Forbindelse

Definition: Scott-T forbindelsen er en teknik til at koble to enefasede transformatorer sammen for at muliggøre konvertering mellem 3-fase og 2-fase, og omvendt. De to transformatorer er elektrisk forbundet, men opererer magnetisk uafhængigt. Den ene transformator er betegnet som hovedtransformator, mens den anden kaldes hjælpe- eller teaser-transformator.

Diagrammet nedenfor viser Scott-T transformatorforbindelsen:

• Hovedtransformatoren har en midtpunktstapping ved punktet D og er forbundet til linjerne B og C på 3-fasesiden. Dens primærspole er mærket BC, og dens sekundærspole er mærket a₁a₂.

• Teaser-transformatoren er forbundet mellem linjeterminalen A og midtpunktstappingen D. Dens primærspole er mærket AD, og dens sekundærspole er mærket b₁b₂.

For Scott-T forbindelsen anvendes identiske og byttelige transformatorer, hver med en primærspole med Tp spild og udstyrte med tappings ved 0.289Tp, 0.5Tp, og 0.866Tp.

Fasordiagram for Scott-forbindelsestransformator

Linjespændingerne i det balanceerede 3-fasesystem – VAB, VBC, og VCA – er vist i figuren nedenfor, illustreret som et lukket ligesidet trekant. Diagrammet viser også de primære spoler af hovedtransformator og teaser-transformator.

Punktet D deler den primære spole BC af hovedtransformator i to lige dele. Dermed er antallet af spild i BD-delen lig med antallet af spild i DC-delen, begge værende Tp/2. Spændingerne VBD og VDC er ens i størrelse og fase med spændingen VBC.

Spændingen mellem A og D er

Teaser-transformator har en primærespændingsrating på √3/2 (dvs. 0.866) gange hovedtransformator. Når spændingen VAD anvendes på teaser-transformatorens primærspole, fører dens sekundærespænding V2t hovedtransformatorens sekundærtarminals spænding V2m med 90 grader, som vist i figuren nedenfor.

For at opretholde samme spænding pr. spil i de primære spoler af både hovedtransformator og teaser-transformator, skal antallet af spild i teaser-transformatorens primær være √3/2 Tp.

Dermed har sekundærene af begge transformatorer identiske spændingsratings. Sekundærespændingerne V2t og V2m er ens i størrelse, men adskilt med 90° i fase, hvilket producerer et balanceeret 2-fasesystem.

Placering af neutralpunkt N

De primære spoler af de to transformatorer kan danne en fireledsforsyning til en 3-fasesforsyning, hvis der gives en tapping N på teaser-transformatorens primær, således at:

• Spændingen over AN, betegnet VAN, er lig med fasens spænding, dvs. VAN = Vt/√3.

Den samme spænding pr. spil i portionerne AN, ND og AD vises af ligningerne,

Ligningen ovenfor indikerer, at neutralpunktet N deler den primære spole af teaser-transformator i forholdet: AN : ND = 2 : 1

Anvendelser af Scott-T forbindelse

Scott-T forbindelsen finder praktisk anvendelse i følgende scenarier:

• Installationer af elovner: Det gør det muligt at køre to enefasede ovne parallel, mens man trækker en balanceeret last fra en 3-fasesforsyning, hvilket sikrer effektiv strømforsyning og systemstabilitet.

• Håndtering af enefaselast: Ofte anvendt i elektrificerede jernbaneanlæg (f.eks. elektriske tog), hvor enefaselast er planlagt for at opretholde næsten lige belastning på alle tre faser af forsyningen, hvilket minimaliserer ubalance og optimere nettets ydeevne.

• Fasekonvertering mellem systemer: Muliggør tovejs strømførsel mellem 3-fase og 2-fasesystemer. Selvom det kan konvertere begge veje, fokuserer praktiske anvendelser hovedsageligt på 3-fase til 2-fase konvertering, da 2-fasegeneratorer sjældent bruges i moderne strømsystemer.