Scott-T-transformatoranslutning

Definition: Scott-T-förbindelsen är en teknik för att koppla två enfastransformatorer för att möjliggöra konvertering mellan tre-fas och två-fas, och vice versa. De två transformatorerna är elektriskt anslutna men fungerar magnetiskt oberoende. En transformator benämns som huvudtransformator, medan den andra kallas för hjälptransformator eller teaser-transformator.

Diagrammet nedan illustrerar Scott-T-transformatorförbindelsen:

• Huvudtransformatorn har en mittenkontakt vid punkt D och är ansluten till linjerna B och C på tre-fassidan. Dess primärspole är märkt BC, och dess sekundärspole är märkt a₁a₂.

• Teaser-transformatorn är ansluten mellan linjeanslutningen A och mittenkontakten D. Dess primärspole är märkt AD, och dess sekundärspole är märkt b₁b₂.

För Scott-T-förbindelsen används identiska och bytebara transformatorer, var och en med en primärspole med Tp vändningar och utrustade med tappningspunkter vid 0.289Tp, 0.5Tp, och 0.866Tp.

Fasordiagram för Scott-förbindelse-transformator

Linjespanningarna i det balanserade tre-fassystemet - VAB, VBC, och VCA - visas i figuren nedan, illustrerade som en stängd liksidig triangel. Diagrammet visar också de primära spolarna i huvudtransformatorn och teaser-transformatorn.

Punkt D delar primärspolen BC i huvudtransformatorn i två lika halvor. Därför är antalet vändningar i BD-delen lika med antalet vändningar i DC-delen, båda är Tp/2. Spanningarna VBD och VDC är lika i storlek och fas med spanningen VBC.

Spanningen mellan A och D är

Teaser-transformatorn har en primärespansningsklassificering på √3/2 (dvs. 0.866) gånger den huvudtransformatorn. När spänningen VAD appliceras på teaser-transformatorns primärspole leder dess sekundärspänning V2t huvudtransformatorns sekundärterminalsspänning V2m med 90 grader, som visas i figuren nedan.

För att bibehålla samma spänning per vändning i de primära spolarna i både huvudtransformatorn och teaser-transformatorn måste antalet vändningar i teaser-transformatorns primär vara √3/2 Tp.

Därför har sekundärerna av båda transformatorerna identiska spänningsklassificeringar. Sekundärspänningarna V2t och V2m är lika i storlek men separerade med 90° i fas, vilket skapar ett balanserat två-fassystem.

Position för neutralpunkt N

De primära spolarna i de två transformatorerna kan forma en fyrlinjekoppling till en tre-fasförsörjning om en tappningspunkt N tillhandahålls på teaser-transformatorns primär så att:

• Spänningen över AN, betecknad som VAN, är lika med fasens spänning, dvs. VAN = Vl/√3.

Samma spänningsvändning i portionerna AN, ND och AD visas av ekvationerna,

Ekvationen ovan indikerar att neutralpunkten N delar den primära spolen i teaser-transformatorn i förhållandet: AN : ND = 2 : 1

Användningsområden för Scott-T-förbindelse

Scott-T-förbindelsen hittar praktiska tillämpningar i följande scenarier:

• Elektriska ugninstallationer: Det möjliggör parallell drift av två enfasugnar samtidigt som det drar en balanserad last från en tre-fasförsörjning, vilket säkerställer effektiv strömfördelning och systemstabilitet.

• Hantering av enfaslast: Vanligtvis tillämpas i elektrifierade järnvägsystem (t.ex. elektriska tåg), där enfaslast regleras för att upprätthålla nästan lika belastning över alla tre faser av försörjningen, vilket minimerar obalans och optimerar nätets prestanda.

• Fasomvandling mellan system: Möjliggör tvåvägstrafik av energi mellan tre-fas och två-fas-system. Trots att det kan konvertera åt båda hållen fokuserar praktiska tillämpningar främst på konvertering från tre-fas till två-fas, eftersom två-fasgenerators används sällan i moderna strömsystem.