Giả thiết rằng hệ thống điện đang làm việc tại P0 và δ0 – điểm a, Hình.3.12 thì xảy ra ngắn mạch. Đường đặc tính cơng suất thay đổi đột ngột từ PI xuống PII. Công suất điện giảm thấp nhưng do qn tính của rotor, góc δ chưa kịp biến đổi mà vẫn giữ giá trị δ0, vì vậy điểm làm việc rơi xuống điểm b trên đường PII. Lúc này công suất tua bin P0 lớn hơn công suất điện và sinh ra công suất thừa dương.
0 max 0 ' 0 0 0 P P P PII sin P
Công suất ΔP0 gây cho rotor gia tốc ban đầu α0 và làm cho tốc độ tương đối của rotor Δω = ω – ω0 tăng lên (tại thời điểm ban đầu Δω = 0). Góc δ tăng lên và điểm làm việc trượt trên đường đặc tính cơng suất PII. Cùng với sự tăng lên của δ,
sin max 0 PII P P
giảm đi, khiến cho gia tốc tương đối α giảm đi nhưng tốc độ góc tương đối Δω vẫn tăng lên vì ΔP >0. Đến khi δ = δc, ΔP = 0 và α = 0, tốc độ góc tương đối Δω đạt giá trị cực đại. Do quán tính góc δ tiếp tục tăng lên δ > δc, lúc này ΔP đổi dấu, nó tác động hãm rotor lại, gia tốc tương đối α mang dấu âm và Δω giảm dần. Quá trình tiếp tục chuyển động cho đến khi Δω = 0, góc δ đạt giá trị cực đại
(điểm d), lúc đó ΔP đạt giá trị âm lớn nhất, gia tốc α cũng đạt giá trị âm lớn nhất. Do đó, q trình chuyển động có tính chất ngược lại so với ban đầu, góc δ giảm xuống, Δω tăng dần theo chiều âm, ΔP giảm dần. Quá trình chuyển động tiếp tục sau một số chu kỳ góc δ sẽ dừng lại tại δ0 là vị trí cân bằng cơng suất (Hình.d).
Có thể thấy rằng, hệ thống điện sẽ bị mất ổn định khi diện tích hãm tốc cực đại do đường đặc tính cơng suất PII tạo ra q bé hoặc thậm chí bằng khơng nếu PIImax < P0 (Hình.3.12). Lúc đó để đảm bảo ổn định động cần phải tạo ra diện tích hãm tốc bằng cách cắt nhanh ngắn mạch, đưa hệ thống về chế độ sau sự cố với đường đặc tính cơng suất PIII. Với đường này sẽ có diện tích hãm tốc nhất định.
3.5.3 Sự cố 3 pha ở giữa đường dây truyền tải
Xét sự cố 3 pha ở giữa đường dây truyền tải 2 như trong hình 3.14