Методичні вказівки щодо виконання задачі № 2
Всі розрахунки треба виконувати у відносних базових одиницях, прийнятих в задачі № 1. Під час розрахунків треба використати схему електричної системи (рис. 1) і дані, відповідно до обраного варіанта задачі № 1. Для виконання задачі № 2 на основі схеми рис. 1 складають розрахункову схему електричної системи у разі виникненні поперечної несиметрії (рис. 3).
Рис. З. Розрахункова схема для поперечної несиметрії
З метою уніфікації форми запису рівнянь трьом режимам (і відповідним їм параметрам) присвоюють індекс:
І − доаварійний режим;
ІІ − аварійний режим;
ІІІ − післяаварійний режим.
В доаварійному (І) і післяаварійному (ІІІ) режимах коротке замикання відсутнє, в розрахунковій схемі вимикач Q − вимкнутий (або 
).
В аварійному (ІІ) режимі на початку лінії W2, біля шин вищої напруги станції G (рис. 1) виникає один із видів короткого замикання (поперечна несиметрія). В даному випадку вимикач Q (рис. 3) увімкнений. Під час режимів І та ІІ в роботі знаходяться обидві повітряні ЛЕП W1 та W2, тобто вимикачі Q1 ÷ Q4 схеми рис. 1 увімкнуті. Після спрацювання захисту лінії W2 вимикаються її вимикачі Q3 та Q4 і виникає післяаварійний режим, тобто в роботі залишається одна лінія W1 (увімкнуті вимикачі Q1 та Q2) (рис. 1). В даній задачі робота пристрою АПВ ЛЕП W2 не розглядається.
З метою спрощення розрахунків (що допустиме у разі невеликих часів існування к.з. − до 1 с) приймаються наступні допущення в розрахунковій схемі (рис. 3):
| (14) |
де 
; 
; 
.
За прийнятих допущень (14) потужність P, що передається в енергосистему від станції по електропередачі
 ,
| (15) |
де залежно від режиму к = І, ІІ, ІІІ.
Гранична передавана потужність у відповідності до схеми рис. 3
 ,
| (16) |
де 
− взаємний реактивний опір між генеруючою віткою з е.р.с. Е і приймаючою віткою з напругою U.
Залежно від виду режиму приймає різні значення, від яких і залежатиме гранична передавана потужність 
.
Згідно з розрахунковою схемою взаємний опір для всіх режимів
 ,
| (17) |
де 
.
Для всіх трьох режимів
 =  .
| (18) |
Для доаварійного і аварійного режимів (І, ІІ)
 =  .
| (19) |
Для післяаварійного режиму (ІІІ)
 .
| (20) |
Як вже зазначалось вище, лише у разі аварійного режиму (ІІ) в схему рис. 3 додатково під'єднується опір 
, тому для цього режиму, згідно з (17)
| (21) |
Таким чином на основі (17) ÷ (21) отримуємо
 =  ;
| (22) |
| (23) |
 .
| (24) |
У виразах (22) ÷ (24)
| (25) |
Величина опору шунта 
залежить від виду к.з.:
у разі однофазного к.з. на землю
 ;
| (26) |
у разі двофазного к.з. на землю
| (27) |
у випадку двофазного к. з. (без землі)
 ;
| (28) |
у разі трифазного (симетричного) к. з.
 .
| (29) |
Таким чином, згідно з (26) ÷ (29) маємо
 .
| (30) |
Очевидно, що
 ;
| (31) |
| (32) |
Тобто у разі виникнення к.з. (режим ІІ) відбувається значне зниження максимально можливої (граничної) передаваної потужності 
, що призводить до розгону ротора генератора G і виникає можливість його випадіння з синхронізму .
З виразів (21), (30) маємо:
 ,
| (33) |
або
 .
| (34) |
У відповідності до (15, 33) маємо:
 .
| (35) |
Як видно з (35), найлегший з точки зору динамічної стійкості режиму є режим однофазного к.з., коли 
найбільше, а найважчий − режим трифазного к.з., коли 
.
У виразах для опору шунта маємо відповідно до схеми електричної системи (рис. 1)
| (36) |
де 
| (37) |
Еквівалентні опори 
є вхідними опорами схем заміщення відповідно зворотної і нульової послідовностей по відношенню до місця к.з. 
схеми електричної системи (рис. 1). У виразі (36) прийнято опір зворотної послідовності генератора 
, що допустимо під час інженерних розрахунків динамічної стійкості режимів енергосистем.
Граничний кут вимкнення аварійного режиму (к.з.) розраховується за:
| (38) |
У виразі (38) значення у відносних одиницях (в.о.) беруть із таблиці 2 (результати розрахунків задачі № 1).
Граничні потужності для різних режимів 
розраховуються за формулою (16) із врахуванням відповідних значень взаємних реактансів 
, 
, які розраховуються за виразами (23, 24). Значення опору , що входить до виразу (23) розраховується за формулами (26 ÷ 28) з врахуванням співвідношень (36), (37).
Слід врахувати, що для трифазного к.з. .
Кути 
та 
, які входять у формулу (38);
| (39) |
| (40) |
Значення P0 у відносних одиницях (в.о.) береться із таблиці 2, а 
розраховується за формулою (16), з врахуванням 
за (22). Слід зазначити що для всіх розрахунків в задачі № 2 треба використовувати результати розрахунків (у відносних одиницях) потужностей , опорів тощо, отриманих під час розв'язку задачі № 1.
Граничний час вимкнення трифазного к.з. розраховується за:
| (41) |
де 
, − в градусах; P0 – у відносних одиницях; 
, 
Постійна часу інерції 
в (41) приведена до прийнятої базової потужності Sб (МВА). Величина розраховується за:
| (42) |
де 
− маховий момент ротора генератора G, тм2; n = 3000 об/хв (для турбогенераторів) − номінальні оберти ротора генератора G; Sб − МВА .
Значення , Sб і P0 беруться з задачі № 1, а значення кутів і із попередніх розрахунків для задачі № 2.
Результати розрахунків задачі № 2 наводять в таблиці 3.
Значення потужностей 
розраховуються для всіх режимів за формулою (15), задаючись 
= 0 ÷ 180° через 22,5°.
Результати розрахунків зводять у таблицю 4.
Таблиця З
Результати розрахунків задачі № 2
| Параметр | Число | Розмірність | Примітка | ||
| Вид к.з. | |||||
| 
| 
| |||
| − | − | в.о. | Для всіх режимів | |
| − | − | в.о. | −"− | |
| − | − | в.о. | −"− | |
| − | − | в.о. | −"− | |
| в.о. | ||||
| в.о. | ||||
|
| в.о. | ||||
|
| − | − | в.о. | Для режиму І | |
|
| − | − | в.о. | Для режиму ІІІ | |
|
| в.о. | Для режиму ІІ | |||
|
| град. | Для режиму І | |||
|
| град. | Для режиму ІІІІ | |||
| град. | ||||
| − | − | с | Для 
| |
|
| с | За Sб = МВА |
Таблиця 4
Значення потужностей .
| ,
град.
| sin
|
| |||||
| І | ІІІ | ІІ
| ІІ
| ІІ
| ІІ
| ||
| 22,5 | |||||||
^
За результатами розрахунків (таблиця 4) будують криві залежностей для різних видів к.з. з нанесенням на них всіх розрахованих кутів δ.
На основі результатів розрахунків, наведених в таблицях 3, 4 роблять висновок щодо впливу виду к.з. на динамічну стійкість режиму електричної системи.