29 oktober 2022 ∙ En toen ging het Russische leger in Oekraïne over op een nieuwe tactiek. Als onder de voet lopen niet lukt, dan dwing je het land op zijn knieën door in het zicht van een zware winter het elektriciteitsnet kapot te schieten. Oekraïne vraagt dringend om hulp bij oplap- en vervangingsartikelen. Kan Europa ook deze keer helpen?

Als je toevallig nog een oude 330/110 kV Sovjet-koppeltrafo op zolder hebt staan die het al jaren slecht doet op Marktplaats, grijp je kans.

De oorlog in Oekraïne is een nieuwe fase ingegaan en nu moet het elektriciteitsnet het ontgelden. Zelden was er zo'n groot tekort aan spullen voor hoogspanning als op dit moment, en dan met name aan spullen die compatibel zijn met oude Sovnet-netten. 

Afgelopen voorjaar vlak na de Russische inval is het Oekraïense hoogspanningsnet in grote haast losgenomen van Rusland en is het gesynchroniseerd met het ENTSO-E CE-netblok, waarna het via een aantal opgelapte koppelstations in Roemenië, Slowakije, Polen en een zware 400/750 kV-koppeling in Hongarije mogelijk werd om stroom tussen Europa en Oekraïne uit te wisselen. Veel stroom, het gaat om een paar gigawatt regelruimte, een nette term voor de praktisch te benutten uitwisselcapaciteit die beide kanten op kan. Koppeling met ENTSO-E CE is van belang om het Oekraïense net stabiel te houden in omstandigheden van oorlog, waarbij het zomaar kan voorkomen dat een zware centrale uitvalt door een aanval of verovering.

Een wisselstroomnet is robuuster wanneer het groter is. Dat komt omdat het effect van een losse uitvallende generator of verbinding dan relatief kleiner is. Het CE-blok van ENTSO-E is het grootste synchroon draaiende net ter wereld met 600 gigawatt roterend vermogen. Oekraïnes eigennet omvat ongeveer 50 GW aan productiecapaciteit. Wanneer in Oekraïne nu een gigawatt afvalt doordat een centrale wordt bestookt kan dat effect, dankzij een sterke koppeling met de rest van Europa, worden uitgesmeerd over een twintig keer zo groot netwerk waardoor het relatieve vermogenstekort in dat totale net dan kleiner is. Het geeft een minder scherpe afname in de netfrequentie en er zijn meer mogelijkheden beschikbaar om met FCR-vermogen de klap Europa-breed op te vangen. Een split in het net of een cascadestoring die heel Oekraïne op zwart zou kunnen zetten is daarmee een stuk moeilijker geworden. 

Dat heeft de Russische militaire top helaas ook in de gaten gekregen. Dus heeft Rusland besloten om nu maar de strategische trafo- en koppelstations en zware koppelverbindingen in het Oekraïense hoogspanningsnet te bestoken met bombardementen en kamikazedrones.

Als er maar genoeg centrales hun vermogen niet kunnen leveren omdat het koppelnet zelf kapot wordt geschoten, dan wordt Ruslands doel alsnog bereikt. Meer dan bij de grondoorlogen in de jaren 90 in de Balkan is een samenleving nu afhankelijk van elektriciteit. Betalingsverkeer, werkende brandstofpompen, distributieketens, communicatie, meer dan ooit loopt het in de soep zonder stroom. Met elke kapotgeschoten transformator of verbinding worden de problemen groter. Psychologisch is een zware donkere winter een ramp en EU-voorzitter Ursula von der Leyen heeft het bestoken van civiele infrastructuur reeds betiteld als een oorlogsmisdaad. Ukrenergo, de Oekraïense netbeheerder, heeft de tuinschuur met reserve-exemplaren inmiddels leeg. En dus is Europa om hulp gevraagd. Kan dat zomaar, hoogspanningsartikelen uitwisselen?

Stationrails, draden en isolators kan je eenvoudig elders gebruiken. Een isolator kan gebruikt worden voor iedere spanning tot en met zijn maximale houdwaarde. Desnoods gebruik je dus gewoon een exemplaar dat bedoeld is voor een hogere spanning. Schakelaars zijn meestal ook wel te gebruiken voor spanningen lager dan hun ontwerpclassificatie. De maximale stroomsterkte is belangrijker dan de precieze bedrijfsspanning. Het betekent dat een scheider of een vermogensschakelaar die ontworpen is voor bijvoorbeeld 220 kV ook met wat lapwerk wel in een 110 kV-net kan worden gebruikt.

