Razgovor o tehnikama izgradnje sustava snabdijevanja strujom od 20 kV u visokobrzim željeznicama
1. Pregled projekta
Ovaj projekt uključuje izgradnju nove visokobrzinske željeznice Jakarta–Bandung, s glavnom linijom duljinom 142,3 km, uključujući 76,79 km mostova (54,5%), 16,47 km tunela (11,69%) i 47,64 km nasipa (33,81%). Izgrađene su četiri stanice - Halim, Karawang, Padalarang i Tegal Luar. Glavna linija visokobrzinske željeznice Jakarta–Bandung je duga 142,3 km, dizajnirana za maksimalnu brzinu od 350 km/h, s razmakom između dvostrukog pruge od 4,6 m, uključujući približno 83,6 km pruge bez balasta i 58,7 km pruge s balastom. Sustav snabdijevanja strujom koristi metodu AT (autotransformatora).
Vanjski sustav snabdijevanja strujom koristi naponsku razinu od 150 kV, dok unutarnji sustav raspodjele struje koristi 20 kV. Ramena i uređaji za pozicioniranje kontaktnog voda visokobrzinske željeznice koriste standardizirani i pojednostavljeni dizajn iz Kine. Biro za elektrifikaciju Željeznica Kine je odgovoran za nabavku materijala, izgradnju cijelog sustava snabdijevanja strujom i sustava trakcijskog snabdijevanja strujom za visokobrzinsku željeznicu Jakarta–Bandung u Indoneziji, kao i za vanjski dio spajanja na struju financiran putem privremeno rezerviranih sredstava.
2. Shema dizajna podstanice za raspodjelu 20 kV
2.1 Glavna električna veza i način rada 20 kV
Glavni busbar 20 kV koristi konfiguraciju jednog busbara segmentiranog prekidnikom bus-tie s automatskim prebacivanjem busbara. Osiguran je odjeljak prolaznog busbara 20 kV, koji nakon prolaska kroz regulator napona, isporučuje 20 kV kompozitnu opterećenju prolazne linije i 20 kV primarnu prolaznu liniju. Neutralna točka regulatora napona zarađena je putem malog otpornika, a za regulator napona nije instaliran omični prekidnik.
U normalnim uvjetima rada, oba izvora snabdijevaju strujom istovremeno s otvorenim prekidnikom bus-tie. U slučaju neispравка: Некоректно завершене предложение. Овдje је исправљено: U normalnim uvjetima rada, oba izvora snabdijevaju strujom istovremeno s otvorenim prekidnikom bus-tie. U slučaju neispravnosti jednog izvora, prekidnik na stranama bez struje se otvara, a prekidnik bus-tie automatski se zatvara, omogućujući drugom izvoru da prenese cijeli opterećenje podstanice. Uređaj za kompenzaciju reaktivne snage instaliran je na odjeljku prolaznog busbara 20 kV, osiguravajući da faktor snage na strani ulaza podstanice nakon kompenzacije bude najmanje 0,9.
2.2 Plan rasporeda
Sve podstanice za raspodjelu smještene su zajedno s operativnim i stambenim zgradama u području stanice na prizemlju, osim podstanice za EMU depo Tegal Luar, koja je izgrađena kao samostalna jednoslojna zgrada. Nisu osigurane međuspreze za kablove. Prizemlje uključuje prostorije za regulator napona (za primarnu i kompozitnu prolaznu liniju), kompenzaciju reaktivne snage, opremu za zarađivanje neutralne točke, telekomunikacijsku opremu, skladište rezervnih dijelova, visokonaponsko switchgear, kontrolnu sobu, ormar za alate i odmor. Kablovi unutar podstanice položeni su u kablaste jare.
Veze između prostorije za regulator napona, prostorije za kompenzaciju reaktivne snage, prostorije za opremu za zarađivanje neutralne točke i visokonaponske sobe ostvare su se preko unaprijed uloženih cevi. Smještena unutar područja stanice, podstanica nema posebne vanjske pristupne ceste ili vatrogasne staze. Osiguran je vanjski integrirani utilitetski jarak, opremljen držačima za kable; ulazni i izlazni kablovi vode kroz ovaj jarak, s naponskim i niskonaponskim/kontrolnim kablom postavljenim na suprotnim stranama jarka. Ostali dijelovi koriste kablaste jare i instalacije cevi.
3.Priprema za izgradnju
Istraživanje terena: Prije početka izgradnje, izvođač mora provesti terensko istraživanje temeljeno na odobrenim dokumentima o dizajnu i relevantnim podacima, te pripremiti izvješće o terenskom istraživanju koje pokriva teren, geologiju, prometne puteve, stanje građevina za opremu i smještaj integrisanog utilitetskog jarka.
Provjeravanje crteža za izgradnju: Izvođač mora provjeriti odobrene crteže za izgradnju na terenu i potvrditi njihovu točnost prije upotrebe. Sve neusklađenosti moraju biti odmah prijavljene klijentu, dizajneru i nadzornom inženjeru za rješavanje.
