3. Требуемая мощность для обеспечения тяговой нагрузки

3.1. Подстанции постоянного тока

С учётом характера нагрузок тяговых подстанций постоянного тока определяющим фактором при выборе мощности преобразовательных и понижающих трансформаторов является допустимая кратность перегрузок. Полагая наиболее критичной 1-минутную двукратную нагрузку (см. п. 1.6), для указанных трансформаторов, кВ·А,

S_т = [S_ич + 0,9 U_d0т (I_{э1 пуск} + I_{э2 пуск})] / 2 , (3.1)

где S_ич – часовая мощность подстанции (см. п. 2.3.1); U_d0т – приведенное напряжение холостого хода трансформатора (см. п. 2.3.2); I_{э1 пуск} , I_{э2 пуск} – пусковые токи электровозов поезда наибольшей массы по характеристикам «Правил тяговых расчётов для поездной работы» соответственно в направлении наибольшего электропотребления и в обратном направлении, А. Ток I_{э2 пуск} учитывается только для подстанций, питающих крупные станции.

3.2. Подстанции переменного тока

Нагрузочная способность трансформаторов при системах переменного тока определяется, в основном, допустимыми температурами нагрева масла и обмоток, а в отдельных случаях также допустимой 1,5-кратной перегрузкой, которая в данной Методике учитывается для 10-минутного интервала времени. В этих условиях мощность для обеспечения тяговой нагрузки рассчитывается по формуле, кВ·А,:

S_т = k_нич (k_то б S_ич б + k_то м S_ич м) , (3.2)

где k_нич – коэффициент соотношения требуемого номинального и расчётного часового токов обмотки. При наличии в расчётном пакете (а также в данных для определения средневзвешенной массы) от 20 до 60% поездов с максимальной массой, превышающей в 1,4 раза и более массу остальных поездов, k_нич = 0,87, при всех других сочетаниях поездов k_нич = 0,82; S_ич б , S_ич м – соответственно большее и меньшее значения часовой мощности из рассчитанных для обоих плеч подстанции (см. п. 2.3.1); k_то б , k_то м – доля мощности в обмотке от нагрузок плеч соответственно S_ич б  и S_ич м; трёхфазного трансформатора с учётом неодновременности максимумов часовых нагрузок плеч k_то б = 2, k_то м = 0,45; однофазного трансформатора системы 2х25 кВ k_то б = 1,25, k_то м = 0; трёхфазного симметрирующего трансформатора системы 25 кВ k_то б = 2, k_то м = 0; то же системы 2х25 кВ k_то б = 2,5, k_то м = 0.

В значениях коэффициентов k_то б и k_то м учтено отношение номинальных мощностей S_ном трансформатора и S_о ном фазной обмотки (секции расщеплённой обмотки при системе 2х25 кВ).

3.3. Автотрансформаторы системы 2х25 кВ

3.3.1. Требуемая мощность повышающего автотрансформатора системы 2х25 кВ при схеме с трёхфазными трансформаторами на подстанции, кВ·А,

S_треб = 0,8 k_нич S_ич , (3.5)

где S_ич – часовая мощность фидера (S_ич f), к которому подключён АТ, либо плеча подстанции, если АТ присоединён к шинам контактной сети. Значения коэффициента k_нич приведены в п. 3.2.

3.3.2. Количество линейных автотрансформаторных пунктов (АТП) в межподстанционной зоне определяется по нагрузке пути с большей суммарной по перегонам часовой мощностью S_ич 1:

N_А = 0,8 k_нич S_ич 1 / S_А ном , (3.6)

где S_А ном – номинальная мощность АТ, которая в начальном варианте принимается равной 10 000 кВ·А.

Полученное значение N_А округляют до ближайшего большего целого числа и рассчитывают среднее расстояние между АТП, км,

l_А ср = l_з / (N_А + 1) . (3.7)

При расстоянии l_А ср менее 7 км следует принять мощность АТ S_А ном = 16 000 кВ·А и повторить расчеты по формулам (3.6), (3.7).

Используя параметры N_А и l_А ср , выбирают вариант размещения АТП с привязкой их, по возможности, к различным железнодорожным объектам. Выбранную схему размещения АТП проверяют по допустимым параметрам режима автотрансформаторов и по напряжению в контактной сети.