Разговор за строителни техники за система за електропитане от 20 кВ във високоскоростни железопътни линии
1. Преглед на проекта
Този проект включва строителството на новата високоскоростна железопътна линия Джакарта–Бандунг с дължина на основната линия 142,3 км, включително 76,79 км мостове (54,5%), 16,47 км тунели (11,69%) и 47,64 км нагорници (33,81%). Са построени четири станции – Халим, Караванг, Падаларанг и Тегал Луар. Основната линия Джакарта–Бандунг е дълга 142,3 км, проектирана за максимална скорост 350 км/ч, с разстояние между двойните коли 4,6 м, включително приблизително 83,6 км безбаластна пътека и 58,7 км баластна пътека. Системата за електропитане на тракцията използва метода AT (Автотрансформатор).
Външното електропитане използва напрежение от 150 кВ, докато вътрешната система за разпределение на електроенергията използва 20 кВ. Ръчагите и устройствата за позициониране на контактната мрежа за високоскоростната железопътна линия използват стандартизиран и опростен китайски дизайн. Китайската желязна пътна електрификационна дирекция е отговорна за закупуването на материали, строителството на цялата система за електропитане и тракция на високоскоростната железопътна линия Джакарта–Бандунг в Индонезия, както и за външното електропитане, финансирано от превременни суми.
2. Проект за разпределителна подстанция 20 кВ
2.1 Главна електрическа връзка и режим на работа на 20 кВ
Главната шина 20 кВ използва конфигурация с една шина, разделена чрез автоматичен прекъсвач за свързване на шините. Предвижда се секция на шината за преминаващ фидер 20 кВ, която след преминаване през регулатор на напрежение, излиза като комплексен преминаващ фидерен линия 20 кВ и първичен преминаващ фидерен линия 20 кВ. Нейтралната точка на регулатора на напрежение е заземена чрез малко съпротивление, а за регулатора на напрежение не е инсталиран обиколен ключ.
При нормална работа, двете източници на енергия доставят едновременно, с отворен прекъсвач за свързване на шините. Ако един от източниците на енергия изневерява, входящият прекъсвач от страната, лишена от енергия, се отваря, а прекъсвачът за свързване на шините се затваря автоматично, позволявайки на другия източник на енергия да носи цялата нагрузка на подстанцията. Устройство за компенсация на реактивна мощност е инсталирано в секцията на шината за преминаващ фидер 20 кВ, осигурявайки, че факторът на мощност на входния край на подстанцията след компенсацията е не по-малък от 0,9.
2.2 План за разположение
Всички разпределителни подстанции са разположени на едно ниво заедно с оперативни и жилищни сгради в района на станцията, с изключение на подстанцията за депото на EMU в Тегал Луар, която е построена самостоятелно като едноетажна сграда. Не се предоставят междинни етажи за кабели. Едно ниво включва помещения за регулатора на напрежение (за първичен и комплексен преминаващ фидер), компенсация на реактивна мощност, заземващо устройство, комуникационна техника, склад за запасни части, високо напрежение, контролна стая, инструментална стая и зона за почивка. Кабелите в подстанцията са устроени в кабелни канали.
Свързването между помещението за регулатора на напрежение, помещението за компенсация на реактивна мощност, помещението за заземващо устройство и високонапрежната стая се осъществява чрез предварително инсталирани тръби. Разположена в района на станцията, подстанцията няма специални външни пътища за достъп или противопожарни пътища. Предвижда се външен интегриран канал за утилити, оборудван с опори за кабели; входящите и изходящите кабели се насочват през този канал, с кабели за високо и ниско напрежение/контрол разположени от противоположните страни на канала. Другите участъци използват кабелни канали и инсталации на тръби.
3. Подготовка за строителството
Изучаване на местността: Преди строителството, изпълнителят трябва да проведе изучаване на местността, базирайки се на одобрени проектни документи и релевантни данни, и да приготви доклад за изучаване на местността, покриващ терен, геология, пътна транспортна инфраструктура, условия на сградите за оборудване и маршрутиране на интегрирания канал за утилити.
Проверка на строителните чертежи: Изпълнителят трябва да провери одобрените строителни чертежи на място и да потвърди техната точност преди употреба. Всяко различие трябва да бъде незабавно съобщено на клиента, проектиращия и надзорния инженер за решение.
