हाई-स्पीड रेलमार्गों में 20 किलोवोल्ट पावर सप्लाई सिस्टम के निर्माण तकनीकों पर चर्चा

1. परियोजना सारांश
यह परियोजना नए जकार्ता-बंदुंग हाई-स्पीड रेलवे के निर्माण से संबंधित है, जिसकी मुख्य लाइन की लंबाई 142.3 किमी है, जिसमें 76.79 किमी (54.5%) पुल, 16.47 किमी (11.69%) सुरंग और 47.64 किमी (33.81%) बांध शामिल हैं। चार स्टेशन—हालिम, करावांग, पदालारंग, और तेगल लुअर—बनाए गए हैं। जकार्ता-बंदुंग HSR मुख्य लाइन 142.3 किमी लंबी है, जिसका अधिकतम वेग 350 किमी/घंटा है, दोहरी ट्रैक की दूरी 4.6 मीटर है, जिसमें लगभग 83.6 किमी बॉलास्ट रहित ट्रैक और 58.7 किमी बॉलास्ट वाला ट्रैक शामिल है। ट्रैक्शन पावर सप्लाई सिस्टम AT (ऑटोट्रांसफॉर्मर) फीडिंग विधि का उपयोग करता है। 

बाहरी पावर सप्लाई 150 kV वोल्टेज स्तर का उपयोग करती है, जबकि आंतरिक पावर डिस्ट्रिब्यूशन सिस्टम 20 kV का उपयोग करता है। हाई-स्पीड रेलवे के लिए कैटेनरी व्रिस्ट आर्म और पोजिशनिंग डिवाइस चीन के मानकीकृत और सरलीकृत डिज़ाइन का उपयोग करते हैं। चीन रेलवे इलेक्ट्रिफिकेशन ब्यूरो इंडोनेशिया के जकार्ता-बंदुंग HSR के लिए पूरे पावर और ट्रैक्शन पावर सप्लाई सिस्टम के साथ-साथ बाहरी पावर कनेक्शन के भाग के लिए सामग्री खरीद, निर्माण और प्रोविजियनल सम के द्वारा वित्तपोषित भाग के लिए जिम्मेदार है।

2. 20 kV डिस्ट्रिब्यूशन सबस्टेशन डिज़ाइन योजना
2.1 20 kV मुख्य इलेक्ट्रिकल कनेक्शन और ऑपरेटिंग मोड
20 kV मुख्य बसबार एक सिंगल-बसबार कॉन्फ़िगरेशन का उपयोग करता है, जो एक बस-टाइ सर्किट ब्रेकर द्वारा विभाजित है, जिसमें ऑटोमेटिक बस ट्रांसफर होता है। 20 kV थ्रू-फीडर बस सेक्शन प्रदान किया गया है, जो एक वोल्टेज रेगुलेटर के माध्यम से गुजरने के बाद 20 kV संकल्पनात्मक लोड थ्रू-फीडर लाइन और 20 kV प्राथमिक थ्रू-फीडर लाइन को फीड करता है। वोल्टेज रेगुलेटर का न्यूट्रल पॉइंट एक छोटे रेझिस्टर के माध्यम से ग्राउंड किया गया है, और वोल्टेज रेगुलेटर के लिए कोई बाइपास स्विच नहीं लगाया गया है। 

सामान्य संचालन में, दोनों पावर सोर्स साथ-साथ विद्युत की आपूर्ति करते हैं, जबकि बस-टाइ सर्किट ब्रेकर खुला रहता है। यदि एक पावर सोर्स विफल हो जाता है, तो विद्युतहीन तरफ का इनकमिंग सर्किट ब्रेकर खुल जाता है, और बस-टाइ सर्किट ब्रेकर स्वचालित रूप से बंद हो जाता है, जिससे दूसरा पावर सोर्स पूरे सबस्टेशन लोड को ले जाता है। 20 kV थ्रू-फीडर बस सेक्शन पर एक रिएक्टिव पावर कंपनेशन डिवाइस लगाया गया है, जिससे सबस्टेशन के इनकमिंग तरफ का पावर फैक्टर कम्पनेशन के बाद 0.9 से कम नहीं होता।

