Geen zorgen, dat is normaal. 
.png "Ga naar de website van TenneT TSO, de Nederlandse netbeheerder"){kind=logo}
14 oktober 2021 ∙ Elia heeft ze al: dwarsregeltrafo's om problemen met doortransport te voorkomen in het Belgische 150 kV-net. In Nederland, waar 150 kV is verdeeld in circa tien deelnetten, leek zoiets niet nodig. Niets blijkt minder waar: inmiddels heeft ook Tennet plannen voor dwarsregeling op het 150 kV-niveau.
Congestie, curtailment, knelpunten, krapte op het net… well, that escalated quickly. Wanneer we op congestiekaarten kijken (die zijn er inmiddels in soorten en maten) zien we dat Nederland in een verontrustend tempo rood kleurt. Er is toenemend vraag is naar transportcapaciteit door elektrificatie (inductiekoken, warmtepompen en datacenters) maar er is ook meer aanbod door decentrale opwek met zon en wind. Het betekent telkens dat meer transportruimte nodig is. Bij laag- en middenspanning is dat vaak een kwestie van het netwerk verzwaren: dikkere draden, 20 kV introduceren, grotere koppeltrafo's of gewoon meer draden ernaast leggen. Bij hoogspanning is het capaciteitsvraagstuk ingewikkelder. In deze netten is transportruimte meer dan alleen een kwestie van draaddikte. Het hangt ook af van hoe de verbindingen precies lopen en waar de historisch gegroeide knooppunten in het netwerk zitten.
Even opfrissen uit de St(r)oomcursus. Het elektriciteitsnet bestaat uit een handvol niveaus of netvlakken (10 kV, 50 kV, etc.) die als hiërarchische lagen over elkaar heen liggen. Ze zijn aan elkaar verbonden met transformators. Een net of netvlak bestaat uit meerdere deelnetten die op dezelfde spanning worden bedreven en die een eindige geografisch omvang hebben, zoals een stad of een provinciedeel. Deze deelnetten van hetzelfde hiërarchisch niveau lijken sterk op elkaar en ze vullen schouder aan schouder de netkaart op, waar ze samen een netvlak vormen. Deelnetten zitten ieder voor zich vast aan een groter bovenliggend net dat een stap hoger in hiërarchie is. Zo is ieder netvlak een koppelend net voor het netvlak er pal onder, maar het is juist zelf een deelnet als je het bekijkt vanuit het netvlak dat er pal boven ligt.
Twee deelnetten die gelijk staan in hiërarchie en die dezelfde spanning voeren kan je rechtstreeks aan elkaar verbinden zodat er een groter deelnet met twee of meer koppelpunten met het bovenliggende net ontstaat. Er is helaas wel een probleem als je meer koppelpunten hebt, want dan ontstaat er een sluipweg voor vermogen dat eigenlijk in het koppelende net moet blijven. Dit wordt in jargon doortransport genoemd. Het gaat dan al gauw over aanzienlijke vermogens die fysiek ruimte opeisen in het net van lagere orde. Ruimte die niet meer kan worden gebruikt voor decentrale opwek of voor extra verbruikers. Het net toch weer opdelen in twee of meer kleinere deelnetten kan dit oplossen, maar er zijn gevallen waarbij dat moeilijk is. En nu komen we bij wat Elia in België al langer bemerkt en wat nu ook in Nederland een factor wordt: wat als je om technische redenen een net niet kán opknippen terwijl er toch overbelasting door doortransport ontstaat?
Lange tijd was Utrecht een netstrategisch zorgenkind. Maar sinds het opleveren van Breukelen 380/150 kV is de situatie verbeterd en hoeft de Centrale Lageweide niet meer verplicht te draaien als een van de drie inkomende 150 kV-lijnen in onderhoud is. Breukelen vormde een nieuw koppelpunt met de 380, en opeens werd doortransport mogelijk dwars door het 150 kV-net heen tussen Dodewaard, lelystad en Breukelen. En zo werd het ene probleem uitgeruild voor een ander. Utrecht is momenteel deel van het FGU-net, een groot 150 kV deelnet dat met vier koppelpunten onder de 380 hangt (Dodewaard, Doetinchem, Lelystad en Breukelen). Al jaren hing het in de lucht dat het FGU-net opgeknipt zou worden in kleinere deelnetten, zie ons artikel van 04 september. Utrecht blijft echter via Dodewaard, Breukelen en Lelystad gekoppeld. Dat kon niet anders, want door de historisch gegroeide vorm van het net zou het verbreken van de verbinding naar Dodewaard of die naar Lelystad een te grote storingsgevoeligheid opleveren voor Almere, Amersfoort en Utrecht zelf. En het nieuwe station Breukelen was er natuurlijk ook niet voor niets neergezet, dus om die er meteen weer af te gooien… Kortom, met het stijgen van de vermogensstromen door het net en het zwaarder belasten van 380 kV, ontstond er in de regio Utrecht steeds meer krapte op het 150 kV-net terwijl een nieuwe netopening of het verdelen in twee kleinere 150 kV-deelnetten niet praktisch is.
