Talakayan tungkol sa mga Teknik ng Konstruksyon para sa 20 kV na Sistema ng Pagbibigay ng Kuryente sa Mabilis na Daang Bakal

1. Buod ng Proyekto
Ang proyektong ito ay kinasasangkutan ng pagtatayo ng bagong Jakarta–Bandung High-Speed Railway, na may haba ng pangunahing linya na 142.3 km, kasama ang 76.79 km ng mga tulay (54.5%), 16.47 km ng mga tunnel (11.69%), at 47.64 km ng mga embankment (33.81%). Ang apat na estasyon—Halim, Karawang, Padalarang, at Tegal Luar—ay itinayo. Ang pangunahing linya ng Jakarta–Bandung HSR ay may haba na 142.3 km, na disenyo para sa maximum speed na 350 km/h, may double-track spacing na 4.6 m, kasama ang humigit-kumulang 83.6 km ng ballastless track at 58.7 km ng ballasted track. Ang sistema ng power supply para sa traksiyon ay gumagamit ng AT (Autotransformer) feeding method. 

Ang panlabas na power supply ay gumagamit ng voltage level na 150 kV, habang ang panloob na sistema ng power distribution ay gumagamit ng 20 kV. Ang catenary wrist arms at positioning devices para sa high-speed railway ay gumagamit ng standardized at simplified design ng China. Ang China Railway Electrification Bureau ay responsable sa material procurement, construction ng buong sistema ng power at traksiyon para sa Jakarta–Bandung HSR sa Indonesia, pati na rin ang bahagi ng external power connection na pinondohan ng provisional sums.

2.20 kV Distribution Substation Design Scheme
2.1 20 kV Main Electrical Connection at Operating Mode
Ang 20 kV main busbar ay gumagamit ng single-busbar configuration na hinati ng bus-tie circuit breaker na may automatic bus transfer. Isang 20 kV through-feeder bus section ay ibinigay, na pagkatapos lumampas sa isang voltage regulator, nagbibigay ng 20 kV comprehensive load through-feeder line at 20 kV primary through-feeder line. Ang neutral point ng voltage regulator ay naka-ground sa pamamagitan ng malaking resistor, at walang bypass switch na itinayo para sa voltage regulator. 

Sa normal na operasyon, parehong source ng power ay sumusuplay nang sabay-sabay na ang bus-tie circuit breaker ay bukas. Kung ang isa sa mga source ng power ay mabigo, ang incoming circuit breaker sa de-energized side ay bubuksan, at ang bus-tie circuit breaker ay awtomatikong maglilipad, nagbibigay-daan sa ibang source ng power na magdala ng buong load ng substation. Isang reactive power compensation device ay itinayo sa 20 kV through-feeder bus section, sigurado na ang power factor sa incoming side ng substation ay hindi bababa sa 0.9 pagkatapos ng compensation.

2.2 Layout Plan
Lahat ng mga distribution substation ay nasa parehong lugar ng mga operational at living buildings sa estasyon sa ground floor, maliban sa Tegal Luar EMU Depot substation, na independiyenteng itinayo bilang isang single-story structure. Walang cable interstitial floors ang ibinigay. Ang ground floor ay kasama ang mga silid para sa voltage regulator (para sa primary at comprehensive through-feeders), reactive power compensation, neutral grounding equipment, communication machinery, spare parts storage, high-voltage switchgear, control room, tool room, at rest area. Ang mga cable sa loob ng substation ay inilalatag sa cable trenches. 

Ang mga koneksyon sa pagitan ng voltage regulator room, reactive power compensation room, neutral grounding equipment room, at high-voltage room ay ginagawa sa pamamagitan ng pre-embedded conduits. Nasa loob ng estasyon, ang substation ay walang dedicated external access roads o fire lanes. Isang outdoor integrated utility trench ay ibinigay, na may cable supports; ang mga incoming at outgoing cables ay iniroute sa pamamagitan ng trench na ito, na ang mga power at low-voltage/control cables ay inilalatag sa kabilang panig ng trench. Ang iba pang mga seksyon ay gumagamit ng cable trenches at conduit installations.

3.Paghahanda sa Pagtatayo

• Pagsisiyasat ng Lugar: Bago ang pagtatayo, ang contractor ay dapat mag-conduct ng site survey batay sa approved design documents at relevant data, at ihanda ang site investigation report na kumakatawan sa terrain, geology, road transport, equipment building conditions, at integrated utility trench routing.

• Verification ng Construction Drawing: Ang contractor ay dapat mag-verify ng approved construction drawings sa site at kumpirmahin ang kanilang katotohanan bago gamitin. Anumang mga pagkakaiba-iba ay dapat agad na ireport sa client, designer, at supervising engineer para sa resolution.

• Batay sa survey at verified drawings, ang contractor ay dapat bumuo ng detalyadong implementation plan at work instruction manual para sa distribution substation, malinaw na naghuhula ng process standards, quality control requirements, at interface needs para sa mga critical procedures, at gawin ang named QR-code-based technical briefings.

