Connexion de transformateur Scott-T

Définition: La connexion Scott-T est une technique pour relier deux transformateurs monophasés afin de permettre la conversion triphasée vers biphasée et vice versa. Les deux transformateurs sont connectés électriquement mais fonctionnent de manière indépendante sur le plan magnétique. L'un des transformateurs est désigné comme le transformateur principal, tandis que l'autre est appelé le transformateur auxiliaire ou teaser.

Le schéma ci-dessous illustre la connexion des transformateurs Scott-T:

• Le transformateur principal comporte une prise centrale au point D et est connecté aux lignes B et C du côté triphasé. Son enroulement primaire est étiqueté BC, et son enroulement secondaire est étiqueté a₁a₂.

• Le transformateur teaser est connecté entre le terminal de ligne A et la prise centrale D. Son enroulement primaire est étiqueté AD, et son enroulement secondaire est étiqueté b₁b₂.

Pour la connexion Scott-T, des transformateurs identiques et interchangeables sont utilisés, chacun disposant d'un enroulement primaire avec Tp spires et équipé de prises à 0,289Tp, 0,5Tp et 0,866Tp.

Diagramme vectoriel du transformateur de connexion Scott

Les tensions de ligne du système triphasé équilibré - VAB, VBC et VCA - sont représentées dans la figure ci-dessous, illustrées sous forme d'un triangle équilatéral fermé. Le diagramme montre également les enroulements primaires du transformateur principal et du transformateur teaser.

Le point D divise l'enroulement primaire BC du transformateur principal en deux parties égales. Par conséquent, le nombre de spires dans la partie BD est égal au nombre de spires dans la partie DC, tous deux étant Tp/2. Les tensions VBD et VDC ont la même amplitude et sont en phase avec la tension VBC.

La tension entre A et D est

Le transformateur teaser a une tension primaire de √3/2 (c'est-à-dire 0,866) fois celle du transformateur principal. Lorsque la tension VAD est appliquée à l'enroulement primaire du transformateur teaser, sa tension secondaire V2t précède la tension aux bornes secondaires du transformateur principal V2m par 90 degrés, comme le montre la figure ci-dessous.

Pour maintenir la même tension par tour dans les enroulements primaires des deux transformateurs, le nombre de tours dans l'enroulement primaire du transformateur teaser doit être √3/2 Tp.

Par conséquent, les secondaires des deux transformateurs ont des tensions nominatives identiques. Les tensions secondaires V2t et V2m sont de même amplitude mais séparées de 90° en phase, produisant ainsi un système biphasé équilibré.

Position du point neutre N

Les enroulements primaires des deux transformateurs peuvent former une connexion quatre fils à une alimentation triphasée si une prise N est fournie sur l'enroulement primaire du transformateur teaser telle que:

• La tension entre AN, notée VAN, est égale à la tension de phase, c'est-à-dire VAN = Vl/√3.

La même tension par tour dans les parties AN, ND et AD est montrée par les équations,

L'équation ci-dessus indique que le point neutre N divise l'enroulement primaire du transformateur teaser dans le rapport: AN : ND = 2 : 1

Applications de la connexion Scott-T

La connexion Scott-T trouve des applications pratiques dans les scénarios suivants:

• Installations de fours électriques: Elle permet le fonctionnement en parallèle de deux fours monophasés tout en tirant une charge équilibrée d'une alimentation triphasée, assurant une distribution efficace de l'énergie et la stabilité du système.

• Gestion des charges monophasées: Couramment utilisée dans les systèmes ferroviaires électrifiés (par exemple, les trains électriques), où les charges monophasées sont planifiées pour maintenir un chargement presque égal sur toutes les trois phases de l'alimentation, minimisant le déséquilibre et optimisant la performance du réseau.

• Conversion de phase entre systèmes: Facilite le flux d'énergie bidirectionnel entre les systèmes triphasés et biphasés. Bien qu'elle puisse convertir dans les deux sens, les applications pratiques se concentrent principalement sur la conversion triphasée vers biphasée, car les générateurs biphasés sont rarement utilisés dans les systèmes modernes de production d'électricité.