Na temelju provedenog istraživanja i provjerene crteža, izvođač treba razviti detaljan plan implementacije i radnu uputu za podstanicu za raspodjelu, jasno definirajući standardi procesa, zahtjeve za kontrolu kvalitete i potrebe za sučeljima ključnih postupaka, te provesti tehničko savjetovanje temeljeno na QR kodu.
Optimizacija BIM: U ranom fazi izgradnje, BIM tehnologija se koristi za simulaciju instalacije opreme i usmjeravanja kablova u podstanici za raspodjelu 20 kV. To omogućuje optimiziranu raspodjelu opreme i aranžmana jarka/cjevovoda u zgradi, simuliranu rutu kablova u unutarnjim i vanjskim kablastim jarkama, optimiziranu rutu kablova i precizno određivanje lokacija držača. Vizualne i simulacijske mogućnosti BIM-a pomažu u izbjegavanju prostornih sukoba tijekom izgradnje i poboljšanju učinkovitosti.
4.Optimizacija detalja procesa
4.1 Raspored kablastog jarka u podstanici za raspodjelu
Podstanica je jednoslojna zgrada, i odstranjene su grančane kablaste jare za pojedine prostorije sa opremom. Između temeljnih dijelova u prostoriji za regulator napona, reaktorskoj prostoriji i prostoriji za zarađivanje s malim otpornikom i visokonaponskim/kontrolnim prostorijama, koriste se unaprijed uložene čelike, proširene do visine drugog stupnja držača kablova s dna. Za olakšanje povlačenja kablova, unaprijed uložena cev između vanjskog utilitetskog jarka i kablastog jarka visokonaponske sobe optimizirana je u formu jarka, s nameštenim platnama za prodiranje kroz zidove.
4.2 Instalacija busbara u prostoriji za regulator napona
Izvorna jednoslojna horizontalna podrska za terminaciju kablova u prostoriji za regulator napona optimizirana je dodavanjem podrske od kutne čelike ispod horizontalne podstave kako bi se povećala stabilnost i sprečilo titranje. Kablovi uđu u regulator napona s vrha, s podrsnicama instaliranima na visini 2.500 mm. Oklopni sloj i oklop visokonaponskih terminala zasebno su zarađeni.
Sve konstrukcijske podloge su povezane s glavnim zemljom užljivom ili okruglim čelikovim štapcima. Bakrene busbare povezuju krajevi kabela s terminalima naponskog regulatora, zaštićeni su presjekom zračenja i toplinskim stihačkim cijevima s oznakama faza. Za operativni nadzor instaliran je L-oblikovan mrežasti odjeljak od nerđajućeg čelika s održavajućim vrata od nerđajućeg čelika (opremljeni elektromagnetskim zaključkom koji se otvara samo kada je visokonaponski prekidač otvoren). Ograda i vrata su postavljeni kako bi se osigurala sigurnost osoba te održali potrebni propusti živih dijelova.
4.3 Postavljanje podrški za kable
Simulacija pripremnog položaja kabela temeljena na BIM omogućila je razdvojenu rutiranje: strana izvora struje 1, strana izvora struje 2, primarni provodni dio i kompleksni provodni dio su položeni na različitim stranama jare, spriječavanjem da greška na jednoj strujnoj liniji oštetiti drugu. Poštovani su radijusi savijanja kabela, a točna pozicija svakog kabela na podrškama utvrđuje optimalnu vrstu i lokaciju podrške.
Detekcija sudara u BIM-u prilagodila je visine podrški kako bi se spriječilo preklapanje kabela. Sve horizontalne trake podrški su poravnate na istoj ravnini, s odstupanjem centra ≤5 mm. Podrške su fiksirane na unaprijed uložene čelikove ploče na zidovima jare, s dnom podrški ≥150 mm iznad dna jare. U integriranom utilitarnom jaru, podrške za kable su zemljeni pomoću ravne čelike 40 mm × 4 mm, s dvije zemljalice povezane s integriranim sustavom zemljenja.
4.4 Izgradnja položaja kabela
Princip raspoređivanja kabela: Kabeli različitih nivoa napona trebaju biti raspoređeni od vrha prema dolje u redoslijedu visokonaponskih strujnih kabela, kontrolnih kabela i signalkabela. Kabeli različite kategorije ili dva kruga primarnih opterećenja ne smiju se nalaziti na istom nivou podrške.
Unaprijeđenje dizajna: Na temelju crteža, tehnikama položaja kabela omogućeno je dublje unaprijeđenje dizajna, što omogućuje kompletni i sistematični plan izgradnje koji osigurava gladku integraciju tijeka rada i poboljšava kontrolu sigurnosti i kvalitete.
Izračun povlačne snage: Povlačne strojeve postavljaju se na krajnjoj točki, s isporučivačima kabela postavljenim otprilike svakih 1 m. Na temelju iskustva, dodaje se dodatnih 10 cm na zakrivljenim dijelovima za izračun povlačne snage.
