Scott-T preobrazovalnik povezave

Definicija: Scott-T povezava je tehnika za povezovanje dveh enofaznih transformatorjev, ki omogoča pretvorbo med trofaznim in dvofaznim tokom in obratno. Dva transformatorja sta električno povezana, vendar neodvisno delujeta magnetno. Eden od transformatorjev je označen kot glavni transformator, drugi pa kot pomožni ali privlačni transformator.

Slika spodaj prikazuje povezavo Scott-T transformatorja:

• Glavni transformator ima srednji tap na točki D in je povezan z vrsticama B in C na trofazni strani. Njegova primarna navojnica je označena z BC, sekundarna navojnica pa z a₁a₂.

• Privlačni transformator je povezan med terminalom vrstice A in srednjim tapom D. Njegova primarna navojnica je označena z AD, sekundarna navojnica pa z b₁b₂.

Za Scott-T povezavo se uporabljata identična in izmenljiva transformatorja, vsak z primarno navojnico z Tp zavojnicami in opremljen s tapanjem na 0,289Tp, 0,5Tp in 0,866Tp.

Fazorski diagram Scottove povezave transformatorja

Vodilne napetosti uravnoteženega trofaznega sistema - VAB, VBC in VCA - so prikazane na spodnji sliki, prikazane kot zaprt enakostrani trikotnik. Slika tudi prikazuje primarne navojnice glavnega in privlačnega transformatorja.

Točka D razdeli primarno navojnico BC glavnega transformatorja na dva enaka dela. Število zavojnic v delu BD je enako številu zavojnic v delu DC, oba imata Tp/2. Napetosti VBD in VDC so enake velikosti in fazno usklajene z napetostjo VBC.

Napetost med A in D je

Primarna napetostna ocenka privlačnega transformatorja je √3/2 (tj. 0,866) krat večja od glavnega transformatorja. Ko je napetost VAD uporabljena na primarni navojnici privlačnega transformatorja, njegova sekundarna napetost V2t vodi sekundarno napetost glavnega transformatorja V2m za 90 stopinj, kot je prikazano na spodnji sliki.

Za ohranitev enake napetosti na zavojnico v primarnih navojnicah obeh transformatorjev mora biti število zavojnic v primarni navojnici privlačnega transformatorja √3/2 Tp.

Torej imata sekundarne navojnice obeh transformatorjev enake napetostne ocenke. Sekundarne napetosti V2t in V2m so enake velikosti, vendar razmaknjeni za 90° faze, kar ustvarja uravnotežen dvofazni sistem.

Položaj neutralne točke N

Primarne navojnice dveh transformatorjev lahko tvorijo štirijevrščno povezavo na trofazni vir, če je na primarni navojnici privlačnega transformatorja oskrbljen tap N, tako da:

• Napetost preko AN, označena z VAN, je enaka fazni napetosti, tj. VAN = Vl/√3.

Enaki napor v delu AN, ND in AD so prikazani z enačbami,

Gornja enačba kaže, da neutralna točka N deli primarno navojnico privlačnega transformatorja v razmerju: AN : ND = 2 : 1

Uporaba Scott-T povezave

Scott-T povezava najde praktično uporabo v naslednjih situacijah:

• Namestitve električnih peči: Omogoča vzporedno delovanje dveh enofaznih peči, hkrati odvaja uravnoteženo obremenitev iz trofaznega vira, kar zagotavlja učinkovito porazdelitev energije in stabilnost sistema.

• Upravljanje enofaznih obremenitev: Često uporabljena v elektrificiranih železniških sistemih (npr. električni vlaki), kjer so enofazne obremenitve načrtovane, da ohranijo skoraj enake obremenitve na vseh treh fazah vira, kar zmanjša neravnovesje in optimizira delovanje mreže.

• Fazna pretvorba med sistemi: Omogoča dvosmeren pretok energije med trofaznimi in dvofaznimi sistemi. Čeprav lahko pretvarja v obeh smereh, so praktične uporabe predvsem usmerjene v pretvorbo iz trofaznega v dvofazni sistem, saj so dvofazni generatorji redko uporabljeni v sodobnih sistemih oskrbe z energijo.