2.2 लेआउट योजना
सभी डिस्ट्रिब्यूशन सबस्टेशन स्टेशन क्षेत्र के संचालन और रहने के इमारतों के साथ एक साथ ग्राउंड फ्लोर पर स्थित हैं, इसके अलावा तेगल लुआर EMU डिपो सबस्टेशन एक स्वतंत्र रूप से बनाया गया एक-मंजिला संरचना है। केबल इंटरस्टिशियल फ्लोर नहीं प्रदान किए गए हैं। ग्राउंड फ्लोर में वोल्टेज रेगुलेटर (प्राथमिक और संकल्पनात्मक थ्रू-फीडर), रिएक्टिव पावर कंपनेशन, न्यूट्रल ग्राउंडिंग उपकरण, संचार मशीनरी, स्पेयर पार्ट्स स्टोरेज, हाई-वोल्टेज स्विचगियर, कंट्रोल रूम, टूल रूम, और आराम कक्ष शामिल हैं। सबस्टेशन में केबल केबल ट्रेन्च में लगाए गए हैं। 

वोल्टेज रेगुलेटर कक्ष, रिएक्टिव पावर कंपनेशन कक्ष, न्यूट्रल ग्राउंडिंग उपकरण कक्ष, और हाई-वोल्टेज कक्ष के बीच कनेक्शन प्री-इम्बेडेड कन्डुइट के माध्यम से किए गए हैं। स्टेशन क्षेत्र के अंदर, सबस्टेशन के लिए विशेष बाहरी एक्सेस रोड या फायर लेन नहीं हैं। एक बाहरी इंटीग्रेटेड यूटिलिटी ट्रेंच प्रदान किया गया है, जिसमें केबल सपोर्ट लगाए गए हैं; इनकमिंग और आउटगोइंग केबल इस ट्रेंच के माध्यम से रूट किए गए हैं, जिसमें पावर और लो-वोल्टेज/कंट्रोल केबल ट्रेंच के विपरीत तरफ लगाए गए हैं। अन्य खंडों में केबल ट्रेंच और कन्डुइट इंस्टॉलेशन का उपयोग किया गया है।

3.निर्माण की तैयारी

• साइट सर्वेक्षण: निर्माण से पहले, ठेकेदार को अनुमोदित डिजाइन दस्तावेजों और संबंधित डेटा के आधार पर साइट सर्वेक्षण करना चाहिए, और एक साइट सर्वेक्षण रिपोर्ट तैयार करनी चाहिए, जो भूगोल, भूगर्भ, सड़क परिवहन, उपकरण इमारतों की स्थिति, और इंटीग्रेटेड यूटिलिटी ट्रेंच मार्ग को कवर करती है।

• निर्माण आरेख सत्यापन: ठेकेदार को अनुमोदित निर्माण आरेखों को साइट पर सत्यापित करना चाहिए और उनकी सटीकता की पुष्टि करनी चाहिए उनके उपयोग से पहले। किसी भी विसंगतियों को तुरंत क्लाइंट, डिजाइनर, और निरीक्षण इंजीनियर को सूचित किया जाना चाहिए ताकि उन्हें सुलझाया जा सके।

• सर्वेक्षण और सत्यापित आरेखों के आधार पर, ठेकेदार को डिस्ट्रिब्यूशन सबस्टेशन के लिए एक विस्तृत लागू करने की योजना और काम निर्देशिका तैयार करनी चाहिए, जिसमें प्रक्रिया मानक, गुणवत्ता नियंत्रण की आवश्यकताएं, और महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं के इंटरफेस की आवश्यकताएं स्पष्ट रूप से निर्दिष्ट की गई हों, और नामांकित QR-कोड आधारित तकनीकी ब्रीफिंग की जाए।

• BIM ऑप्टिमाइजेशन: निर्माण के प्रारंभिक चरण में, BIM तकनीक का उपयोग 20 kV डिस्ट्रिब्यूशन सबस्टेशन में उपकरण इंस्टॉलेशन और केबल मार्ग की सिमुलेशन के लिए किया जाना चाहिए। यह इमारत के अंदर उपकरणों और ट्रेंच/पाइपलाइन व्यवस्था के लिए ऑप्टिमाइज्ड लेआउट, आंतरिक और बाहरी केबल ट्रेंच में केबल मार्ग की सिमुलेशन, केबल मार्ग का ऑप्टिमाइजेशन, और सपोर्ट ब्रैकेट की स्थिति का सटीक निर्धारण सुनिश्चित करता है। BIM की विजुअलाइजेशन और सिमुलेशन क्षमताएं निर्माण के दौरान अंतरिक्ष के संघर्षों को रोकती हैं और दक्षता में सुधार करती हैं।

