Transformator Scott-T
Transformator Scott-T (zwany także połączeniem Scotta ) jest rodzajem obwodu używanego do wytwarzania dwufazowej energii elektrycznej (2 φ, obrót fazowy o 90 stopni) ze źródła trójfazowego (3 φ, obrót fazowy o 120 stopni), lub odwrotnie. Połączenie Scott równomiernie rozkłada zrównoważone obciążenie między fazami źródła. Transformator trójfazowy Scott został wynaleziony przez inżyniera z Westinghouse , Charlesa F. Scotta, pod koniec lat 90. XIX wieku, aby ominąć droższe transformatory Thomasa Edisona przekształtnika obrotowego , a tym samym umożliwić elektrowniom dwufazowym napędzanie silników trójfazowych.
Korelacja
W czasie wynalazku istniały również obciążenia silników dwufazowych, a połączenie Scotta umożliwiało podłączenie ich do nowszych źródeł trójfazowych z prądami równymi w trzech fazach. Było to cenne dla uzyskania równego spadku napięcia, a tym samym możliwej regulacji napięcia z generatora elektrycznego (fazy nie mogą być zmieniane oddzielnie w maszynie trójfazowej). Oryginalny wielofazowy system zasilania Nikoli Tesli opierał się na prostych w budowie dwufazowych, czteroprzewodowych elementach. Jednak wraz ze wzrostem odległości transmisji bardziej powszechny stał się system trójfazowy o większej wydajności linii przesyłowej. (Moc trójfazowa może być przesyłana tylko za pomocą trzech przewodów, podczas gdy dwufazowe systemy zasilania wymagały czterech przewodów, po dwa na fazę). Oba komponenty 2 φ i 3 φ współistniały przez wiele lat, a połączenie transformatora Scott-T pozwoliło im być ze sobą połączone.
Szczegóły techniczne
Zakładając, że pożądane napięcie jest takie samo po stronie dwu- i trójfazowej, połączenie transformatora Scott-T (pokazane po prawej) składa się z transformatora głównego T1 o przełożeniu 1:1 z centralnym odczepem i transformatora √ 3 /2 ( ≈86,6 % ) transformator zwiastuna proporcjonalnego, T2. Środkowa strona T1 jest połączona między dwiema fazami po stronie trójfazowej. Jego środkowy kran łączy się następnie z jednym końcem dolnej strony licznika obrotów T2, a drugi koniec łączy się z pozostałą fazą. Druga strona transformatorów jest następnie podłączana bezpośrednio do dwóch par dwufazowego czteroprzewodowego systemu.
Niezrównoważone obciążenia
Silniki dwufazowe pobierają stałą moc, podobnie jak silniki trójfazowe, więc zrównoważone obciążenie dwufazowe jest przekształcane w zrównoważone obciążenie trójfazowe. Jeśli jednak obciążenie dwufazowe nie jest zrównoważone (więcej mocy pobierane jest z jednej fazy niż z drugiej), żaden układ transformatorów (w tym transformatorów Scott-T) nie może przywrócić równowagi: Niezrównoważony prąd po stronie dwufazowej powoduje niezrównoważony prąd na stronie trójfazowej. Ponieważ typowym obciążeniem dwufazowym był silnik, przyjęto, że prąd w obu fazach był z natury równy podczas opracowywania Scott-T.
W dzisiejszych czasach ludzie próbowali ożywić połączenie Scott jako sposób zasilania jednofazowych kolei elektrycznych z trójfazowych dostaw energii elektrycznej. Nie spowoduje to wyrównania prądu w trzech fazach. Chwilowa różnica w obciążeniu dwóch sekcji będzie postrzegana jako brak równowagi w zasilaniu trójfazowym; nie ma możliwości wygładzenia tego za pomocą transformatorów.
Układ tył do tyłu
Połączenie transformatora Scott-T może być również używane w układzie back-to-back T-to-T dla połączenia trójfazowego z trójfazowym. Jest to oszczędność kosztów w transformatorach o niższej mocy, ponieważ dwucewkowa T jest podłączona do wtórnej dwucewkowej T zamiast tradycyjnego trójcewkowego transformatora pierwotnego do trójcewkowego wtórnego. W tym układzie odczep neutralny X0 znajduje się częściowo w górę na transformatorze wtórnego zwiastuna (patrz po prawej). Kwestionowana jest stabilność napięcia tego układu T-do-T w porównaniu z tradycyjnym transformatorem z trzema cewkami pierwotnymi do trzech cewek wtórnych, ponieważ impedancja „na jednostkę” dwóch uzwojeń (odpowiednio pierwotnego i wtórnego) nie są takie same w konfiguracji T-do-T, podczas gdy trzy uzwojenia (odpowiednio pierwotne i wtórne) są takie same w konfiguracji z trzema transformatorami, jeśli trzy transformatory są identyczne.
Transformatory rozdzielcze trójfazowe na trójfazowe (zwane również „połączonymi w trójnik”) mają coraz więcej zastosowań. Uzwojenie pierwotne musi być połączone w trójkąt (Δ), ale uzwojenie wtórne może być połączone w trójkąt lub w gwiazdę ( Y ), według uznania klienta, przy czym X0 zapewnia przewód neutralny dla przypadku w gwiazdę. Zwykle dostarczane są krany dla obu przypadków. Zwyczajowa maksymalna moc takiego transformatora rozdzielczego wynosi 333 kVA (jedna trzecia megawata przy jednostkowym współczynniku mocy ). [ potrzebne źródło ]
