Diskusija par 20 kV elektrības piegādes sistēmas būvēšanas tehnoloģijām augstas ātrumu dzelzceļos

1. Projekta pārskats
Šis projekts ietver jaunas Džakarta–Bandungas augstātmiņas dzelzceļa būvniecību, ar galveno līniju garumu 142,3 km, tostarp 76,79 km tilti (54,5%), 16,47 km tuneli (11,69%) un 47,64 km dambji (33,81%). Tika izbūvētas četras stacijas — Halim, Karawang, Padalarang un Tegal Luar. Džakarta–Bandungas HSR galvenā līnija ir 142,3 km gara, izstrādāta ar maksimālo ātrumu 350 km/h, ar divu ceļu atstarpi 4,6 m, tostarp aptuveni 83,6 km bezbalasta ceļš un 58,7 km balastēts ceļš. Traktora barošanas sistēma pieņem AT (autotransformatora) barošanas metodi. 

Ārējai barošanai tiek izmantota 150 kV sprieguma līmeņa, bet iekšējai elektroenerģijas sadalīšanas sistēmai 20 kV. Augstātmiņas dzelzceļa kontakttavas un pozicionēšanas ierīces izmanto Ķīnas standartizēto un vienkāršoto dizainu. Ķīnas Dzelzceļa Elektrifikācijas Birojs ir atbildīgs par materiālu iepirkumu, visu elektroenerģijas un traktora barošanas sistēmu būvniecību Džakarta–Bandungas HSR Indonēzijā, kā arī par ārējo enerģijas savienojumu daļu, kas finansēta provizoriskiem summu.

2. 20 kV Sadalīšanas pārveidotāja dizaina shēma
2.1 20 kV Galvenā elektriskā savienojuma un darbības režīms
20 kV galvenajam šķidriniekam tiek izmantota vienkarša šķidrinieka konfigurācija, segmentēta ar šķidrinieku savienojuma releli ar automātisku šķidrinieka pārslēgumu. Tiek nodrošināts 20 kV cauriplūsma šķidrinieks, kas, pārgājis cauri sprieguma regulētājam, izved 20 kV kompleksa slodzes cauriplūsmas līniju un 20 kV primāro cauriplūsmas līniju. Sprieguma regulētāja neitrālais punkts tiek uzsākts ar mazu rezistoru, un sprieguma regulētam nav uzstādīts apvedējs relelis. 

Normālajā darbībā abas enerģijas avoti nodrošina enerģiju, kad šķidrinieka savienojuma relelis ir atvērts. Ja viens enerģijas avots notraukts, pārtraukuma pusei nākamais relelis atveras, un šķidrinieka savienojuma relelis automātiski aizveras, ļaujot citam enerģijas avotam nodrošināt pilnu pārveidotāja slodzi. 20 kV cauriplūsmas šķidriniekā ir instalēta reaktivās jaudas kompensācijas ierīce, nodrošinot, ka pēc kompensācijas pārveidotāja ieietava pusē spēka koeficients nav mazāks par 0,9.

2.2 Plānošana
Vissadalīšanas pārveidotāji tiek novietoti kopā ar stacijas teritorijas operatīvajiem un dzīves ēkiem pirmajā stāvā, izņemot Tegal Luar EMU Depot pārveidotāju, kas tiek izbūvēts kā neatkarīga vienā stāva struktūra. Kabeļu mezglus nav nodrošināti. Pirmajā stāvā ir iekļauti telpas sprieguma regulētājam (primārajai un kompleksam cauriplūsmas), reaktivās jaudas kompensācijai, neitrālā punkta uzsāknēm, sakaru tehnikai, rezervēto detaļu glabāšanai, augstsprieguma releļu rāmjām, vadības istabai, rīkojumu istabai un atpūtas zonai. Pārveidotājā esošie kabeļi tiek ievietoti kabeļu greznes. 