4. प्रक्रिया विस्तार ऑप्टिमाइजेशन
4.1 डिस्ट्रिब्यूशन सबस्टेशन में केबल ट्रेंच लेआउट
सबस्टेशन एक-मंजिला संरचना है, और विभिन्न उपकरण कक्षों के लिए शाखा केबल ट्रेंच नहीं हैं। वोल्टेज रेगुलेटर कक्ष, रिएक्टर कक्ष, और छोटे रेझिस्टर ग्राउंडिंग कक्ष और हाई-वोल्टेज/कंट्रोल कक्ष के बीच, प्री-इम्बेडेड स्टील कन्डुइट का उपयोग किया गया है, जो हाई-वोल्टेज कक्ष केबल ट्रेंच तक फैला हुआ है, जहाँ दूसरे-स्तर का केबल सपोर्ट नीचे से ऊपर तक फैला हुआ है। केबल पुलिंग को सुविधाजनक बनाने के लिए, बाहरी यूटिलिटी ट्रेंच और हाई-वोल्टेज कक्ष केबल ट्रेंच के बीच का प्री-इम्बेडेड कन्डुइट ट्रेंच रूप में ऑप्टिमाइज़ किया गया है, जिसमें दीवार क्रॉसिंग पर वॉल-पेनेट्रेशन प्लेट लगाई गई हैं।

4.2 वोल्टेज रेगुलेटर कक्ष में बसबार इंस्टॉलेशन
वोल्टेज रेगुलेटर कक्ष में मूल एक-स्तरीय क्षैतिज केबल टर्मिनेशन सपोर्ट ब्रैकेट को ऑप्टिमाइज़ किया गया है, जिसमें क्षैतिज ब्रैकेट के नीचे एंगल इरोन की सहायता जोड़ी गई है, जो स्थिरता को बढ़ाती है और झटके से बचाती है। केबल वोल्टेज रेगुलेटर के शीर्ष से प्रवेश करते हैं, जिनमें 2,500 मीटर की ऊंचाई पर ब्रैकेट लगाए गए हैं। हाई-वोल्टेज केबल टर्मिनेशन का शील्ड लेयर और आर्मर से पृथक रूप से ग्राउंड किया गया है।

 सभी संरचनात्मक समर्थन मुख्य ग्राउंडिंग कंडक्टर से फ्लैट या राउंड स्टील बारों का उपयोग करके जोड़े जाते हैं। केबल टर्मिनेशन को वोल्टेज रेगुलेटर टर्मिनल्स से कॉपर बसबार्स द्वारा जोड़ा जाता है, जो प्रतिच्छेदित और उष्मा-संकुचित ट्यूबिंग द्वारा सुरक्षित होता है, जिसमें फेज-रंग चिह्न अंकित होते हैं। ऑपरेशनल मॉनिटरिंग के लिए, एक एल-आकार का स्टेनलेस स्टील जाल बाधा (एक स्टेनलेस स्टील रखरखाव द्वार से लैस, जिसमें एक इलेक्ट्रोमैग्नेटिक लॉक लगा होता है जो केवल तभी खुलता है जब हाई-वोल्टेज स्विच खुला हो) स्थापित किया जाता है। बाधा और द्वार को कर्मचारियों की सुरक्षा सुनिश्चित करने और आवश्यक लाइव-पार्ट स्पेसिंग बनाए रखने के लिए स्थित किया जाता है।

4.3 केबल समर्थन इंस्टॉलेशन
बीआईएम-आधारित केबल प्री-लेयिंग सिमुलेशन ने अलग-अलग रूटिंग की सुविधा दी: पावर सोर्स साइड 1, पावर सोर्स साइड 2, प्राथमिक थ्रू-फीडर साइड, और कंप्रेहेंसिव थ्रू-फीडर साइड ट्रेंच के अलग-अलग ओर लगाए जाते हैं, जिससे एक पावर लाइन पर फ़ॉल्ट होने से दूसरी को नुकसान नहीं होता। केबल बेंडिंग रेडियस का ध्यान रखा जाता है, और प्रत्येक केबल के समर्थन पर सटीक स्थिति निर्धारित करती है कि कौन सा समर्थन प्रकार और स्थान सर्वोत्तम है।