Wat nu? We kunnen dus de sluipweg niet dichtzetten, maar net zoals bij verkeer kunnen we de sluipweg wel zo onaantrekkelijk mogelijk maken. En dat is wat een dwarsregeltrafo doet.
Vermogen op een wisselstroomnet volgt bij voorkeur de weg van de minste weerstand. Als je dus de weerstand, of met een net woord impedantie van een bepaalde verbinding een beetje kan aanpassen, kan je alsnog het vermogen voor een deel via een andere route sturen. Dat wordt gedaan met speciale transformators, dwarsregelaars of phase shifters geheten. Dat is een trafo die niet echt transformeert: de primaire en secundaire zijde hebben dezelfde spanning. Hij kan dus binnen één en hetzelfde netvlak worden geplaatst. Maar wat hij wel kan is een beetje spelen met de piek in de spanning en de stroomsterkte op iedere fasedraad, en daarmee de impedantie van een aangesloten verbinding op verzoek iets verhogen zodat deze onaantrekkelijker raakt voor sluipverkeer. Daardoor krijgt een overbelaste verbinding minder vermogen voor zijn kiezen en loopt er juist meer vermogen via andere routes, of blijft het voor een groter deel in een hoger netvlak zitten bij gebrek aan een vlotte sluipweg. In Utrecht is dit een geschikte oplossing om toe te passen op trafostation Lageweide.
Dwarsregeling is de normaalste gang van zaken in het ENTSO-E koppelnet (Europa, 380/400 kV) om zogeheten loop flows te bevechten die over duizenden kilometers dwars over het hele continent lopen en kostbare ruimte bezetten. Netbeheerders zetten zulke trafo's graag aan de randen van hun concessiegebied. Maar intern in het regionale net zien we het zelden. Elia in België doet niet aan deelnetten in het 150 kV-netvlak en daar is men bezig dwarsregeling toe te passen om grote vermogensstromen tussen oost en west te dwingen vooral in de 380 te blijven. In Slijkens is er al een 150 kV dwarsregeltrafo in dienst en er komen elders nog een paar bij. Ook Nederland gaat nu aan interne dwarsregeling geloven om op Lageweide de interne 150 kV sluipweg tussen Breukelen enerzijds en Lelystad/Dodewaard anderzijds minder aantrekkelijk te maken.
Het is geen toverstaf om krapte mee op te lossen, want je kan maar in beperkte mate spelen met fasehoekverschuiving. Een vervanger voor netverzwaringen is het ook niet. Maar wat het wel is, is een no-regret methode om het bestaande net efficiënter te kunnen gebruiken zonder dat de storingsgevoeligheid omhoog gaat. De kans is groot dat Lageweide slechts de primeur is van iets wat we ook elders gaan zien, want er zijn meer plekken in het land waar dwarsregeltrafo's kostbare tijd voor ons kunnen kopen. Tijd die nodig is om daadwerkelijke, fysieke veranderingen en verzwaringen te kunnen realiseren.
Afbeeldingen: zware dwarsregeltrafo op Zandvliet, in het 380 kV-net. Midden: Utrecht is nu ook oranje op de capaciteitskaart van Netbeheer Nederland. Onder: hoe krap is het op het net? En wat gebeurt er als een verbinding wegvalt of als ik de weerstand van een verbinding verhoog? Ontdek het zelf met de Tennet Powerflow Simulator en wordt een ware zolderkamernetstrateeg. Wij bij HoogspanningsNet hebben het koppelnet van Nederland al kant en klaar voor je gebouwd in de simulator, je hoeft het alleen nog maar in te laden en stuk te mak.. eh, er lekker mee te stoeien om van te leren.