Voor bewaakapparatuur en voor transformators is het lastiger. Niet alleen is een trafo een lomp ding, ook is hij ontworpen op een specifieke overzetverhouding. En die kan van land tot land verschillen, als erfenis van de historisch gegroeide spanningscascade. Daar is een mismatch tussen Oekraïne en ENTSO-E CE. Oekraïne heeft decennialang deel uitgemaakt van de Sovjetunie. In die tijd is het grootste deel van het elektriciteitsnet gebouwd. Een groot deel van de transformators, verbindingen en bewaakapparatuur zijn van Sovjetmakelij en het overgrote deel van het land heeft een typische Sovjet-spanningscascade met twee tot drie niveaus: 750 kV, 330 kV en 110 kV. Het grootste deel van Europa heeft juist 400 kV, 220 kV en 150/132/110 kV. Nu is 110 kV over de hele wereld populair, maar Europa gebruikt veel 220/110 kV en 400/110 kV trafo's terwijl Oekraïne juist om 330/110 kV trafo's verlegen zit. 

Helaas kan je niet hetzelfde doen als met isolators. Een 400/110 kV trafo aansluiten op een lagere spanning van 330 kV zorgt ervoor dat de secundaire zijde dan opeens 80 kV uitspuugt. Een 400/132 kV trafo, zoals ze in delen van Engeland en Scandinavië gangbaar zijn, komt met 330 kV op de primaire zijde alsnog vrij aardig bij 110 kV uit op de secundaire zijde, dus dat kan wel een oplossing bieden. Hoewel het een logistieke nachtmerrie is om zo'n gevaarte duizend kilometer te verplaatsen. Trafo's zijn mission critical, dat heeft ook Rusland goed begrepen. Naast moeilijk te transporteren zijn ze ook notoir moeilijk leverbaar op de hele wereld. Vanwege wereldwijde elektrificatie is de vraag naar zware koppeltrafo's, zeker maatwerkexemplaren, groter dan wat de fabrikanten aan kunnen zodat er zelfs in de westerse wereld forse levertijden zijn.

Vanwege zulke problemen zal Oekraïne eerst aanjkloppen bij een paar andere landen die eveneens een oud Sovjetnet hebben. De Baltische Staten en Moldavië, die in het conflict beide aan Oekraïens/Westerse zijde staan, hebben ook een cascade met 750/330/110 kV en centrales uit dezelfd tijd. Hun spullen zijn daardoor eenvoudiger te gebruiken binnen Oekraïne. Bijvoorbeeld de Baltische Staten zullen benaderd worden door Ukrenergo. Het komt nooit goed uit, maar de kans is groot dat ze binnen strategische grenzen van reservevoorraden (omdat ook zij zich zorgen maken over Rusland die hun infrastructuur kan aanvallen) zullen doen wat ze kunnen om Oekraïne aan spullen te helpen die het westen gewoon niet heeft. Toch zal ook elders in heel Europa in de tuinschuren van netbeheerders en productiebedrijven worden gekeken naar alles wat ook maar een beetje past. Meestal is hoogspanning een wereld waarin veiligheid en betrouwbaarheid weinig ruimte laat voor compromissen. Maar met een zware winter in aantocht geldt: als het werkt, dan werkt het.

Afbeeldingen: een klassiek Sovjet-ontwerp 110 kV tonmast, met de karakteristieke kegelvormige toren en zeer donkere verf. De verbinding op de foto gemaakt door Babs Sabbé (getoond met toestemming) staat daadwerkelijk in Oekraïne, maar deze architectuur zie je door het hele voormalige Sovjetgebied tot in de Baltische Staten en delen van de Balkan aan toe. Onder: Roemeense portaalmast (fasewissel) uit de Sovjet-tijd, vastgelegd door forumlid PJK. Inmiddels voert deze een spanning iets boven zijn Sovjet-ontwerpwaarde, maar de architectuur verraadt direct zijn afkomst.