Savienojumi starp sprieguma regulētāja telpu, reaktivās jaudas kompensācijas telpu, neitrālā punkta uzsāknēm un augstsprieguma telpu tiek veikti ar iepriekš iebedētajām trāpām. Pārveidotājs, kas atrodas stacijas teritorijā, nemaz nav paredzēts speciālām ārējām pieejas ceļiem vai ugunsdzēsības ceļiem. Ir nodrošināts ārējs integrēts utilitātes grezns, aprīkots ar kabeļu stabiem; ieietavas un izietavas kabeļi tiek novadīti caur šo greznu, ar elektroenerģijas un zemas sprieguma/vadības kabeļiem, kas ievietoti grezna pretējās pusēs. Citi sekcijas izmanto kabeļu greznus un trāpu montāžu.

3.Būvniecības sagatavošana

• Vieta pētījums: Pirms būvniecības, izpildītājs jāveic vietas pētījums, pamatojoties uz apstiprinātajiem projektu dokumentiem un saistītajiem datiem, un jāizstrādā vietas pētījuma ziņojums, kas ietver reliéfu, geoloģiju, transporta ceļus, iekārtu ēku stāvokli un integritātes kanāla maršrutu.

• Būvniecības zīmējumu pārbaude: Izpildītājs jāpārbauda apstiprinātos būvniecības zīmējumus vietas un to precizitāti pirms izmantošanas. Jāzino par jebkādiem atšķirībām, kas jāpaziņo kundim, projektētājam un uzraudzības inženieram, lai atrisinātu problēmas.

• Pamatojoties uz pētījumu un apstiprinātajiem zīmējumiem, izpildītājs jāizstrādā detalizēts īstenošanas plāns un darba instrukciju rokasgrāmata sadalīšanas pārveidotājam, skaidri definējot procesa standartus, kvalitātes kontrolēšanas prasības un svarīgu procedūru saskarņu vajadzības, un veikt QR-koda balstītas tehniskas konsultācijas.

• BIM optimizācija: Būvniecības sākuma posmā BIM tehnoloģija jāizmanto, lai simulētu iekārtu instalāciju un kabeļu maršrutu 20 kV sadalīšanas pārveidotājā. Tas ļauj optimizēt iekārtu un greznu/trāpu izmantošanu ēkā, simulēt kabeļu maršrutus iekšējos un ārējos kabeļu greznos, optimizēt kabeļu maršrutus un precīzi noteikt atbalsta stabi atrašanās vietas. BIM vizualizācijas un simulācijas spējas palīdz izvairīties no telpiskiem konfliktiem būvniecības laikā un palielināt efektivitāti.

4.Processa detalizētā optimizācija
4.1 Kabeļu greznu izvietojums sadalīšanas pārveidotājā
Pārveidotājs ir viena stāva struktūra, un individuālo iekārtu telpu filiāles kabeļu grezni tiek izbeigtas. Starp fundamentiem sprieguma regulētāja telpā, reaktoru telpā un maza rezistora uzsāknēm un augstsprieguma/kontroles telpām tiek izmantotas iepriekš iebedētas aciers trāpas, kas izplešas līdz augstsprieguma telpas kabeļu greznam līdz otrā līmeņa kabeļu stabiem no apakšas. Lai vieglāk izvilktu kabeļus, iepriekš iebedētā trāpa starp ārējo utilitāšu greznu un augstsprieguma telpas kabeļu greznu tiek optimizēta grezna formā, ar sienas pārsniedzumu plāksnēm, kur tas pārsniedz sienas.

4.2 Šķidrinieka instalācija sprieguma regulētāja telpā
Sprieguma regulētāja telpā bijušajam vienas slāņa horizontālam kabeļu terminālā atbalsta stabi ir optimizēti, pievienojot lejuvēdu aciers atbalstu zem horizontālā staba, lai palielinātu stabilitāti un novērstu trikdienas. Kabeļi ienāk sprieguma regulētājā no augšas, ar stabiem, kas uzstādīti 2 500 mm augstumā. Augstsprieguma kabeļu terminālu aizsargslānis un armūra tiek atsevišķi uzliesāti.

 Visi strukturālās atbalstīšanas elementi ir savienoti ar galveno uz zemi slodināto vadi pēc izmantojot plaknu vai roundu staļstilpu. Ķērpenskābe pievieno kabeļu beigu punktus sprieguma regulētāja kontaktiem, aizsargāti ar krustslodinātu, ar šķidruma iedarbību apstrādātu sausuksnes ugunsnestojumu ar fāzes krāsu marķējumiem. Darbības monitorēšanai tiek instalēts L formas stābakaņu barjera no nekarbona stābakaņa ar uzturēšanas durvīm (aprustas elektromagnētiskajā slēgā, kas atveras tikai, kad augstsprieguma slēdis ir atvērts). Barjera un durvis ir novietotas tā, lai nodrošinātu darbinieku drošību un saglabātu nepieciešamās dzīvas daļas atstarpes.

