Fora de fase no disjuntor do circuito do gerador (GCB)

Uma condição fora de fase ocorre quando uma operação de fechamento do disjuntor de circuito gerador (GCB) é executada exatamente no momento em que há falta de sincronismo entre os fasores de tensão do gerador de um lado do GCB e os da rede externa do outro lado. Outro cenário comum é quando um gerador opera em estado fora de fase devido à instabilidade do sistema, necessitando o disparo do GCB.

A gravidade dessa interrupção está diretamente relacionada ao ângulo fora de fase δ. Dado que o gerador enfrenta riscos significativos quando δ excede 90°, os relés de proteção são geralmente configurados para disparar em torno de δ = 90°. Valores padronizados de tensão de recuperação transitória (TRV) fora de fase são estabelecidos com base em um ângulo fora de fase de 90° na tensão nominal. Vale notar que, para unidades geradoras menores, ainda podem ocorrer ângulos fora de fase maiores.

Quando o ângulo fora de fase δ atinge 90°, a corrente é aproximadamente 50% da corrente de defeito fornecida pelo sistema. No lado da tensão, o GCB está sujeito a uma TRV com uma taxa de aumento da tensão de recuperação (RRRV) aproximadamente equivalente à de um defeito de fonte do sistema, mas seu valor pico é quase duas vezes maior. A corrente fora de fase especificada no padrão é de fato definida como metade da corrente de defeito de fonte do sistema.

A figura ilustra as formas de onda TRV padronizadas para vários defeitos de gerador, comparadas com a TRV de um defeito de 100% para um GCB de 24 kV, fornecendo uma comparação visual clara das características elétricas sob diferentes condições de defeito.