Scott-T Transformatortopologie

Definitie: De Scott-T-schakeling is een techniek voor het verbinden van twee enkelvoudige transformatoren om conversie van driefase naar tweefase en vice versa mogelijk te maken. De twee transformatoren zijn elektrisch verbonden, maar werken magnetisch onafhankelijk. Een transformer wordt aangeduid als de hoofdtransformer, terwijl de andere de hulp- of teaser-transformer wordt genoemd.

Het diagram hieronder illustreert de Scott-T-transformatorschakeling:

• De hoofdtransformer heeft een middeltapping op punt D en is verbonden met lijnen B en C aan de driefase kant. De primaire winding wordt aangeduid met BC, en de secundaire winding met a₁a₂.

• De teaser-transformer is verbonden tussen lijnterminal A en de middeltapping D. De primaire winding wordt aangeduid met AD, en de secundaire winding met b₁b₂.

Voor de Scott-T-schakeling worden identieke en verwisselbare transformatoren gebruikt, elk met een primaire winding met Tp windingen en uitgerust met tappings op 0.289Tp, 0.5Tp en 0.866Tp.

Fasordiagram van Scott Transformatorschakeling

De lijnspanningen van het evenwichtige driefasesysteem - VAB, VBC en VCA - worden in de figuur hieronder weergegeven, geïllustreerd als een gesloten gelijkzijdige driehoek. Het diagram toont ook de primaire windingen van de hoofdtransformer en de teaser-transformer.

Punt D verdeelt de primaire winding BC van de hoofdtransformer in twee gelijke delen. Daarom is het aantal windingen in het BD-deel gelijk aan het aantal windingen in het DC-deel, beide Tp/2. De spanningen VBD en VDC zijn in grootte en fase gelijk aan de spanning VBC.

De spanning tussen A en D is

De teaser-transformer heeft een primaire spanning van √3/2 (d.w.z. 0.866) keer die van de hoofdtransformer. Wanneer de spanning VAD wordt toegepast op de primaire winding van de teaser-transformer, loopt de secundaire spanning V2t 90 graden voor op de secundaire terminalspanning V2m van de hoofdtransformer, zoals in de figuur hieronder wordt weergegeven.

Om dezelfde spanning per winding in de primaire windingen van zowel de hoofdtransformer als de teaser-transformer te behouden, moet het aantal windingen in de primaire winding van de teaser-transformer √3/2 Tp zijn.

Daardoor hebben de secundaire windingen van beide transformatoren identieke spanningswaarden. De secundaire spanningen V2t en V2m zijn in grootte gelijk, maar gescheiden door 90° in fase, waardoor een evenwichtig tweefasesysteem ontstaat.

Positie van het Neutrale Punt N

De primaire windingen van de twee transformatoren kunnen een vierdradenverbinding vormen met een driefasevoeding als er een tapping N wordt gemaakt op de primaire winding van de teaser-transformer zodanig dat:

• De spanning over AN, aangeduid als VAN, gelijk is aan de fasenspanning, d.w.z. VAN = Vl/√3.

Dezelfde spanning in de delen AN, ND en AD wordt weergegeven door de vergelijkingen,

De bovenstaande vergelijking geeft aan dat het neutrale punt N de primaire winding van de teaser-transformer verdeelt in de verhouding: AN : ND = 2 : 1

Toepassingen van de Scott-T-schakeling

De Scott-T-schakeling vindt praktische toepassing in de volgende scenario's:

• Elektrische Oven Installaties: Het stelt parallelle werking van twee enkelvoudige ovens in staat terwijl een evenwichtige belasting wordt getrokken van een driefasevoeding, wat efficiënte energieverdeling en systeemstabiliteit garandeert.

• Beheer van Enkelvoudige Belastingen: Vaak toegepast in geëlektrificeerde spoorwegsystemen (bijvoorbeeld elektrische treinen), waar enkelvoudige belastingen worden gepland om bijna gelijke belasting over alle drie fasen van de voeding te behouden, waardoor onevenwichtigheid wordt geminimaliseerd en de prestaties van het netwerk worden geoptimaliseerd.

• Fase Conversie Tussen Systemen: Faciliteert bidirectionele stroom tussen driefase- en tweefasesystemen. Hoewel het zowel richtingen kan converteren, richten praktische toepassingen zich voornamelijk op driefase naar tweefase conversie, aangezien tweefase generatoren zelden in moderne energie-systemen worden gebruikt.