スコットTトランス

スコットT変圧器またはスコット接続は、三相（3 φ、120度位相回転）電源から二相電力（2 φ、90度位相回転）^[1]を生成するために使用される回路の一種です。スコット接続は、電源の相間でバランスの取れた負荷を均等に分散します。スコット三相変圧器は、ウェスティングハウスのエンジニアであるチャールズ・F・スコットによって1890年代後半に発明され、トーマス・エジソンのより高価な回転コンバータをバイパスし、それによって二相発電機が三相モーターを駆動できるようにしました。^[2]

相互接続

発明当時、2相モーター負荷も存在しており、スコット接続により、3相の電流が等しい新しい3相電源にそれらを接続できました。^[3]これは、電圧降下を均等にし、発電機からの電圧を実現可能にするのに役立ちました（3相機械では位相を個別に変更することはできません）。ニコラ・テスラのオリジナルの多相電力システムは、簡単に構築できる2相4線コンポーネントに基づいていました。しかし、伝送距離が長くなるにつれて、より伝送線効率の高い3相システムが一般的になりました。（3相電力は3本のワイヤだけで伝送できますが、2相電力システムでは相ごとに2本のワイヤ、合計4本のワイヤが必要でした。）2φと3φの両方のコンポーネントが長年共存し、スコットT変圧器接続によりそれらを相互接続できました。

技術的な詳細

2 相側と 3 相側で必要な電圧が同じであると仮定すると、スコット T トランス接続 (右図) は、センタータップ付きの 1:1 比率のメイントランス T1 と、√ 3 /2 (≈86.6%) 比率のティーザートランス T2 で構成されます。T1 のセンタータップ側は、3 相側の 2 つの相の間に接続されます。次に、そのセンタータップは T2 の巻数が少ない側の一方の端に接続され、もう一方の端は残りの相に接続されます。トランスのもう一方の側は、2 相 4 線システムの 2 つのペアに直接接続されます。

不均衡な負荷

2 相モーターは、3 相モーターと同様に一定の電力を消費するため、バランスの取れた 2 相負荷はバランスの取れた 3 相負荷に変換されます。ただし、2 相負荷がバランスされていない場合 (一方の相から他方の相よりも多くの電力が消費される場合)、どのようなトランス (Scott-T トランスを含む) を配置してもバランスを回復することはできません。2 相側の不均衡な電流は、3 相側の不均衡な電流を引き起こします。典型的な 2 相負荷はモーターであるため、Scott-T の開発中は、2 つの相の電流は本質的に等しいと想定されていました。

現代では、スコット接続を復活させて、三相電力会社から単相電気鉄道に電力を供給する方法が試みられています。しかし、これでは三相の電流が均等に平衡化されません。2つのセクションの負荷の瞬間的な差は三相電源の不均衡として現れ、変圧器でそれを平滑化する方法はありません。^[4]

背中合わせの配置

スコット T トランス接続は、3 相から 3 相への接続に、背中合わせの T 対 T 配置で使用することもできます。これは、従来の 3 コイルの一次から 3 コイルの二次トランスではなく、2 コイルの T が二次の 2 コイルの T に接続されるため、低電力トランスのコスト削減になります。この配置では、X0 中性タップは二次ティーザートランスの途中にあります (右を参照)。この T 対 T 配置の電圧安定性は、従来の 3 コイルの一次から 3 コイルの二次トランスと比較して疑問視されています。これは、2 つの巻線 (それぞれ一次と二次) の「単位あたりの」インピーダンスがT 対 T 構成では同じではないのに対し、3つのトランスが同一であれば、3 つの巻線 (それぞれ一次と二次) は 3 つのトランス構成で同じに なるためです。

三相から三相への（「T 接続」とも呼ばれる）配電用変圧器の用途は増加しています。一次側はデルタ接続（Δ）でなければなりませんが、二次側はデルタ接続または「Y 接続」（Y ）のどちらでもかまいません。Y 接続の場合は、X0 が中性線となります。どちらの場合もタップが通常用意されています。このような配電用変圧器の通常の最大容量は 333 kVA（力率 1で 1 メガワットの 3 分の 1 ）です。^[^{引用が必要}^]

参照

参考文献

^ 配電用変圧器マニュアル、GET-2485T。ヒッコリー、ノースカロライナ州：ゼネラル・エレクトリック・カンパニー。1996年、p.64。
^ パッサー、ハロルド C. (1953)。電気メーカー、1875-1900。ハーバード大学。315 ページ。
^ 「All About Circuits」2014年8月4日閲覧。
^ General Electric (1957年1月). 「(不明)」. AIEE Transactions : 432–445. {{cite journal}}:引用では一般的なタイトルを使用しています (ヘルプ)引用されている記事は GE の論文で、鉄道の不平衡は、スコット T 変圧器を介しても、発電機、他の顧客のモーター、およびおそらくデルタ接続の変圧器に影響を与えることを指摘しています。小さな不平衡でも加熱を引き起こす可能性があります。しかし、20 世紀の間に電力システムが大規模化したため、この論文では、確認システム分析があれば、鉄道は現在許容可能な負荷であると示唆しています。スコット T 変圧器は関係ない可能性があり、直接の線間負荷接続で十分な場合があります。したがって、潜在的な解決策が残りますが、単相負荷は、バランスが取れているのではなく、許容されていると見なされるべきです。これを許可すると、「他の顧客が同じ許容を要求した場合はどうなるか」という疑問も生じます。

[GET-2485T-1] 配電用変圧器マニュアル、GET-2485T。ヒッコリー、ノースカロライナ州：ゼネラル・エレクトリック・カンパニー。1996年、p.64。

[Passer-2] パッサー、ハロルド C. (1953)。電気メーカー、1875-1900。ハーバード大学。315 ページ。

[All_About_Circuits-3] 「All About Circuits」2014年8月4日閲覧。

[AIEE-4] General Electric (1957年1月). 「(不明)」. AIEE Transactions : 432–445. {{cite journal}}:引用では一般的なタイトルを使用しています (ヘルプ)引用されている記事は GE の論文で、鉄道の不平衡は、スコット T 変圧器を介しても、発電機、他の顧客のモーター、およびおそらくデルタ接続の変圧器に影響を与えることを指摘しています。小さな不平衡でも加熱を引き起こす可能性があります。しかし、20 世紀の間に電力システムが大規模化したため、この論文では、確認システム分析があれば、鉄道は現在許容可能な負荷であると示唆しています。スコット T 変圧器は関係ない可能性があり、直接の線間負荷接続で十分な場合があります。したがって、潜在的な解決策が残りますが、単相負荷は、バランスが取れているのではなく、許容されていると見なされるべきです。これを許可すると、「他の顧客が同じ許容を要求した場合はどうなるか」という疑問も生じます。