Fuera de fase en el interruptor de circuito del generador (GCB)

Una condición fuera de fase ocurre cuando se ejecuta una operación de cierre del interruptor del circuito del generador (GCB) precisamente en el momento en que hay una falta de sincronismo entre los fasores de voltaje del generador en un lado del GCB y los de la red externa en el otro lado. Otro escenario común es cuando un generador opera en un estado fuera de fase debido a la inestabilidad del sistema, lo que requiere el disparo del GCB.

La gravedad de dicha interrupción está directamente relacionada con el ángulo fuera de fase δ. Dado que el generador enfrenta riesgos significativos cuando δ supera 90°, los relés protectores suelen estar configurados para disparar alrededor de δ = 90°. Los valores estandarizados de tensión de recuperación transitoria (TRV) fuera de fase se establecen basándose en un ángulo fuera de fase de 90° a la tensión nominal. Es importante tener en cuenta que, para unidades de generadores más pequeñas, aún pueden ocurrir ángulos fuera de fase mayores.

Cuando el ángulo fuera de fase δ alcanza 90°, la corriente es aproximadamente el 50% de la corriente de falla suministrada por el sistema. En el lado de la tensión, el GCB se somete a una TRV con una tasa de aumento de la tensión de recuperación (RRRV) aproximadamente equivalente a la de una falla en el sistema-fuente, pero su valor pico es casi el doble. La corriente fuera de fase especificada en el estándar está efectivamente fijada en la mitad de la corriente de falla del sistema fuente.

La figura ilustra las formas de onda TRV estandarizadas para varias fallas del generador, junto con la TRV de una falla del 100% para un GCB de 24 kV, proporcionando una comparación visual clara de las características eléctricas bajo diferentes condiciones de falla.