¿Por qué instalar GCB en las salidas de los generadores? 6 beneficios principales para las operaciones de la planta de energía

1. Protege el Generador

Cuando ocurren cortocircuitos asimétricos en la salida del generador o la unidad soporta cargas desequilibradas, el GCB puede aislar rápidamente la falla para prevenir daños al generador. Durante la operación con carga desequilibrada, o durante cortocircuitos asimétricos internos/externos, se induce una corriente de Foucault de doble frecuencia en la superficie del rotor, causando un calentamiento adicional en el rotor. Mientras tanto, el par electromagnético alternante a doble frecuencia induce vibraciones de doble frecuencia en la unidad, lo que lleva a la fatiga del metal y daños mecánicos.

2. Protege el Transformador Principal y el Transformador de Servicio de Alta Tensión

Con un GCB instalado, se mejora la selectividad de las funciones de protección, ya sea durante fallas operativas, oscilaciones del sistema, o fallas internas en el generador/transformador, mejorando así la confiabilidad de la operación segura de la unidad.

Durante fallas operativas o oscilaciones del sistema, solo es necesario desconectar rápidamente el GCB, sin necesidad de cambiar la fuente de alimentación de servicio de la estación. Después de que se haya eliminado la falla, el generador y la red pueden reconectarse rápidamente a través del GCB, evitando apagones totales de la planta causados por fallas en el cambio de la fuente de alimentación de servicio de la estación.

Cuando ocurre una falla interna en el generador, el generador defectuoso puede ser aislado sin cambiar la fuente de alimentación de servicio de la estación. Esto permite un disparo selectivo de protección del generador, simplifica el cableado de protección y evita el cambio de la fuente de alimentación de servicio (ya que las fallas internas de la unidad no requieren el disparo del interruptor de alta tensión). Esto es altamente beneficioso para resolver fallas transitorias (especialmente señales térmicas falsas de calderas/turbinas), restaurar rápidamente la operación de la unidad y prevenir accidentes causados por errores de operación.

Para fallas de alta incidencia (por ejemplo, fallas internas del transformador, fallas de conexión a tierra del transformador), el tiempo de interrupción del GCB es mucho más rápido que el tiempo de supresión del campo del generador (varios segundos). Esto reduce considerablemente el daño de la corriente de falla al transformador, acorta el tiempo de mantenimiento, disminuye las pérdidas económicas directas/indirectas y mejora la disponibilidad de la planta en un 0,7%~1%.

3. Elimina la Necesidad de un Transformador de Arranque/Reserva y Simplifica el Cambio de Fuente de Alimentación de Servicio de la Estación

Con un GCB, la energía de arranque/apagado de la unidad puede ser retroalimentada al transformador de servicio de la estación a través del transformador principal, eliminando la necesidad de un transformador de arranque/reserva. El arranque/apagado de la unidad o el manejo de fallas solo requiere desconectar el GCB (no el interruptor de alta tensión del sistema), reduciendo los procedimientos de cambio de fuente de alimentación de servicio de la estación (en comparación con sistemas sin GCB), disminuyendo la complejidad operativa y mejorando la confiabilidad del sistema.

4. Mejora la Selectividad de la Protección de la Unidad

Cuando ocurre una falla interna en el generador, el GCB se desconecta rápidamente para aislar el generador de la red, sin necesidad de desconectar el transformador principal. La fuente de alimentación de servicio para el apagado aún puede ser retroalimentada a través del transformador principal, evitando el cambio de emergencia del sistema de fuente de alimentación de servicio de la estación. Esto reduce la carga de los operadores y crea condiciones para el manejo rápido de fallas. Evitar el cambio de la fuente de alimentación de servicio de alta tensión simplifica el cableado de control y protección del sistema de fuente de alimentación de servicio, mejorando su confiabilidad. Instalar un GCB en la salida del generador simplifica la configuración de protección de la unidad generador-transformador y reduce la complejidad de los interbloqueos de acción de protección. Durante el arranque/apagado normal de la unidad, la fuente de alimentación de servicio es suministrada por el sistema a través del transformador principal, eliminando la necesidad de cambios de fuente de alimentación de servicio. La conexión o desconexión de la unidad a la red puede completarse únicamente a través del GCB, acortando el tiempo de arranque y reduciendo los choques eléctricos/mecánicos a los motores. Menos componentes operativos también reducen el riesgo de errores de operación.

5. Simplifica los Procedimientos de Sincronización

Cuando la conexión a la red se realiza utilizando un interruptor de alta tensión, el interruptor está sometido a estrés de voltaje. En casos de aislamiento externo contaminado, este estrés puede causar un flashover de aislamiento externo. Cuando la sincronización se realiza a nivel de voltaje del generador (a través del GCB), se elimina el estrés de voltaje en el interruptor de alta tensión. Usar el GCB para la sincronización compara voltajes iguales en ambos lados del GCB, haciendo que la sincronización sea más simple y confiable. Además, dado que el GCB está instalado en interiores (con mejores condiciones ambientales y márgenes de aislamiento más amplios), la confiabilidad de la sincronización se asegura aún más.

6. Facilita las Pruebas y Puesta en Marcha

El GCB separa el generador y el transformador en dos secciones independientes, permitiendo la puesta en marcha y pruebas en etapas, paso a paso. Cuando la fuente de alimentación de servicio es suministrada por el transformador principal, el generador puede ser puesto en marcha, probado y medido bajo condiciones de subexcitación. Esta separación física a través del GCB facilita enormemente la puesta en marcha, mantenimiento e inspección del generador y del transformador, y también proporciona condiciones convenientes para las pruebas de cortocircuito del generador.