Трансформатор Скотт-Т
Трансформатор Скотта-Т или соединение Скотта — это тип цепи, используемой для производства двухфазной электроэнергии (2 φ, чередование фаз на 90 градусов). [1] от трехфазного источника (3 φ, чередование фаз на 120 градусов) или наоборот. Соединение Скотта равномерно распределяет сбалансированную нагрузку между фазами источника. Трехфазный трансформатор Скотта был изобретен Westinghouse инженером Чарльзом Ф. Скоттом в конце 1890-х годов, чтобы обойти Томаса Эдисона более дорогой роторный преобразователь и тем самым позволить двухфазным генераторным установкам приводить в движение трехфазные двигатели. [2]
Соединение
[ редактировать ]На момент изобретения также существовали двухфазные нагрузки двигателей, и соединение Скотта позволяло подключать их к новым трехфазным источникам питания с токами, равными в трех фазах. [3] Это было ценно для получения равного падения напряжения и, следовательно, возможности напряжения электрогенератора регулирования (в трехфазной машине фазы не могут изменяться отдельно). Николы Теслы Первоначальная многофазная энергосистема была основана на простых в сборке двухфазных четырехпроводных компонентах. Однако по мере увеличения расстояний передачи более распространенной стала более эффективная трехфазная система передачи. (Трехфазная мощность может передаваться только с помощью трех проводов, тогда как для двухфазных систем электропитания требовалось четыре провода, по два на фазу.) Компоненты как 2 φ, так и 3 φ сосуществовали в течение ряда лет, и соединение трансформатора Скотта-Т позволило им быть взаимосвязанными.
Технические детали
[ редактировать ]
Предполагая, что желаемое напряжение одинаково на двух и трех фазных сторонах, подключение трансформатора Скотта-Т (показано справа) состоит из главного трансформатора с соотношением 1:1 с центральным отводом, T1, и √ 3 /2 (≈86,6% ) преобразователь коэффициента тизера, Т2. Сторона T1 с центральным отводом подключена между двумя фазами трехфазной стороны. Его центральный отвод затем соединяется с одним концом стороны нижнего счетчика витков Т2, а другой конец соединяется с оставшейся фазой. Другая сторона трансформаторов затем подключается напрямую к двум парам двухфазной четырехпроводной системы.
Несбалансированные нагрузки
[ редактировать ]Двухфазные двигатели потребляют постоянную мощность, как и трехфазные двигатели, поэтому сбалансированная двухфазная нагрузка преобразуется в сбалансированную трехфазную нагрузку. Однако если двухфазная нагрузка не сбалансирована (от одной фазы потребляется больше мощности, чем от другой), никакое расположение трансформаторов (включая трансформаторы Скотта-Т) не сможет восстановить баланс: Несбалансированный ток на двухфазной стороне вызывает несбалансированный ток на трехфазная сторона. Поскольку типичной двухфазной нагрузкой был двигатель, во время разработки Scott-T ток в двух фазах предполагался равным.
В наше время люди пытались возродить соединение Скотта как способ питания однофазных электрических железных дорог от трехфазных энергосистем. Это не приведет к тому, что сбалансированный ток на трех фазах будет равным. Мгновенная разница в нагрузке на две секции будет рассматриваться как дисбаланс трехфазного питания; нет возможности сгладить его трансформаторами. [4]
Расположение спина к спине
[ редактировать ]
Трансформаторное соединение Скотта-Т также можно использовать по схеме «Т-к-Т» для перехода от трехфазного к трехфазному соединению. Это экономия средств в трансформаторах малой мощности благодаря тому, что Т с двумя катушками подключен к вторичному Т с двумя катушками вместо традиционного трансформатора с тремя первичными катушками на три вторичные обмотки. В этой схеме нейтральный отвод X0 находится частично вверху вторичного трансформатора (см. Справа). Стабильность напряжения этой схемы «Т-Т-Т» по сравнению с традиционным трансформатором с тремя первичными катушками на вторичные с тремя катушками подвергается сомнению, поскольку «единичный» импеданс двух обмоток (первичной и вторичной соответственно) не является решающим . то же самое в конфигурации Т-к-Т, тогда как три обмотки (первичная и вторичная соответственно) одинаковы в конфигурации с тремя трансформаторами, если три трансформатора идентичны.
Распределительные трансформаторы с трехфазным на трехфазное соединение (также называемые «Т-образными») находят все более широкое применение. Первичная обмотка должна быть соединена по схеме «треугольник» (Δ), а вторичная обмотка может быть соединена по схеме «треугольник» или «звезда» ( Y ), по выбору заказчика, при этом X0 обеспечивает нейтраль для случая «звезда». Обычно предусмотрены краны для обоих случаев. Обычная максимальная мощность такого распределительного трансформатора составляет 333 кВА (треть мегаватта при коэффициенте мощности, равном единице ). [ нужна ссылка ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Руководство по распределительному трансформатору, GET-2485T . Хикори, Северная Каролина: General Electric Company. 1996. с. 64.
- ^ Пассер, Гарольд К. (1953). Производители электротехники, 1875-1900 гг . Гарвард. п. 315.
- ^ «Все о схемах» . Проверено 4 августа 2014 г.
- ^ General Electric (январь 1957 г.). "(неизвестный)". Транзакции AIEE : 432–445.
{{cite journal}}: Cite использует общее название ( помощь ) Цитируемая статья представляет собой документ GE, в котором указывается, что дисбаланс железной дороги, даже через трансформаторы Скотта-Т, влияет на генераторы, двигатели других клиентов и, предположительно, трансформаторы, соединенные треугольником. Даже небольшой дисбаланс может вызвать нагрев. Однако, поскольку за XX век электрические системы стали крупнее, в статье предполагается, что железные дороги теперь представляют собой терпимую нагрузку при условии наличия подтверждающего системного анализа. Трансформаторы Скотта-Т могут даже не подходить, поскольку прямого линейного подключения нагрузки может быть достаточно. Таким образом, остается потенциальное решение, но тогда однофазную нагрузку следует рассматривать как допустимую , а не сбалансированную . Разрешение этого также поднимает вопрос: «Что, если другие клиенты попросят такой же терпимости?»
