Scott-T変圧器接続

定義: スコットT接続は、2つの単相変圧器を連結して3相と2相の間で変換を行う技術です。2つの変圧器は電気的に接続されていますが、磁気的には独立して動作します。一方の変圧器はメイン変圧器と呼ばれ、もう一方は補助またはティーザー変圧器と呼ばれます。

以下の図はスコットT変圧器接続を示しています:

• メイン変圧器は点Dにセンタータップを持ち、3相側の線BとCに接続されています。その一次巻線はBCとラベル付けされ、二次巻線はa₁a₂とラベル付けされています。

• ティーザー変圧器は線端子AとセンタータップDの間に接続されています。その一次巻線はADとラベル付けされ、二次巻線はb₁b₂とラベル付けされています。

スコットT接続では、それぞれの一次巻線がTpターンを持つ同一かつ互換性のある変圧器が使用されます。また、0.289Tp, 0.5Tp, および0.866Tpの位置にタッピングがあります。

スコット接続変圧器の位相図

平衡3相システムのライン電圧VAB, VBC, およびVCAは以下の図に示され、閉じた正三角形として描かれています。この図にはまた、メイン変圧器とティーザー変圧器の一回巻線も示されています。

点Dはメイン変圧器の一回巻線BCを2つの等しい部分に分割します。したがって、BD部分のターン数とDC部分のターン数は両方ともTp/2となります。VBDとVDCの電圧はVBCの電圧と同じ大きさであり、位相も同じです。

AとD間の電圧は

ティーザー変圧器の一次電圧評価値は、メイン変圧器の約√3/2（つまり0.866）倍です。VADがティーザー変圧器の一回巻線に適用されたとき、その二次電圧V2tはメイン変圧器の二次端子電圧V2mより90度先行します。これは以下の図に示されています。

メイン変圧器とティーザー変圧器の一回巻線の各ターンあたりの電圧を同じにするためには、ティーザー変圧器の一回巻線のターン数は√3/2Tpでなければなりません。

結果として、両変圧器の二次巻線は同じ電圧評価値を持ちます。二次電圧V2t とV2mは大きさが等しく、位相が90°離れているため、バランスの取れた2相システムを生成します。

中性点Nの位置

ティーザー変圧器の一回巻線に中性点Nのタップが提供されると、2つの変圧器の一回巻線は3相供給に対して4線接続を形成することができます。

• AN間の電圧、VANは相電圧、つまりVAN= Vt/√3と等しくなります。

AN, ND, ADの各部分の電圧ターンは以下の式で示されます。

上記の式は、中性点Nがティーザー変圧器の一回巻線をAN:ND = 2 : 1の比で分割することを示しています。

スコットT接続の応用

スコットT接続は以下のシナリオで実用的な使用が見られます：

• 電気炉設備: 二つの単相炉を並列運転させ、三相供給からバランスの取れた負荷を引き出すことができます。これにより効率的な電力分配とシステムの安定性が確保されます。

• 単相負荷管理: 電化鉄道システム（例えば電車）などにおいて、単相負荷がすべての三相供給の負荷をほぼ均等に維持するようにスケジュールされることが一般的です。これにより不均衡が最小限に抑えられ、グリッドの性能が最適化されます。

• システム間の位相変換: 三相と二相システム間の双方向電力流動を可能にします。両方向への変換が可能ですがあるいは、現代の電力システムでは二相発電機はほとんど使用されないため、主に三相から二相への変換が実際の応用で重視されます。