In 
Die lange hersteltijd heeft meerdere redenen. Te beginnen met de karkassen. De eh.. hoogspanningslijken liggen nog altijd in het veld en het opruimen van een bezweken mast is complexer dan normale gecontroleerde sloop. Zo staan sommige verwrongen latten onder grote mechanische spanning. Erin knippen kan resulteren in knappende bouten en dat kan gevaarlijk zijn. Ook zijn er honderden glaskap-isolators gesneuveld zodat het gras vol ligt met ontelbare glaskorrels. En dan is er nog de verf. In de jaren zestig werden andere verfsoorten gebruikt dan vandaag zodat de schilfers niet in het milieu mogen achterblijven. Het komt erop neer dat de grond onder de karkassen moet worden schoongemaakt of gesaneerd. Ook moeten de beschadigde fundamenten worden verwijderd. Afhankelijk van de situatie worden de heipalen losgetrokken (trillen, waterinjectie) of op twee meter diepte afgezaagd. Dat vraagt om grondwaterbemaling en ook dat is weer een gedoe. 
Nee, het echte probleem met nieuwe masten zit in hun ontwerp zelf. Het klakkeloos herbouwen van een mastontwerp uit 1968 is verboden. Of, op zijn gunstigst, niet zomaar toegestaan zonder eerst een herberekening te doen. De huidige NEN-IEC- en bouwnormen zijn veranderd en meestal strenger geworden. Dat betekent dat het oorspronkelijke ontwerp in 1968 weliswaar voldeed aan de toen geldende normen, maar dat het niet automatisch is gezegd dat het ontwerp ook door de normen anno 2021 heen komt. De mast uit 1968 moet worden gedigitaliseerd en vervolgens gepijnigd worden in een computermodel om te zien waar zwaktes zitten. Daarna moeten zwaktes, als ze niet voldoen, aangepakt worden. Dat is geen sinecure, want het is meer dan slechts een wat grotere knoopplaat of een andere staalsterkte voor de bouten. Telkens is herberekening nodig. Dat er inderdaad zwaktes in zitten die de huidige normeringen niet doorstaan is vrijwel zeker. Dat betekent trouwens niet dat oude masten opeens allemaal gevaarlijk zijn. Het is net als met een huis uit 1968: destijds is ie prima in elkaar gezet, maar met de technieken van vandaag zouden we sommige dingen simpelweg anders doen. Beter isoleren, ander soort keilbouten, 16A stopcontacten, dat soort dingen. 
Iedereen die een beetje thuis is in de opbouw van een hoogspanningsnet weet wat er bedoeld wordt met de termen deelnet en koppelend net. (Niet? Geen nood, daar hebben we de 
In Nederland is ook in de zomer verder gewerkt aan twee in het oog springende netverzwaringen, diagonaal in twee uithoeken van het land. In Groningen begint de nieuwe 380 kV-lijn Oudeschip – Vierverlaten steeds meer vorm te krijgen. Voor dit project hebben we een soort correspondent in de vorm van Bram Gaastra, die in de buurt woont en zo nu en dan de populatie pylon geeks op ons forum voorzien van een verse vorderingsrapportage. Langzaam maar zeker 
Ondertussen, in 
Schade en leed van deze omvang hebben we tientallen jaren niet gezien in Europa. De getallen zijn om bleek bij weg te trekken. 155 getelde doden in Duitsland, 27 in België, en opgeteld richting duizend gewonden. Wederom laten we deze aspecten van de watersnood over aan de reguliere media en blijven wij ons op het stroomnet richten. Wel met de kanttekening dat uitval van stroom momenteel een grotere zorg is dan schade aan de infrastructuur zelf. Beschadigde infra zelf is slechts ijzer, koper en aluminium. Geen stroom op plekken waar dat nu hard nodig is voor communicatie, warmte, systemen en noodhulp is het echte probleem.
In Duitsland is nog steeds veel onduidelijk. In het koppelnet van Amprion, 220 en 380 kV, lijkt de schade mee te vallen. Anders is dat voor de 10/20 kV en ook voor de 110 kV. Netbeheerder Westnetz rapporteert 
