Kết nối biến áp Scott-T

Định nghĩa: Kết nối Scott-T là kỹ thuật liên kết hai biến áp một pha để cho phép chuyển đổi từ ba pha sang hai pha và ngược lại. Hai biến áp được kết nối điện nhưng hoạt động độc lập về mặt từ trường. Một biến áp được chỉ định là biến áp chính, trong khi biến áp kia được gọi là biến áp phụ trợ hoặc biến áp kích thích.

Sơ đồ dưới đây minh họa kết nối biến áp Scott-T:

• Biến áp chính có điểm đấu giữa tại điểm D và được kết nối với các đường B và C trên phía ba pha. Cuộn dây sơ cấp của nó được đánh dấu BC, và cuộn dây thứ cấp được đánh dấu a₁a₂.

• Biến áp kích thích được kết nối giữa đầu cuối đường A và điểm đấu giữa D. Cuộn dây sơ cấp của nó được đánh dấu AD, và cuộn dây thứ cấp được đánh dấu b₁b₂.

Đối với kết nối Scott-T, sử dụng các biến áp giống hệt và có thể hoán đổi, mỗi biến áp có cuộn dây sơ cấp với Tp vòng quấn và được trang bị các điểm đấu ở 0.289Tp, 0.5Tp, và 0.866Tp.

Sơ đồ Vectơ của Biến Áp Kết Nối Scott

Các điện áp đường của hệ thống ba pha cân bằng—VAB, VBC, và VCA—được mô tả trong hình dưới đây, được vẽ thành một tam giác đều đóng. Sơ đồ cũng cho thấy các cuộn dây sơ cấp của biến áp chính và biến áp kích thích.

Điểm D chia cuộn dây sơ cấp BC của biến áp chính thành hai nửa bằng nhau. Do đó, số vòng quấn trong phần BD bằng số vòng quấn trong phần DC, cả hai đều là Tp/2. Các điện áp VBD và VDC bằng nhau về độ lớn và cùng pha với điện áp VBC.

Điện áp giữa A và D là

Biến áp kích thích có điện áp định mức sơ cấp là √3/2 (tức là 0.866) lần so với biến áp chính. Khi điện áp VAD được áp dụng vào cuộn dây sơ cấp của biến áp kích thích, điện áp thứ cấp của nó V2t dẫn trước điện áp ở đầu cuối thứ cấp của biến áp chính V2m 90 độ, như được mô tả trong hình dưới đây.

Để duy trì cùng điện áp trên mỗi vòng quấn trong cuộn dây sơ cấp của cả biến áp chính và biến áp kích thích, số vòng quấn trong cuộn dây sơ cấp của biến áp kích thích phải là √3/2 Tp.

Do đó, các cuộn dây thứ cấp của cả hai biến áp có cùng điện áp định mức. Các điện áp thứ cấp V2t và V2m bằng nhau về độ lớn nhưng cách nhau 90° về pha, tạo ra một hệ thống hai pha cân bằng.

Vị trí Điểm Trung Tính N

Các cuộn dây sơ cấp của hai biến áp có thể tạo thành kết nối bốn dây với nguồn cung cấp ba pha nếu có điểm đấu N trên cuộn dây sơ cấp của biến áp kích thích sao cho:

• Điện áp qua AN, ký hiệu là VAN, bằng điện áp pha, tức là VAN = Vl/√3.

Cùng điện áp trên phần AN, ND và AD được biểu diễn bởi các phương trình,

Phương trình trên cho thấy điểm trung tính N chia cuộn dây sơ cấp của biến áp kích thích theo tỷ lệ: AN : ND = 2 : 1

Ứng dụng của Kết nối Scott-T

Kết nối Scott-T được sử dụng thực tế trong các tình huống sau:

• Lắp đặt Lò Điện: Nó cho phép vận hành song song hai lò điện một pha trong khi rút điện tải cân bằng từ nguồn cung cấp ba pha, đảm bảo phân phối điện năng hiệu quả và ổn định hệ thống.

• Quản lý Tải Đơn Pha: Thường được áp dụng trong hệ thống đường sắt điện khí hóa (ví dụ: tàu điện), nơi các tải đơn pha được lên lịch để duy trì tải gần bằng nhau trên tất cả ba pha của nguồn cung cấp, giảm thiểu mất cân đối và tối ưu hóa hiệu suất lưới điện.

• Chuyển Đổi Pha Giữa Các Hệ Thống: Cho phép dòng điện đi qua hai chiều giữa hệ thống ba pha và hai pha. Mặc dù có thể chuyển đổi cả hai hướng, ứng dụng thực tế chủ yếu tập trung vào chuyển đổi từ ba pha sang hai pha, vì máy phát điện hai pha ít được sử dụng trong các hệ thống điện hiện đại.