• BIM Optimization: Sa maagang yugto ng pagtatayo, ang BIM technology ay dapat gamitin upang simularin ang installation ng equipment at cable routing sa 20 kV distribution substation. Ito ay nagbibigay-daan sa optimized layout ng equipment at trench/pipeline arrangements sa loob ng building, simulated cable routing sa indoor at outdoor cable trenches, optimized cable pathways, at precise determination ng support bracket locations. Ang visualization at simulation capabilities ng BIM ay tumutulong na iwasan ang spatial conflicts sa panahon ng pagtatayo at mapabuti ang efficiency.

4.Optimization ng Process Detail
4.1 Cable Trench Layout sa Distribution Substation
Ang substation ay isang single-story structure, at ang branch cable trenches para sa individual equipment rooms ay inalis. Sa pagitan ng mga foundation sa voltage regulator room, reactor room, at small-resistor grounding room at high-voltage/control rooms, ang pre-embedded steel conduits ay ginagamit, na umuunlad hanggang sa height ng second-level cable support mula sa ilalim. Para sa mas madaling cable pulling, ang pre-embedded conduit sa pagitan ng outdoor utility trench at high-voltage room cable trench ay optimized sa form ng trench, na may wall-penetration plates na itinayo sa wall crossings.

4.2 Busbar Installation sa Voltage Regulator Room
Ang orihinal na single-layer horizontal cable termination support bracket sa voltage regulator room ay na-optimize sa pamamagitan ng pagsisidlot ng angled steel bracing sa ilalim ng horizontal bracket upang mapalakas ang stability at maiwasan ang pag-shake. Ang mga cable ay pumapasok sa voltage regulator mula sa tuktok, na may brackets na itinayo sa taas na 2,500 mm. Ang shield layer at armor ng high-voltage cable terminations ay hiwalay na naka-ground.

 Lahat ng suportadong istraktura ay nakakonekta sa pangunahing konduktor ng grounding gamit ang mga bar ng flat o round steel. Ang mga busbar na gawa sa copper ay nakaconnect sa mga terminasyon ng kable patungo sa mga terminasyon ng voltage regulator, na pinoprotektahan ng cross-linked irradiated heat-shrink tubing na may marka ng kulay ng phase. Para sa pagmonitor ng operasyon, isang L-shaped stainless-steel mesh barrier na may stainless-steel maintenance door (na may electromagnetic lock na nagbubukas lamang kapag ang high-voltage switch ay bukas) ay inilapat. Ang barrier at pinto ay naka-position upang matiyak ang kaligtasan ng mga tao at panatilihin ang kinakailangang clearance ng live-part.

4.3 Pag-install ng Suporta ng Kable
Ang BIM-based cable pre-laying simulation ay nagbigay-daan sa segregated routing: ang power source side 1, power source side 2, primary through-feeder side, at comprehensive through-feeder side ay inilagay sa hiwalay na bahagi ng trench, upang maiwasan ang pagkasira ng isa pang power line kapag mayroong kasalanan sa isa. Ang radius ng pagbend ng kable ay binabati, at ang tiyak na posisyon ng bawat kable sa mga suporta ay nagpapasya sa optimal na uri at lokasyon ng suporta.

 Ang BIM collision detection ay nagsasaayos ng taas ng suporta upang maiwasan ang crossover ng mga kable. Lahat ng horizontal rungs ng suporta ay naka-align sa iisang plane, na may center deviations ≤5 mm. Ang mga suporta ay naka-fix sa pre-embedded steel plates sa mga dingding ng trench, na ang ilalim ng suporta ≥150 mm sa itaas ng lupa ng trench. Sa integrated utility trench, ang mga suporta ng kable ay naka-ground gamit ang 40 mm × 4 mm flat steel, na may dalawang grounding leads na nakaconnect sa integrated grounding system.

4.4 Konstruksyon ng Paggamit ng Kable

• Prinsipyong Pagsusunod ng Kable: Ang mga kable ng iba't ibang lebel ng voltaje ay dapat isusunod mula itaas pababa sa pagkakasunud-sunod ng high-voltage power cables, control cables, at signal cables. Ang mga kable ng iba't ibang klasipikasyon o ang dalawang circuit ng primary loads ay hindi dapat nasa iisang suporta level.

• Pagpuno ng Detalye ng disenyo: Batay sa mga drawing, ang teknik ng paggamit ng kable ay nagbibigay-daan sa mas malalim na pagpuno ng detalye ng disenyo, na nagbibigay ng komplet at sistemang plano ng konstruksyon na nagpapaligiran ng smooth workflow integration at nagpapataas ng kalidad at kontrol ng seguridad.

• Pagsusuri ng Traction Force: Ang mga makina ng traction ay naka-set sa endpoint, na ang mga cable feeders ay naka-place sa halos bawat 1 m. Batay sa karanasan, idinadagdag ang additional 10 cm sa mga curve para sa pagsusuri ng traction force.