На базата на изучаването и проверените чертежи, изпълнителят трябва да разработи детайлна план за изпълнение и ръководство за работа на разпределителната подстанция, ясно дефинирайки стандарти на процеса, изисквания за контрол на качеството и нужди за интерфейси на ключови процедури, и да проведе технически брифинги, базирани на QR кодове.
Оптимизация с BIM: По време на ранната фаза на строителството, технологията BIM трябва да бъде използвана за моделиране на инсталацията на оборудването и маршрутите на кабелите в разпределителната подстанция 20 кВ. Това позволява оптимизирана разстановка на оборудването и архитектурата на канали и тръби в сградата, моделиране на маршрутите на кабелите в вътрешни и външни кабелни канали, оптимизиране на пътищата на кабелите и точно определяне на местата на опори. Визуализационните и симулационните възможности на BIM помагат да се избегнат пространствени конфликти по време на строителството и да се подобри ефективността.
4. Оптимизация на детайлите на процеса
4.1 Разположение на кабелния канал в разпределителната подстанция
Подстанцията е едноетажна сграда, и са изключени разклонения на кабелните канали за отделните помещения. Между основанията в помещението за регулатора на напрежение, реакторната стая и стаята за малко съпротивление за заземляване и високонапрежната/контролната стая се използват предварително инсталирани стоманени тръби, достигащи до височината на втория ниво на опори за кабели от дъното. За удобство при протягане на кабели, предварително инсталираната тръба между външния канал за утилити и кабелния канал на високонапрежната стая е оптимизирана в форма на канал, с инсталирани плочки за преминаване през стените.
4.2 Инсталация на шината в помещението за регулатора на напрежение
Оригиналната едноетажна хоризонтална опора за кабели в помещението за регулатора на напрежение е оптимизирана чрез добавяне на ъглова стомана под хоризонталната опора, за да се увеличи стабилността и да се предотврати трептенето. Кабелите влизат в регулатора на напрежение от горе, с опори, инсталирани на височина 2,500 мм. Щитовата слой и бронята на кабелните завършвания на високо напрежение са заземени отделно.
Всички конструктивни опори са свързани с главния заземващ проводник чрез плоски или цилиндрични стоманени пръти. Меден шиновод свързва кабелните въвеждания с терминалите на регулатора на напрежението, защитени от кръстосано облъчен термоусукващ се рукав с маркировка на фазите. За оперативно наблюдение е инсталирана L-образна мрежа от неръжавееща стомана с вратата за поддръжка (опътена с електромагнитна заключалка, която се отключва само когато високонапрастният ключ е отворен). Бариерата и вратата са разположени така, за да се гарантира безопасността на персонала и задължителното разстояние между живите части.
4.3 Инсталация на опори за кабели
Симулацията на предварителното прокладване на кабели, базирана на BIM, позволи разделено маршрутизиране: страна на източника на мощност 1, страна на източника на мощност 2, страна на основния преминаващ кабел и страна на комплексния преминаващ кабел са прокладени на отделни страни на траншеята, предотвратявайки повреда на един кабел да навреди на друг. Радиусите на извивките на кабелите са спазвани, а точната позиция на всеки кабел на опорите определя оптималния тип и местоположение на опорите.
Детекцията на сблъсквания в BIM коригира височините на опорите, за да се избегнат кръстосвания на кабелите. Всички хоризонтални ръгала на опорите са поравняни на една равнина, с отклонения на центъра ≤5 мм. Опорите са фиксирани към предварително засадени стоманени плочи на стените на траншеята, с долната част на опорите ≥150 мм над дъното на траншеята. В интегрираната улична траншея, опорите за кабели са заземени чрез 40 мм × 4 мм плоска стомана, с два заземващи водници, свързани с интегрираната система за заземяване.
4.4 Конструкция на прокладката на кабели
Принцип на разположение на кабели: Кабелите с различни нива на напрежение трябва да бъдат разположени от горе надолу в следния ред: високонапрастни кабели, контролни кабели и сигнали. Кабели с различни класификации или две вериги от основни потребители не трябва да се разполагат на едно и също ниво на опора.
Уточняване на дизайна: На основата на чертежи, техники за прокладка на кабели позволяват по-дълбоко уточняване на дизайна, осигурявайки пълен и систематичен план за строителството, който гарантира гладко интегриране на процесите и подобрява контрола върху безопасността и качеството.
Изчисление на тегловната сила: Тегловните машини са поставени на крайната точка, с машини за подаване на кабели, разположени приблизително на всеки 1 м. На основата на опит, добавя се допълнителни 10 см при извивки за изчисление на тегловната сила.