Inspekcija lokacije: Prije položaja, inspekcirajte uvjete instalacije opreme. Osigurajte da povlačna sila ostane ispod dopuštenog grananja povlačne snage kabela. Provjerite sigurnost mašina za položaj kabela i pregledajte lokaciju kako biste potvrdili položaj bobine kabela; ako standardi nisu zadovoljeni, odmah ih prilagodite.
Izvođenje položaja kabela: Prije položaja, pripremite oznake i numeriranje temeljem crteža od strane kvalificiranih tehničara. Nadzor na mjestu osigurava točnu usmjeravanje kabela i upotrebu modela. Tijekom mehaničkog položaja, kabeli ne smiju pokazivati splaštanje oklopne slavine, vrtanje ili oštećenje obloge. Koristite kran za postavljanje bobine kabela, podržan specijalnim stojalom za isporuku kako bi se omogućio razvlačenje sa vrha i spriječeno trenje s tla. Instalirajte privlake za povlačenje kabela na krajevima prije povlačenja. Kvalificirani tehničari moraju nadgledati rad opreme i postavljanje mašina za isporuku: glavna povlačna mašina na krajnjoj točki, isporučivači razmaknuti 80–100 m, i veliki radijus valjkova na zakrivljenim dijelovima.
Fiksiranje kabela: Nakon položaja, fiksirajte kable na početnim/završnim točkama i na obje strane zakrivljenih dijelova, s intervalima fiksiranja od 5–10 m. Primijenite princip vezanja "položi jedan, vezaj jedan" i ponovno fiksirajte kable od početne točke unazad. Za kable na polici, ovisne identifikacijske oznake na obje strane, zakrivljenim dijelovima i sjecištima; na pravim dijelovima, oznake svakih 20 m. Oznake moraju uniformno prikazivati broj kabela, specifikacije, početne/završne točke i napon.
Inspekcija kablovskog kruga: Nakon položaja, inspekirajte cijeli kablovski krug, pripadajuće komponente i instalacije. Provjerite točnost oznaka, provjerite nedostajuće/krive instalacije i potvrdite usklađenost s kvalitetom. Da bi se osigurala sigurna operacija:
Instalirajte particije između AC/DC kabela ili krugova različitih naponih nivoa kada ne dijele policu;
Osigurajte da su sve poklopne kapakove na mjestu i da su jare slobodne od prepreka i vode;
Izvršite ispitivanje otpornosti na izolaciju i testiranje strujanja prema standardima;
Provjerite poravnanje terminala i kompatibilnost mreže tijekom prihvatanja.
4.5 Mjere protiv vatrenih i vatrogasne zaštite
Sve prostore između vatrenih odjeljaka, ulaza u zgrade, podloga i otvori ispod HV/LV ormara moraju biti zaštićeni od vatre. Materijali za zaustavljanje vatre moraju biti u skladu s indonezijskim standardima za performanse, metode testiranja, opće tehničke specifikacije za vatrogasne prevlake za kable i tehničke zahtjeve za vatrogasne omotače za kable. Vatrogasni kabeli koriste se unutar zgrade. Nevatrogasni kabeli koji ulaze u transformatornu moraju biti omotani vatrogasnom trakom ili pokriveni vatrogasnom bojom.
5. Integrirana izgradnja i održavanje
Tijekom izgradnje, jedinice za operacije i održavanje bile su uključene rano kako bi se poravnale standarde izgradnje i održavanja, stvarajući temelj za visokokvalitetnu, estetski privlačnu i ekološki prihvatljivu HSR. S jedne strane, bliska koordinacija s entitetom koji preuzima tijekom predstavljanja dizajna, pregleda specifikacija i tehničkih sastanaka pomogla je unaprijediti standardi procesa i zahtjeve za performansama opreme i materijala temeljeno na iskustvu u radu. S druge strane, tijekom izgradnje - dok se zadovoljavaju zahtjevi dizajna i kode - procesi su optimizirani s perspektive operativne sigurnosti i održivosti, uključujući poboljšanja kablovskih jara, pristupa za održavanje kabela, spojnih kutija, zemljenja, zaštitnih mrežnih ograda i oznaka, time se poboljšavaju operativna sigurnost i fizička kvaliteta.
6. Zaključak
Uzeti u obzir, tehnologije za izgradnju napajanja visokobrzih željeznica (HSR) nastavljaju se razvijati, s više inženjera koji primjenjuju integrisane koncepte na projekte HSR. Napredak u elektromagnetskoj tehnologiji, brza optimizacija BIM-a i poboljšani sustavi rane upozorenja svi podržavaju razvoj integracije "Četiri-elektriciteta" (napajanje, signalizacija, telekomunikacije i vlačnja) HSR. Ovaj rad ima za cilj pružiti značajne uvide za daljnji napredak tih tehnologija.
