Een vermogenstransformator faalt zelden, maar het kán wel. Gisteren ontstond er brand in een 380/150 kV-koppeltrafo op station Doetinchem Langerak. Hoewel de schade in de miljoenen loopt, viel de stroom nergens uit. Het nut van redundantie in het hoogspanningsnet werd uitstekend gedemonstreerd.
17 december 2019 was in de Achterhoekse woningen een dag zoals veel anderen. Niets wees op problemen. Men had net het avondeten op toen het licht een paar tellen knipperde. Daarna herstelde het zich. De mensen haalden hun schouders op en grapten wat over de buurman die zijn elektrische auto altijd direct begon op te laden, spitsuur op het stroomnet of niet. De koffie werd gezet, de televisie ging aan en de eerste helft van de avond verliep in een gezapige normaalheid. Tot op een gegeven moment de mobiele telefoons van alle bewoners in huis op vrijwel hetzelfde moment begonnen te krijsen met de typische schraperige toon die voor het NL-Alert wordt gebruikt. Verbaasd werden er telefoons van tafel en uit de broekzak gepakt en pas toen werd duidelijk wat er eerder die avond was gebeurd.
Uit zijn krachten gegroeide frituurpan
Koppeltransformators zijn het strategisch hart van het hoogspanningsnet. TSO’s zoals Tennet en Elia zijn dan ook erg zuinig op deze machines. In Nederland zijn bijna alle koppeltrafo’s gemaakt door SGB SMIT in Nijmegen. Het zijn grote robuuste machines die voor een levensduur van minstens veertig of vijftig jaar op de balans staan. Dat is korter dan de hoogspanningslijnen zelf, maar lang genoeg om het grootste deel van een mensenleven roerloos op hun plek te blijven staan. Brommend, soms ventilerend. Onbeweeglijk, trouw hun ding doend, schijnbaar onaangedaan door de enorme elektrische vermogens die door ze heen gaan. Spelend met elektrisch vuur, krachtig genoeg om hele landsdelen in licht en warmte te doen baden. Maar heel soms verandert die onbeweeglijkheid toch. En dan wordt het enorme elektrisch vermogen opeens een vijand van de machine waardoor het razendsnel ernstig mis kan gaan.
Op trafostation Doetinchem Langerak stonden twee 380/150 kV koppeltrafo’s waarmee het regionale 150 kV-net aan het landelijke 380 kV-net is verbonden. In een van de twee machines ontstond net na 18.00 uur een kortsluiting in de wikkels. De stroom kon een kortere weg nemen, isolatie vatte vlam en ontplofte en de trafo werd direct automatisch losgenomen. Maar het was al te laat. Wie een trafo bekijkt met Belgische ogen ziet dat de machine verontrustend sterk lijkt op een enorme frituurpan: grote elektrische wikkels in een bak met wel honderd ton olie. Gaat daar wat mis, dan kan hetzelfde gebeuren als bij een op hol geslagen frituurpan. De olie binnenin de trafo in contact met de kortsluiting gaat koken en zet uit, het vat vlam en al snel is er geen houden meer aan. De trafo veranderde in een brandend karkas van olie, papier en gloeiend metaal, vlakbij een vermogen aan elektriciteit.
Ringvormen redden de dag
Om veilig te kunnen blussen moest halsoverkop de hele 380 kV-schakeltuin spanningsloos worden gemaakt. Beide rails dus. Normaal gesproken is het koppelnet volledig N-1 redundant. Zo kan iedere willekeurige enkelvoudige storing (één component) uitvallen zonder dat een stroomstoring ontstaat. Maar een heel station losnemen is een operatie waar N-1 niet tegen is opgewassen. Toch ging nergens het licht uit gisteren. Hoewel een brandende trafo vanuit de wijde omtrek de aandacht trekt is juist het feit dat overal in de omgeving het licht gewoon bleef branden hetgeen dat werkelijk de aandacht zou mogen krijgen.
Hoe kon dit zo goed aflopen? Gisteren werd de stroomvoorziening gered doordat het net niet alleen redundant is, maar ook in ringvormen is aangelegd. Wie op de netkaart of het netschema kijkt, ziet dat vermogen vrijwel altijd via twee of meer wegen aangevoerd kan worden naar een trafostation. Ook kan het via twee kanten de kring worden rondgeleid. Je kan zien dat het 150 kV-net dat onder de koppelstations hangt ook zonder koppeling met de 380 tijdelijk terug kan vallen op invoeding vanuit koppelstations die verder weg liggen. In de Achterhoek, deel van het 150 kV FGU-deelnet, kan ook vermogen worden aangeleverd vanuit Woudhuis – Zutphen en uit de richting van Zevenaar. Deze verbindingen zijn allemaal dubbel uitgevoerd (twee circuits) en ze hadden voldoende capaciteit om de Achterhoek te kunnen dragen op een winteravond, zelfs zonder de 380/150 kV-koppeling op Doetinchem. De overgebleven koppeltrafo’s op Lelystad en Dodewaard moesten er na het losnemen van heel Doetinchem-380 wel wat harder taan werken om het hele deelnet van invoeding te blijven voorzien, maar per saldo leverde het geen probleem op.
Vandaag gebeld, morgen bezorgd?
De gesneuvelde trafo is een 500 MVA driewikkelaar voor primair 380 (400) kV en secundair 150 kV. De derde wikkeling bedient een compensatiespoel op 50 kV. Dit type trafo is een van de werkpaarden van het Nederlandse koppelnet, maar dat wil niet zeggen dat er zomaar een hele stapel van staat in de schuur van SGB Smit. Het cascogewicht van zo’n trafo is 325 ton en dan moet de olie (in totaal 155 ton) er ook nog in. Naast het überhaupt voorhanden hebben van een reserve-exemplaar is het transport een flinke operatie. Ook het opruimen van de schade, herstelwerken en het weghalen van het uitgebrande casco gaat wel even duren.
De balans voor Tennet? Misschien wat zure gezichten op de Berg vanwege het moeten lappen van ruim € 6.500.000,- voor een nieuwe trafo plus de bezorgkosten (de monteur gaat pas weg als uw apparaat volledig functioneert). Toch mogen de gezichten wat ons betreft ook gerust trots tonen: de robuuste netstrategie die meestal moet worden verdedigd omdat het meer investeringen vraagt en duurder in aanleg is heeft zich gisteren weer eens uitbetaald.
Afbeeldingen
Header: koppeltrafo, soortgelijk exemplaar van de afgebrande trafo op Doetinchem. In de trafo en in de koelelementen ernaast zit ruim 150 ton olie en dat kan een aardige brand veroorzaken. Foto door Michel van Giersbergen. Artikel: bij gebrek aan een pylon geek ter plekke en aan beeldmateriaal onder CC BY-NC van de brand kunnen we niet anders dan Doetinchem op betere dagen tonen, zonder brand. Onder: deel van het netschema, met geïllustreerd de plek van de brand en vervolgens heel DTC380 afgeschakeld. Te zien is dat 150 kV nog steeds gewoon vermogen kan krijgen vanuit het omliggende 150 kV-net, onder andere vanuit Dodewaard. Bekijk het actuele netschema hier.