Проверка на обекта: Преди прокладката, проверете условията за инсталация на оборудването. Обезпечете, че тегловната сила остава под допустимата тегловна сила на кабела. Проведете проверки на безопасността на машините за прокладка на кабели и проучете обекта, за да потвърдите разположението на барабаните с кабели; коригирайте незабавно, ако стандартите не са изпълнени.
Изпълнение на прокладката на кабели: Преди прокладката, подгответе етикети и номериране въз основа на чертежи от квалифицирани техници. Наблюдението на обекта гарантира правилното маршрутизиране на кабелите и използването на модела. По време на механичната прокладка, кабелите не трябва да покажат сплескане на бронята, завихряване или повреда на обвивката. Използвайте кран за позициониране на барабана с кабели, подкрепен от специална стойка за издаване, за да се позволи размотаване от горния край и да се предотврати триене с почвата. Установете хапчета за теглене на кабели на въвежданията преди теглене. Квалифицирани техници трябва да наблюдават функционирането на оборудването и разположението на машините за подаване: главна теглова машина на крайната точка, машини за подаване, разположени на 80–100 м разстояние, и големи радиусни ролки при извивки.
Фиксиране на кабели: След прокладката, фиксирайте кабелите в началната/краената точки и от двете страни на извивките, с интервали за фиксация от 5–10 м. Приложете принципа на „проклади един, завъжи един“ и повторно фиксирайте кабелите от началната точка назад. За кабелите на трейове, окачете идентификационни етикети от двете страни, извивки и кръстовища; на правите участъци, етикети на всеки 20 м. Етикетите трябва еднородно да показват номер на кабела, спецификация, начални/краен точки и напрежение.
Инспекция на кабелната верига: След прокладката, проверете цялата кабелна верига, свързаните компоненти и обекти. Потвърдете точността на етикетите, проверете за липсващи/грешни инсталации и потвърдете съответствието на качеството. За да се гарантира безопасна експлоатация:
Установете прегради между AC/DC кабели или вериги с различни напрежения, когато не споделят един и същ трей;
Обезпечете, че всички капаки на траншета са на място и траншетата са свободни от препятствия и вода;
Изпълнете тестове за издръжливост на изолацията и протечки на тока според стандарти;
Потвърдете съвместимостта на терминалите и мрежата по време на приемането.
4.5 Противопожарни и противопламенните мерки
Всички пробивки между противопожарни секции, входове в сгради, междуэтажни плочи и отвори под HV/LV шкафове трябва да бъдат противопожарно запечатани. Материалите за противопожарно запечатване трябва да съответстват на индонезийските стандарти за производителност, методи за изпитване, общите технически спецификации за противопожарни покрития на кабели и технически изисквания за противопожарни обвивки на кабели. В помещението се използват противопожарни кабели. Непротивопожарни кабели, влизащи в подстанцията, трябва да бъдат обвити с противопожарна лента или покрити с противопожарна боя.
5. Интегрирано строителство и поддръжка
По време на строителството, оперативните и поддръжкови единици са включени рано, за да се съгласуват стандарти за строителство и поддръжка, като се залага основата за висококачествена, визуално приятна и еколошка HSR. От една страна, тясно сътрудничество с приемащата организация по време на консултации по дизайн, преглед на спецификации и технически съвещания помогна за уточняване на стандарти на процеси и изисквания за производителност на оборудване и материали, базиращи се на оперативен опит. От друга страна, по време на строителството - докато се изпълняват изискванията на дизайна и кода - процесите са оптимизирани от гледна точка на оперативната безопасност и поддръжка, включително подобрения на кабелни траншети, достъп за поддръжка на кабели, щифтови кутии, заземяване, защитни мрежови бариери и указатели, което подобрява оперативната безопасност и физическото качество.
6. Заключение
В резултат на това технологии за строителство на системи за високоскоростни железопътни линии (HSR) продължават да се развива, с все повече инженери, които прилагат интегрирани концепции в проекти за HSR. Прогресът в електромагнитната технология, бързата оптимизация на BIM и подобрените системи за ранно предупреждение всички подкрепят развитието на интеграцията на „Четирите електрики“ (електроенергия, сигнализация, телекомуникации и тракция) в HSR. Тази статия има за цел да предостави значими възгледи за по-нататъшното развитие на тези технологии.
