การเชื่อมต่อหม้อแปลง Scott-T

บทนิยาม: การเชื่อมต่อ Scott-T เป็นเทคนิคในการเชื่อมโยงหม้อแปลงไฟฟ้าเฟสเดียวสองตัวเพื่อให้สามารถแปลงจากระบบสามเฟสเป็นระบบสองเฟสและกลับกันได้ หม้อแปลงทั้งสองทำงานอย่างอิสระในทางแม่เหล็กแต่เชื่อมต่อกันทางไฟฟ้า หม้อแปลงหนึ่งถูกกำหนดให้เป็นหม้อแปลงหลัก ในขณะที่อีกตัวเรียกว่าหม้อแปลงเสริมหรือหม้อแปลง teaser

แผนภาพด้านล่างแสดงการเชื่อมต่อหม้อแปลง Scott-T:

• หม้อแปลงหลัก มีจุดศูนย์กลางที่จุด D และเชื่อมต่อกับสาย B และ C บนด้านของระบบสามเฟส ขดลวดหลักของมันมีป้ายว่า BC และขดลวดรองป้ายว่า a₁a₂

• หม้อแปลง teaser เชื่อมต่อระหว่างเทอร์มินัลสาย A และจุดศูนย์กลาง D ขดลวดหลักของมันป้ายว่า AD และขดลวดรองป้ายว่า b₁b₂

สำหรับการเชื่อมต่อ Scott-T ใช้หม้อแปลงที่เหมือนกันและสามารถสลับกันได้ แต่ละตัวมีขดลวดหลักที่มีจำนวนรอบ Tp และมีจุดเชื่อมต่อที่ 0.289Tp, 0.5Tp, และ 0.866Tp

แผนภาพเวกเตอร์ของหม้อแปลงเชื่อมต่อ Scott

แรงดันระหว่างสายของระบบสามเฟสสมดุล VAB, VBC, และ VCA แสดงในรูปด้านล่าง แสดงเป็นสามเหลี่ยมด้านเท่าปิด แผนภาพยังแสดงขดลวดหลักของหม้อแปลงหลักและหม้อแปลง teaser

จุด D แบ่งขดลวดหลัก BC ของหม้อแปลงหลักออกเป็นสองส่วนเท่า ๆ กัน ดังนั้น จำนวนรอบในส่วน BD เท่ากับจำนวนรอบในส่วน DC ซึ่งเป็น Tp/2 แรงดัน VBD และ VDC มีขนาดและเฟสเดียวกับแรงดัน VBC

แรงดันระหว่าง A และ D คือ

หม้อแปลง teaser มีแรงดันขดลวดหลักที่ √3/2 (คือ 0.866) ของหม้อแปลงหลัก เมื่อแรงดัน VAD ถูกนำไปใช้กับขดลวดหลักของหม้อแปลง teaser แรงดันรอง V2t นำหน้าแรงดันปลายขดลวดรองของหม้อแปลงหลัก V2m ไป 90 องศา ตามที่แสดงในแผนภาพด้านล่าง

เพื่อรักษาแรงดันต่อรอบในขดลวดหลักของหม้อแปลงทั้งสองให้เท่ากัน จำนวนรอบในขดลวดหลักของหม้อแปลง teaser ต้องเป็น √3/2 Tp

ดังนั้น ขดลวดรองของทั้งสองหม้อแปลงมีแรงดันที่เท่ากัน แรงดันรอง V2t และ V2m มีขนาดเท่ากันแต่แยกกัน 90° ในเฟส ทำให้เกิดระบบสองเฟสสมดุล

ตำแหน่งของจุดกลาง N

ขดลวดหลักของหม้อแปลงทั้งสองสามารถสร้างการเชื่อมต่อสี่สายกับระบบสามเฟสได้หากมีจุดเชื่อมต่อ N บนขดลวดหลักของหม้อแปลง teaser ดังนี้:

• แรงดันระหว่าง AN ระบุว่า VAN เท่ากับแรงดันเฟส คือ VAN = Vl/√3

แรงดันต่อรอบในส่วน AN, ND และ AD แสดงโดยสมการ

สมการข้างต้นแสดงว่า จุดกลาง N แบ่งขดลวดหลักของหม้อแปลง teaser ในอัตราส่วน AN : ND = 2 : 1

การใช้งานของการเชื่อมต่อ Scott-T

การเชื่อมต่อ Scott-T ใช้งานจริงในสถานการณ์ต่อไปนี้:

• การติดตั้งเตาไฟฟ้า: ช่วยให้เตาไฟฟ้าเฟสเดียวสองตัวสามารถทำงานขนานกันได้ โดยดึงโหลดสมดุลจากแหล่งจ่ายสามเฟส ทำให้การกระจายพลังงานและการทำงานของระบบมีความเสถียร

• การจัดการโหลดเฟสเดียว: ใช้ในระบบรถไฟไฟฟ้า (เช่น รถไฟไฟฟ้า) ที่โหลดเฟสเดียวถูกวางแผนให้มีการโหลดที่ใกล้เคียงกันในทุกเฟสของแหล่งจ่าย เพื่อลดความไม่สมดุลและเพิ่มประสิทธิภาพของระบบ

• การแปลงเฟสระหว่างระบบ: ช่วยให้การไหลของพลังงานระหว่างระบบสามเฟสและระบบสองเฟสเป็นไปได้ทั้งสองทาง แต่การใช้งานจริงส่วนใหญ่เน้นที่การแปลงจากสามเฟสเป็นสองเฟส เนื่องจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสองเฟสนั้นไม่ค่อยใช้ในระบบพลังงานสมัยใหม่