4.3 Kabeļu atbalstīšanas elementu instalācija
BIM balstītais kabeļu priekšlaikus izvietošanas simulēšana ļāva segregēt marsrutas: enerģijas avota puse 1, enerģijas avota puse 2, primārā caurpūce un visaptiecinājā caurpūce tiek izvietoti atsevišķos grāvjos, lai novērstu situāciju, kad viena elektrības līnija varētu bojāties un kaitēt otras. Respektēti kabeļu loka rādiusi, un katra kabeļa precīzā novietojums atbalstīšanas elementos nosaka optimālo atbalstīšanas elementu tipu un novietojumu.

 BIM saderinājuma detektors pielāgoja atbalstīšanas elementu augstumus, lai izvairītos no kabeļu krustojumiem. Visi horizontālie atbalstīšanas elementu rāmis tiek izlīdzināti uz viena plakna, ar centru novirzēm ≤5 mm. Atbalstīšanas elementi ir fiksēti iepriekš iejoņētotām staļstilpa plāksnēm grāvju sienās, ar atbalstīšanas elementu apakšdaļu ≥150 mm virs grāvja apakšdaļas. Integretajā komunikācijas grāvā kabeļu atbalstīšanas elementi tiek uz zemi slodināti, izmantojot 40 mm × 4 mm plakanu staļstilpu, ar diviem uz zemi slodināšanas vadām, kas savienoti ar integretu uz zemi slodināšanas sistēmu.

4.4 Kabeļu izvietošanas konstrukcija

• Kabeļu izvietošanas princips: Dažādas sprieguma līmeņa kabeles jāizvieto no augšas uz leju augstsprieguma elektroenerģijas kabeļu, kontrolkabeļu un signālkabeļu secībā. Dažādu kategoriju kabeles vai primārās slodzes divas līnijas nedrīkst būt izvietotas uz viena un tā paša atbalstīšanas elementa līmeņa.

• Projekta uzlabošana: Pamatoties uz zīmējumiem, kabeļu izvietošanas tehnoloģijas ļauj veikt dziļākas projektu uzlabojumas, nodrošinot pilnīgu un sistēmatisku konstrukcijas plānu, kas garantē gludu darba procesu integrāciju un palielina drošības un kvalitātes kontroles līmeni.

• Trakcijas spēka aprēķins: Trakcijas mašīnas tiek iestatītas galapunktā, ar kabeļu piedāvātājiem aptuveni ik pēc 1 m. Pielāgojot pieredzei, pievienots papildus 10 cm pagriezienos trakcijas spēka aprēķinam.

• Vieta apskate: Pirms izvietošanas, apskatīt ierīkojumu instalācijas stāvokli. Pārliecināties, ka trakcijas spēks paliek zemāks par kabeļa atļauto deformācijas spēku. Veikt drošības pārbaudes kabeļu izvietošanas mašīnām un apkopt vietas, lai pārliecinātos par kabeļu bobīnu novietojumu; tūlītēji koriģēt, ja standarti netiek ievēroti.

• Kabeļu izvietošanas veikšana: Pirms izvietošanas, sagatavot etiķetes un nummerēšanu, pamatojoties uz zīmējumiem, kvalificētiem tehniķiem. Vietējais uzraudzības nodrošina pareizu kabeļu marsruta un modeļa izmantošanu. Mekhāniskās izvietošanas laikā kabeļi nedrīkst parādīt armūras aplatisumu, pagriezienu vai apakšes bojājumus. Izmanto grūdas, lai novietotu kabeļu bobīnu, atbalstītas ar speciālu izplatašanas stendi, lai ļautu augšējā gals izplatašanos un novērstu zemes triekšanos. Instalējiet kabeļu trakcijas uzsprausmas terminālos pirms trakcijas. Kvalificēti tehniķi uzrauga ierīkotāju darbību un piedāvātāju mašīnu novietojumu: galvenā trakcijas mašīna galapunktā, piedāvātāji aptuveni 80–100 m attālumā un liela rādiusa pulteri pagriezienos.