 बीआईएम कोलिजन डिटेक्शन ने समर्थन की ऊंचाई को बदलकर केबल क्रॉसओवर को रोका। सभी समर्थन की आरोही रंगे एक ही समतल पर संरेखित होते हैं, जिनका केंद्र विचलन ≤5 मिमी होता है। समर्थन ट्रेंच की दीवारों पर पूर्व-स्थापित स्टील प्लेटों से जोड़े जाते हैं, जिनका निचला भाग ट्रेंच के फर्श से ≥150 मिमी ऊपर होता है। इंटीग्रेटेड यूटिलिटी ट्रेंच में, केबल समर्थन 40 मिमी × 4 मिमी फ्लैट स्टील का उपयोग करके ग्राउंड किए जाते हैं, जिनमें दो ग्राउंडिंग लीड इंटीग्रेटेड ग्राउंडिंग सिस्टम से जुड़े होते हैं।

4.4 केबल लेयिंग निर्माण

• केबल व्यवस्था का सिद्धांत: विभिन्न वोल्टेज स्तर के केबल ऊपर से नीचे की ओर उच्च-वोल्टेज पावर केबल, नियंत्रण केबल, और सिग्नल केबल के क्रम में व्यवस्थित किए जाने चाहिए। विभिन्न वर्गीकरण या प्राथमिक लोड के दो परिपथ को एक ही समर्थन स्तर पर नहीं रखा जाना चाहिए।

• डिजाइन विश्लेषण: ड्राइंग के आधार पर, केबल लेयिंग तकनीक की गहन विश्लेषण की अनुमति देती है, जो एक पूर्ण और प्रणालीगत निर्माण योजना को सुनिश्चित करती है, जो कार्यप्रवाह एकीकरण को सुनिश्चित करती है और सुरक्षा और गुणवत्ता नियंत्रण को बढ़ाती है।

• ट्रैक्शन बल की गणना: ट्रैक्शन मशीनें अंतिम बिंदु पर स्थापित की जाती हैं, जिनमें केबल फीडर लगभग प्रत्येक 1 मीटर पर रखे जाते हैं। अनुभव के आधार पर, बेंड पर 10 सेमी अतिरिक्त जोड़ा जाता है ट्रैक्शन बल की गणना के लिए।

• साइट निरीक्षण: लेयिंग से पहले, उपकरणों की स्थापना की स्थिति की जाँच करें। ट्रैक्शन बल को केबल की अनुमत टेंशन से नीचे रखना सुनिश्चित करें। केबल लेयिंग मशीनरी की सुरक्षा जाँच करें और साइट का सर्वेक्षण करें केबल रील की स्थिति की पुष्टि करने के लिए; यदि मानकों का पालन नहीं होता, तो तुरंत संशोधित करें।

• केबल लेयिंग का निर्वहन: लेयिंग से पहले, योग्य तकनीशियनों द्वारा ड्राइंग के आधार पर लेबल और नंबरिंग की तैयारी करें। ऑन-साइट निगरानी सुनिश्चित करती है कि केबल रूटिंग और मॉडल उपयोग सही है। यांत्रिक लेयिंग के दौरान, केबल में आर्मर फ्लैटिनिंग, ट्विस्टिंग, या शीथ नुकसान नहीं होना चाहिए। क्रेन का उपयोग करके केबल रील को स्थापित करें, जो एक विशेष रूप से डिजाइन किए गए पेयआउट स्टैंड से समर्थित होता है, जो टॉप-एंड अनरोलिंग और भूमि घर्षण से बचाने की अनुमति देता है। ट्रैक्शन से पहले टर्मिनेशन पर केबल पुलिंग ग्रिप्स स्थापित करें। योग्य तकनीशियनों को उपकरणों के संचालन और फीडर मशीन की स्थिति की निगरानी करनी चाहिए: अंतिम बिंदु पर एक मुख्य ट्रैक्शन मशीन, 80-100 मीटर की दूरी पर फीडर, और बेंड पर बड़ी-त्रिज्या शीव।

• केबल फिक्सिंग: लेयिंग के बाद, केबल को शुरुआत/अंत बिंदुओं और बेंड के दोनों ओर फिक्स किया जाता है, 5-10 मीटर के फिक्सिंग अंतराल के साथ। "एक ले, एक बांध" बांधन के सिद्धांत का उपयोग करें और शुरुआत बिंदु से पीछे की ओर केबल को फिर से सुरक्षित करें। ट्रे पर केबलों के लिए, दोनों ओर, बेंड, और क्रॉसिंग पर पहचान टैग लटकाएं; सीधे खंडों पर, 20 मीटर पर टैग। टैगों पर केबल नंबर, स्पेसिफिकेशन, शुरुआत/अंत बिंदु, और वोल्टेज को सामान्य रूप से प्रदर्शित किया जाना चाहिए।

