Conexión de transformador Scott-T

Definición: A conexión Scott-T é unha técnica para ligar dous transformadores monofásicos para permitir a conversión de trifásica a bifásica e viceversa. Os dous transformadores están conectados eléctricamente pero operan de forma independente magneticamente. Un transformador está designado como o transformador principal, mentres que o outro se denomina transformador auxiliar ou teaser.

O diagrama a seguir ilustra a conexión do transformador Scott-T:

• O transformador principal ten un terminal central no punto D e está conectado ás liñas B e C no lado trifásico. O seu devanado primario está etiquetado BC, e o seu devanado secundario está etiquetado a₁a₂.

• O transformador teaser está conectado entre o terminal da liña A e o terminal central D. O seu devanado primario está etiquetado AD, e o seu devanado secundario está etiquetado b₁b₂.

Para a conexión Scott-T, empreganse transformadores idénticos e intercambiables, cada un con un devanado primario con Tp espiras e equipado con derivaciones en 0.289Tp, 0.5Tp e 0.866Tp.

Diagrama fasorial do transformador de conexión Scott

As tensións de liña do sistema trifásico equilibrado—VAB, VBC e VCA—están representadas na figura a continuación, ilustradas como un triángulo equilátero cerrado. O diagrama tamén mostra os devanados primarios do transformador principal e do transformador teaser.

O punto D divide o devanado primario BC do transformador principal en dúas metades iguais. En consecuencia, o número de espiras na parte BD é igual ao número de espiras na parte DC, ambos sendo Tp/2. As tensións VBD e VDC son iguais en magnitude e en fase coa tensión VBC.

A tensión entre A e D é

O transformador teaser ten unha clasificación de tensión primaria de √3/2 (ou sexa, 0.866) veces a do transformador principal. Cando a tensión VAD se aplica ao devanado primario do transformador teaser, a súa tensión secundaria V2t antecede a tensión terminal secundaria do transformador principal V2m en 90 graos, como se representa na figura a continuación.

Para manter a mesma tensión por espira nos devanados primarios do transformador principal e do transformador teaser, o número de espiras no devanado primario do transformador teaser debe ser √3/2 Tp.

En consecuencia, as secundarias de ambos os transformadores teñen clasificaciones de tensión idénticas. As tensións secundarias V2t e V2m son iguais en magnitude pero separadas 90° en fase, producindo así un sistema bifásico equilibrado.

Posición do punto neutro N

Os devanados primarios dos dous transformadores poden formar unha conexión de catro fíos a unha alimentación trifásica se se proporciona unha derivación N no devanado primario do transformador teaser tal que:

• A tensión a través de AN, denotada como VAN, é igual á tensión de fase, ou sexa, VAN= Vl/√3.

A mesma tensión por espira nas partes AN, ND e AD están mostradas polas ecuacións,

A ecuación anterior indica que o punto neutro N divide o devanado primario do transformador teaser na proporción: AN : ND = 2 : 1

Aplicacións da conexión Scott-T

A conexión Scott-T atopase aplicación práctica nos seguintes escenarios:

• Instalacións de fornos eléctricos: Permite a operación en paralelo de dous fornos monofásicos mentres se retira unha carga equilibrada dunha alimentación trifásica, asegurando unha distribución eficiente da potencia e a estabilidade do sistema.

• Xestión de cargas monofásicas: Comúnmente aplicada en sistemas ferroviarios electrificados (por exemplo, trens eléctricos), onde as cargas monofásicas están programadas para manter unha carga case igual en todas as tres fases da alimentación, minimizando o desequilibrio e optimizando o rendemento da rede.

• Conversión de fases entre sistemas: Facilita o flujo de potencia bidireccional entre sistemas trifásicos e bifásicos. Aínda que pode converter en ambas as direccións, as aplicacións prácticas se centran predominantemente na conversión de trifásica a bifásica, xa que os xeradores bifásicos raramente se usan nos sistemas modernos de potencia.