Un transformador Scott-T o conexión Scott es un tipo de circuito utilizado para producir energía eléctrica bifásica (2 φ, rotación de fase de 90 grados) [1] a partir de una fuente trifásica (3 φ, rotación de fase de 120 grados), o viceversa. La conexión Scott distribuye uniformemente una carga equilibrada entre las fases de la fuente. El transformador trifásico Scott fue inventado por el ingeniero de Westinghouse Charles F. Scott a fines de la década de 1890 para evitar el convertidor rotatorio más costoso de Thomas Edison y, de ese modo, permitir que las plantas generadoras bifásicas impulsaran motores trifásicos. [2]
En el momento de la invención, también existían cargas de motor bifásicas y la conexión Scott permitió conectarlas a suministros trifásicos más nuevos con las corrientes iguales en las tres fases. [3] Esto fue valioso para obtener una caída de voltaje igual y, por lo tanto, una regulación factible del voltaje del generador eléctrico (las fases no se pueden variar por separado en una máquina trifásica). El sistema de energía polifásico original de Nikola Tesla se basaba en componentes bifásicos de cuatro cables fáciles de construir. Sin embargo, a medida que aumentaron las distancias de transmisión, el sistema trifásico más eficiente en la línea de transmisión se volvió más común. (La energía trifásica se puede transmitir con solo tres cables, donde los sistemas de energía bifásica requerían cuatro cables, dos por fase). Tanto los componentes 2 φ como los 3 φ coexistieron durante varios años y la conexión del transformador Scott-T permitió interconectarlos.
Suponiendo que el voltaje deseado es el mismo en los lados de dos y tres fases, la conexión del transformador Scott-T (que se muestra a la derecha) consta de un transformador principal con toma central y relación 1:1, T1, y un transformador teaser con relación √ 3 /2 (≈86,6 %), T2. El lado con toma central de T1 está conectado entre dos de las fases en el lado trifásico. Su toma central se conecta a un extremo del lado de menor conteo de vueltas de T2, el otro extremo se conecta a la fase restante. El otro lado de los transformadores se conecta directamente a los dos pares de un sistema bifásico de cuatro cables.
Los motores bifásicos consumen energía constante, al igual que los motores trifásicos, por lo que una carga bifásica equilibrada se convierte en una carga trifásica equilibrada. Sin embargo, si una carga bifásica no está equilibrada (se consume más energía de una fase que de la otra), ningún sistema de transformadores (incluidos los transformadores Scott-T) puede restablecer el equilibrio: la corriente desequilibrada en el lado bifásico provoca una corriente desequilibrada en el lado trifásico. Dado que la carga bifásica típica era un motor, durante el desarrollo del Scott-T se supuso que la corriente en las dos fases era inherentemente igual.
En la actualidad, se ha intentado recuperar la conexión Scott como una forma de alimentar ferrocarriles eléctricos monofásicos a partir de suministros de servicios públicos trifásicos. Esto no dará como resultado una corriente equilibrada en las tres fases al ser igual. La diferencia instantánea en la carga en las dos secciones se considerará un desequilibrio en el suministro trifásico; no hay forma de suavizarlo con transformadores. [4]
La conexión del transformador Scott-T también se puede utilizar en una disposición T-to-T back-to-back para una conexión trifásica a trifásica. Esto supone un ahorro de costes en los transformadores de menor potencia debido a que la T de dos bobinas se conecta a una T secundaria de dos bobinas en lugar del tradicional transformador primario de tres bobinas a secundario de tres bobinas. En esta disposición, la toma neutra X0 está a mitad de camino hacia arriba en el transformador teaser secundario (véase a la derecha). La estabilidad de la tensión de esta disposición T-to-T en comparación con el tradicional transformador primario de tres bobinas a secundario de tres bobinas es cuestionada, ya que la impedancia "por unidad" de los dos devanados (primario y secundario, respectivamente) no es la misma en una configuración T-to-T, mientras que los tres devanados (primario y secundario, respectivamente) son los mismos en una configuración de tres transformadores, si los tres transformadores son idénticos.
Los transformadores de distribución trifásicos a trifásicos (también llamados "conectados en T") se utilizan cada vez más. El primario debe estar conectado en delta (Δ), pero el secundario puede estar conectado en delta o en "estrella" ( Y ), a elección del cliente, y X0 proporciona el neutro para el caso "estrella". Por lo general, se proporcionan tomas para ambos casos. La capacidad máxima habitual de un transformador de distribución de este tipo es de 333 kVA (un tercio de un megavatio con un factor de potencia unitario ). [ cita requerida ]
{{cite journal}}: La cita utiliza un título genérico ( ayuda ) El artículo citado es un documento de GE que señala que el desequilibrio ferroviario, incluso a través de transformadores Scott-T, afecta a los generadores, los motores de otros clientes y presumiblemente a los transformadores conectados en delta. Incluso pequeños desequilibrios pueden causar calentamiento. Sin embargo, debido a que los sistemas eléctricos han crecido a lo largo del siglo XX, el documento sugiere que los ferrocarriles son ahora una carga tolerable, siempre que se tenga un análisis del sistema que lo confirme. Los transformadores Scott-T pueden ni siquiera ser relevantes, ya que las conexiones de carga directas de línea a línea pueden ser suficientes. Por lo tanto, esto deja una solución potencial, pero la carga monofásica debe considerarse tolerada , no equilibrada . Permitirlo también plantea la pregunta: "¿Qué sucedería si otros clientes pidieran la misma tolerancia?"