• केबल परिपथ निरीक्षण: लेयिंग के बाद, पूरे केबल परिपथ, संबंधित घटकों, और सुविधाओं की जाँच करें। टैगों की सटीकता की पुष्टि करें, गुम/गलत स्थापना की जाँच करें, और गुणवत्ता की संगतता की पुष्टि करें। सुरक्षित संचालन के लिए:

• एक ट्रे नहीं साझा करने वाले एसी/डीसी केबल या विभिन्न वोल्टेज के परिपथों के बीच विभाजक स्थापित करें;

• सुनिश्चित करें कि सभी ट्रेंच कवर लगे हों और ट्रेंच में बाधाएँ और पानी न हो;

• मानकों के अनुसार इन्सुलेशन टोलरेंस और लीकेज करंट टेस्ट करें;

• स्वीकृति के दौरान टर्मिनल संरेखित हों और ग्रिड संगत हों।

4.5 फायर-रेटार्डेंट और फायरप्रूफिंग उपाय
फायर कंपार्टमेंट, इमारत के प्रवेश, फ्लोर स्लैब, और एचवी/एलवी कैबिनेट के नीचे के खुले खंडों के बीच सभी प्रवेश फायर-स्टॉप किए जाने चाहिए। फायर-स्टॉपिंग सामग्री इंडोनेशियाई मानकों के अनुसार प्रदर्शन, परीक्षण विधियों, केबल फायर-रेटार्डेंट कोटिंग के लिए सामान्य तकनीकी विनिर्देश, और फ्लेम-रेटार्डेंट केबल व्राप्स के लिए तकनीकी आवश्यकताओं का पालन करनी चाहिए। फ्लेम-रेटार्डेंट केबल आंतरिक रूप से उपयोग किए जाते हैं। उपस्थापन में प्रवेश करने वाले नॉन-फ्लेम-रेटार्डेंट केबलों को फ्लेम-रेटार्डेंट टेप से ढका जाना चाहिए या फायरप्रूफ पेंट से कोटिंग किया जाना चाहिए।

5. एकीकृत निर्माण और रखरखाव
निर्माण के दौरान, संचालन और रखरखाव इकाइयों को शुरुआत में शामिल किया गया था, जिससे निर्माण और रखरखाव मानकों को एकीकृत किया गया, जिससे एक उच्च गुणवत्ता, सुंदर, और पर्यावरण-अनुकूल एचएसआर का आधार बनाया गया। एक ओर, डिजाइन ब्रीफिंग, स्पेसिफिकेशन समीक्षा, और तकनीकी लियाइसन मीटिंगों के दौरान लेने वाले एंटिटी के साथ घनिष्ठ समन्वय ने ऑपरेशनल अनुभव के आधार पर प्रक्रिया मानकों और उपकरण/सामग्री के प्रदर्शन आवश्यकताओं को संशोधित करने में मदद की। दूसरी ओर, निर्माण के दौरान—डिजाइन और कोड आवश्यकताओं को पूरा करते हुए—प्रक्रियाओं को ऑपरेशनल सुरक्षा और रखरखाव के दृष्टिकोण से अनुकूलित किया गया, जिसमें केबल ट्रेंच, केबल रखरखाव पहुंच, जंक्शन बॉक्स, ग्राउंडिंग, सुरक्षा जाल बाधा, और साइनेज में सुधार शामिल था, जिससे ऑपरेशनल सुरक्षा और भौतिक गुणवत्ता में सुधार हुआ।

6. निष्कर्ष
संक्षेप में, एचएसआर विद्युत प्रणालियों के निर्माण प्रौद्योगिकियाँ आगे बढ़ रही हैं, और अधिक इंजीनियर HSR परियोजनाओं में एकीकृत अवधारणाओं को लागू कर रहे हैं। विद्युत चुम्बकीय प्रौद्योगिकी में सुधार, BIM का तेजी से अनुकूलन, और सुधार शुरूआती चेतावनी प्रणालियों सभी HSR के "फोर-इलेक्ट्रिक्स" (पावर, सिग्नलिंग, टेलीकॉम, और ट्रैक्शन) एकीकरण का समर्थन करते हैं। यह पेपर इन प्रौद्योगिकियों के आगे के विकास के लिए सार्थक अंतर्दृष्टि प्रदान करने का उद्देश्य रखता है।