• Inspeksyon ng Site: Bago ang paggamit, suriin ang kondisyon ng pag-install ng kagamitan. Siguraduhin na ang traction force ay nasa ilalim ng pinahihintulutan na tensile strength ng kable. Gumanap ng safety checks sa machinery ng paggamit ng kable at surveyin ang site upang ikumpirma ang posisyon ng cable reel; i-adjust agad kung ang mga pamantayan ay hindi nasasaklaw.

• Pagpapatupad ng Paggamit ng Kable: Bago ang paggamit, ihanda ang mga label at numero batay sa mga drawing ng mga kwalipikadong teknisyano. Ang on-site supervision ay sigurado na tama ang ruta ng kable at ang paggamit ng modelo. Sa panahon ng mechanical laying, ang mga kable ay hindi dapat may flattening, twisting, o sheath damage. Gamitin ang crane upang ilagay ang cable reel, na sinusuportahan ng dedicated payout stand upang payagan ang unwinding sa itaas at maiwasan ang friction sa lupa. Ilagay ang cable pulling grips sa mga terminasyon bago ang traction. Ang kwalipikadong teknisyano ay dapat mag-supervise sa operasyon ng kagamitan at placement ng feeder machine: ang main traction machine sa endpoint, ang feeders ay naka-space 80–100 m apart, at ang large-radius sheaves sa mga curve.

• Pagsusunod ng Kable: Pagkatapos ng paggamit, isunod ang mga kable sa simula/tapos na puntos at sa parehong bahagi ng mga curve, na may interval ng 5–10 m. I-apply ang "lay one, tie one" binding principle at re-secure ang mga kable mula sa simula hanggang sa huli. Para sa mga kable sa trays, ilagay ang mga identification tags sa parehong bahagi, mga curve, at intersections; sa straight sections, ang tags ay bawat 20 m. Ang mga tags ay dapat uniform na ipakita ang numero ng kable, specification, simula/tapos na puntos, at voltaje.

• Pagsusuri ng Circuit ng Kable: Pagkatapos ng paggamit, suriin ang buong circuit ng kable, associated components, at facilities. Ikumpirma ang katumpakan ng tag, suriin ang mga missing/wrong installations, at ikumpirma ang compliance sa kalidad. Upang matiyak ang ligtas na operasyon:

• Ilagay ang mga partition sa pagitan ng AC/DC cables o circuits ng iba't ibang voltages kapag hindi nasa iisang tray;

• Siguraduhin na lahat ng covers ng trench ay naka-set at ang trenches ay walang obstruction at tubig;

• Gumawa ng insulation withstand at leakage current tests batay sa pamantayan;

• Ikumpirma ang alignment ng terminal at grid compatibility sa panahon ng acceptance.

4.5 Fire-Retardant at Fireproofing Measures
Lahat ng penetrations sa pagitan ng fire compartments, building entries, floor slabs, at openings sa ilalim ng HV/LV cabinets ay dapat fire-stopped. Ang fire-stopping materials ay dapat sumunod sa Indonesian standards para sa performance, test methods, general technical specifications para sa cable fire-retardant coatings, at technical requirements para sa flame-retardant cable wraps. Ang flame-retardant cables ay ginagamit sa indoor. Ang non-flame-retardant cables na pumasok sa substation ay dapat balutin ng flame-retardant tape o coated ng fireproof paint.

5. Integrated Construction at Maintenance
Sa panahon ng konstruksyon, ang mga yunit ng operasyon at maintenance ay kasama sa maagang panahon upang magtugma ang mga standard ng konstruksyon at maintenance, na nagbibigay-daan sa mataas na kalidad, magandang hitsura, at eco-friendly na HSR. Sa isa na banda, ang malapit na koordinasyon sa taking-over entity sa panahon ng design briefings, specification reviews, at technical liaison meetings ay tumulong sa pagpuno ng process standards at equipment/material performance requirements batay sa operational experience. Sa kabilang banda, sa panahon ng konstruksyon—habang sumusunod sa mga requirement ng disenyo at code—ang mga proseso ay nai-optimize mula sa perspektibo ng operational safety at maintainability, kasama ang mga pagbabago sa cable trenches, cable maintenance access, junction boxes, grounding, protective mesh barriers, at signage, na nagpapataas ng operational safety at pisikal na kalidad.

6. Pagtatapos
Sa pagpapatuloy, ang mga teknolohiya para sa mga sistema ng kuryente para sa HSR ay patuloy na unlad, at mas maraming inhinyero ang nag-aaplay ng mga konsepto ng integrasyon sa mga proyekto ng HSR. Ang mga pag-unlad sa teknolohiyang elektromagnetiko, mabilis na optimisasyon ng BIM, at mas maayos na mga sistema ng early-warning ay lahat sumusuporta sa pag-unlad ng "Four-Electrics" (power, signaling, telecom, at traction) ng HSR. Layunin ng papel na ito na magbigay ng may-kahalagahan na pananaw para sa mas kaunlaran ng mga teknolohiyang ito.