اتصال ترانسفورماتور اسکات-T

تعریف: اتصال اسکات-تی یک روش برای پیوند دادن دو ترانسفورماتور تک فاز به منظور امکان تبدیل سه فاز به دو فاز و برعکس است. دو ترانسفورماتور به صورت الکتریکی متصل می‌شوند اما به طور مغناطیسی مستقل عمل می‌کنند. یکی از ترانسفورماتورها به عنوان ترانسفورماتور اصلی تعیین می‌شود، در حالی که دیگری ترانسفورماتور کمکی یا تریکر نامیده می‌شود.

نمودار زیر اتصال ترانسفورماتور اسکات-تی را نشان می‌دهد:

• ترانسفورماتور اصلی دارای یک نقطه مرکزی در نقطه D است و به خطوط B و C در سمت سه فاز متصل می‌شود. پیچش اصلی آن با BC مشخص شده و پیچش ثانویه آن با a₁a₂ نامگذاری می‌شود.

• ترانسفورماتور تریکر بین پایانه خط A و نقطه مرکزی D متصل می‌شود. پیچش اصلی آن با AD مشخص شده و پیچش ثانویه آن با b₁b₂ نامگذاری می‌شود.

برای اتصال اسکات-تی، ترانسفورماتورهای همانند و قابل تعویض استفاده می‌شوند که هر یک دارای یک پیچش اصلی با Tp دور هستند و دارای اتصالات در 0.289Tp، 0.5Tp و 0.866Tp هستند.

نمودار فازی ترانسفورماتور اتصال اسکات

ولتاژ‌های خطی سیستم سه فاز متعادل—VAB، VBC و VCA—در شکل زیر به صورت یک مثلث متساوی‌الاضلاع بسته نمایش داده شده‌اند. نمودار همچنین پیچش‌های اصلی ترانسفورماتور اصلی و ترانسفورماتور تریکر را نشان می‌دهد.

نقطه D پیچش اصلی BC ترانسفورماتور اصلی را به دو نیمه مساوی تقسیم می‌کند. بنابراین، تعداد دورهای بخش BD با تعداد دورهای بخش DC برابر است و هر دو Tp/2 هستند. ولتاژ‌های VBD و VDC از نظر اندازه و فاز با ولتاژ VBC برابر هستند.

ولتاژ بین A و D عبارت است از

ترانسفورماتور تریکر دارای ولتاژ اسمی اصلی √3/2 (یعنی 0.866) برابر با ترانسفورماتور اصلی است. وقتی ولتاژ VAD به پیچش اصلی ترانسفورماتور تریکر اعمال می‌شود، ولتاژ ثانویه آن V2t نسبت به ولتاژ پایانه ثانویه ترانسفورماتور اصلی V2m با اختلاف 90 درجه جلوتر است، مانند آنچه در شکل زیر نشان داده شده است.

برای حفظ ولتاژ یکسان در هر دور پیچش اصلی هر دو ترانسفورماتور اصلی و ترانسفورماتور تریکر، تعداد دورهای پیچش اصلی ترانسفورماتور تریکر باید √3/2 Tp باشد.

بنابراین، ولتاژ اسمی پیچش‌های ثانویه هر دو ترانسفورماتور یکسان است. ولتاژ‌های ثانویه V2t و V2m از نظر اندازه یکسان هستند اما با اختلاف 90 درجه در فاز، سیستم دو فاز متعادل ایجاد می‌کنند.

موقعیت نقطه خنثی N

پیچش‌های اصلی دو ترانسفورماتور می‌توانند یک اتصال چهار سیمی به تأمین سه فاز تشکیل دهند اگر یک اتصال N روی پیچش اصلی ترانسفورماتور تریکر وجود داشته باشد به طوری که:

• ولتاژ بین AN که با VAN نشان داده می‌شود، برابر با ولتاژ فاز است، یعنی VAN = Vl/√3.

همان ولتاژ در بخش‌های AN، ND و AD توسط معادلات زیر نشان داده می‌شود،

معادله بالا نشان می‌دهد که نقطه خنثی N پیچش اصلی ترانسفورماتور تریکر را به نسبت AN:ND = 2:1 تقسیم می‌کند.

کاربردهای اتصال اسکات-تی

اتصال اسکات-تی در موارد زیر کاربرد عملی دارد:

• نصب فورن‌های الکتریکی: این اتصال امکان عملیات موازی دو فورن تک فاز را فراهم می‌کند در حالی که یک بار متعادل از تأمین سه فاز استخراج می‌کند و توزیع موثر انرژی و پایداری سیستم را تضمین می‌کند.

• مدیریت بار تک فاز: معمولاً در سیستم‌های راه‌آهن الکتریفیه (مثلاً قطارهای الکتریکی) استفاده می‌شود، جایی که بارهای تک فاز به گونه‌ای برنامه‌ریزی می‌شوند که بار نزدیک به یکسانی در تمام سه فاز تأمین حفظ شود و عدم توازن کمینه شود و عملکرد شبکه بهینه شود.

• تبدیل فاز بین سیستم‌ها: امکان جریان دوطرفه بین سیستم‌های سه فاز و دو فاز را فراهم می‌کند. در حالی که می‌تواند هر دو طرفه تبدیل کند، کاربردهای عملی عمدتاً روی تبدیل سه فاز به دو فاز تمرکز دارند، زیرا ژنراتورهای دو فاز در سیستم‌های قدرت مدرن کمتر استفاده می‌شوند.