• Kabeļu fiksēšana: Pēc izvietošanas, fiksējiet kabeles sākuma/ beigu punktos un abās pusēs pagriezienos, ar fiksēšanas intervāliem 5–10 m. Piemērojiet "izvieto vienu, saistīt vienu" saistošanas principu un atkārtoti fiksējiet kabeles no sākuma punkta atpakaļ. Kabeļiem uz klājkastēm, uzdeviet identifikācijas etiķetes abās pusēs, pagriezienos un krustojumos; taisnajos posmos, etiķetes katros 20 m. Etiķetes jāparāda vienmērīgi kabeļa numurs, specifikācija, sākuma/beigu punkti un spriegums.

• Kabeļu tīkla pārbaude: Pēc izvietošanas, pārbaudiet visu kabeļu tīklu, saistītās komponentes un infrastruktūru. Pārbaudiet etiķešu precizitāti, pārliecinieties, ka nav trūkstošu/vēlām instalācijām, un apstipriniet kvalitātes saskanību. Lai nodrošinātu drošu darbību:

• Instalējiet šķēršļus starp AC/DC kabeļiem vai dažādu sprieguma līmeņu tīkliem, ja tos neizmanto kopīga klājkaste;

• Pārliecinieties, ka visas grāvja segumkopjas ir uz vietas un grāvji ir brīvi no šķēršļiem un ūdens;

• Veiciet izolācijas izturības un strāvas tests standartiem;

• Apstipriniet terminālo sakritību un tīkla saskanību pieņemšanas laikā.

4.5 Ugunsnestojumu un ugunsdrošības pasākumi
Visi caurumi starp ugunsnestrādības sektoriem, ēku iejām, stāvu platnos un atvērtajās zonās zem augstsprieguma/zemsprieguma šķīres jāuzglabā ar ugunsnestojumu. Ugunsnestojuma materiāli jāievēro Indonēzijas standartiem par veiktspēju, testu metodēm, vispārīgajām tehniskajām specifikācijām kabeļu ugunsnestojuma dāvējiem un tehniskajiem prasībām ugunsnestojamiem kabeļu apakšvestījumiem. Ugunsnestojami kabeļi tiek izmantoti iekšdarbos. Neugunsnestojami kabeļi, kas ienāk substācijā, jāapvieno ar ugunsnestojamu tapu vai jāapklāj ar ugunsnestojama krāsa.

5. Integrētais būve un apkalpošana
Būves laikā operācijas un apkalpošanas vienības tika iesaistītas agrīnā stadijā, lai saskaņotu būves un apkalpošanas standartus, izveidojot labākās kvalitātes, vizuāli pievilcīgu un videi draudzīgu HSR pamatu. No vienas puses, tuvā sadarbība ar pārņemšanas entitāti projektu pārrunās, specifikāciju pārskatīšanā un tehniskajās saites sanāksmēs palīdzēja uzlabot processa standartus un ierīkojumu/materiālu veiktspējas prasības, pamatojoties uz operācijas pieredzi. No otras puses, būves laikā—izejot no dizaina un kodeksa prasībām—processi tika optimizēti no operācijas drošības un apkalpojamības perspektīvas, tostarp izveidojot labākās kabeļu grāvjas, kabeļu apkalpošanas piekļuvi, savienojumu kastes, uz zemi slodināšana, aizsardzības režģa barjeru un zīmējumu, tādējādi palielinot operācijas drošību un fizisko kvalitāti.

6. Secinājumi
Kopsavilkumā jāsaka, ka HSR enerģijas sistēmu būvniecības tehnoloģijas turpina progresēt, un vēl vairāk inženieri izmanto integrētus konceptus HSR projektos. Elektromagnētiskās tehnoloģijas uzlabojumi, BIM ātra optimizācija un labākās iepriekšējās brīdināšanas sistēmas visi atbalsta HSR “Četri elektrības” (elektrība, signāli, telekomunikācijas un trakcija) integrāciju. Šis raksts mērķis ir sniegt nozīmīgus iegūtos zināšanu apsvērumus šo tehnoloģiju tālākajam attīstībai.