Het regionale transportnet: 150 kV en 110 kV

In Nederland en België hebben we regionale netten van 150 kilovolt en 110 kV. Deze vormen min of meer op provinciaal niveau transportnetten.

De verbindingen van 150 kV en 110 kV zijn verantwoordelijk voor ongeveer de helft van de totale lengte van het hoogspanningsnet. Het vermogen dat deze verbindingen verzetten varieert afhankelijk van hun lengte, het aantal circuits en hun plek tussen 60 MVA tot bijna 800 MVA. In het grootste deel van België en Nederland is de bedrijfsspanning 150 kV (blauw). In Noordoost Nederland wordt het regionale net op 110 kV bedreven (zwart). Opmerkelijk lijkt het ontbreken van 150 kV in Wallonië. Het is niet zo dat er in die landsdelen geen regionaal net is aangelegd, maar daar is tussen het koppelnet van 220- en 380 kV en het plaatselijke 70 kV-net geen netvlak aanwezig.

Regionale netten, met elkaar gekoppeld via het koppelnet

In het 150- en 110 kV-net zien we een verschil ten opzichte van de koppelnetten van 220 en 380 kV: grondkabels. Op het kaartje hiernaast zijn die met lichtblauw en grijs aangegeven. Ook tussen Nederland en België onderling zijn er verschillen. De meeste 150 kV-lijnen zijn in Nederland redundant. In België zien we iets minder redundantie, maar juist meer ringvormen. In beide gevallen is er bij enkelvoudige verstoring een alternatief voorhanden. Wel heeft men in België meer zogeheten steeklijnen (uitlopers). Het Nederlandse 150 kV-net is over het algemeen iets robuuster dan het Belgische 150 kV-net, maar in België is het net dynamischer te bedienen vanwege flexibele netopeningen.

 

Twee 150 kV-lijnen in het IJsseldal en een 110 kV-lijn in Drenthe. Qua omvang doen de beide spanningen niet zoveel voor elkaar onder, al kan je met 150 kV net wat meer vermogen transporteren.

Regionale netten zijn meestal niet rechtstreeks aan elkaar verbonden. Die rol wordt vervuld door het koppelnet. Wil je vanuit het ene regionale net naar een andere reizen, dan moet je via het koppelnet gaan. Een regionaal net mag ook niet te groot worden in omvang, omdat het anders gevoeliger wordt voor storingen. Netbeheerders zoeken voor regionale netten telkens naar een afgewogen keuze tussen omvang, eigen productie en consumptie binnen het net, een of meer koppelpunten met de bovenliggende koppelnetten, en strategisch geplaatste netopeningen.

De verhouding luchtlijn/grondkabel verschilt per gebied, maar over het algemeen geldt: hoe dichtbevolkter het gebied, hoe meer grondkabels en hoe minder luchtlijnen. Ondergrondse hoogspanningskabels zijn voor deze spanning nog steeds in opkomst. Een tijdje leek het erop dat ieder vervangings- of revisieproject standaard een lijn zou veranderen in een grondkabel. Dat is inmiddels teruggefloten door de werkelijkheid. Er is vanwege de energietransitie zo’n snelle stijging in de vraag naar elektriciteit en transportruimte ontstaan dat de beraamde nieuwe grondkabels nu vooral worden gelegd ter versterking in plaats van ter vervanging. De bovengrondse lijn blijft dan alsnog staan en krijgt soms nieuwe draden.

Belgische dubbelvlagmast voor twee circuits van 150 kV, vastgelegd door Peter Schokkenbroek. Dit ontwerp is kenmerkend voor België, hoewel we de spitse top ook in Duitsland veel aantreffen. Over het algemeen zijn Belgische masten wat hoger dan Nederlandse masten.

Internationaal gezien is 150 kV een beetje vreemde spanning. Alleen Jylland en Fyn gebruiken ook 150 kV op land als enige transportnetspanning. 110/115 kV en de tussenin liggende spanning 130/132 kV zijn over de hele wereld veel populairder. Waarom er in een groot deel van Nederland dan toch voor deze ietwat vreemde waarde is gekozen is niet geheel duidelijk, maar de meest aannemelijke verklaring is dat er voorafgaand aan de introductie van 150 kV in Nederland al uitgebreide 50 kV-netten waren. 150 kV ligt in het verlengde daarvan zodat het relatief makkelijk was om er trafo’s voor te bouwen (verhouding 1:3) en om eraan te rekenen. Deze verklaring is niet bewezen, maar elders op de wereld zien we cascades waarin hetzelfde is gedaan met veelvouden. De keuze voor 132 kV in andere delen van Europa is het dubbele van het lange tijd populaire 66 kV, die zelf weer voortkwam uit oudere netten van 33 kV.

110 kV is eveneens gestoeld op een veelvoud, maar nu natuurkundig. Lang geleden bij de introductie van de eerste gloeilampen in Amerika bleek dat de koolvezelen gloeidraad in de eerste generatie gloeilampen van rond 1890 zich het beste hield bij een effectieve wisselspanning van 55 V. Verdubbelen we dat (wat bij een net in split phase voorkomt, de configuratie in Amerika), dan verschijnt 110 V. Die spanning is in Amerika de norm geworden voor laagspanningsnetten. Via gunstige transformatieverhoudingen (11 kV als factor honderd) komen we dan uiteindelijk bij 110 kV uit. Duitsland was in Europa de eerste die met 110 kV aan de slag ging. Ook de spanning 220 kV werd in 1929 op 110 kV herleid, simpelweg als een nieuwe verdubbeling.

Waarom 150 kV en ook 110 kV?

Maar, waaróm zien we dan eigenlijk dat verschil tussen Noordoost Nederland en de rest van Nederland en België?
Het noorden en oosten van Nederland was en is aanmerkelijk dunner bevolkt dan het midden of het zuiden en westen. Het elektriciteitsverbruik was er lager, de economie minder waardevol en er was over het algemeen gezien ook minder industrie. Een lagere netspanning (in eerste instantie werd gedacht aan 100 kV) zou voldoen voor het transportnet van destijds. Componenten, isolators en masten voor 100 kV zijn kleiner en goedkoper dan die voor 150 kV en dat was in het economisch weinig interessante gebied een belangrijke factor. De provincies Friesland, Groningen en Overijssel konden op die manier met minder kosten alsnog hetzelfde doen, zonder dat het pijn deed door een kleinere bevolking met hogere kosten op te zadelen.

Gedeelte uit een netkaart van 1946, uit het drukwerkje De Grootsche Gedachte van het Koppelen der Centrales (Louis van Empelen). We zien twee ringvormen: 150 kV in het centrale deel van het land en een kleinere ring van 100 tot 110 kV in het noorden. De heer Van Empelen kon niet voorzien dat dit uiteindelijk met veel zwaardere 220 kV en 380 kV-verbindingen zou worden gerealiseerd – maar wel met hetzelfde idee.

In Drenthe stonden de zaken er er slechter voor. Het was zogeheten hyperonrendabel gebied: de enige provincie die zo arm en dunbevolkt was dat er überhaupt nooit een provinciaal elektriciteitsbedrijf ontstond. Het werd berekend dat de elektrificatie van Drenthe nooit uit de kosten zou kunnen komen. Om te voorkomen dat het gebied helemaal nooit geëlektrificeerd zou worden forceerde de Rijksoverheid de netbeheerders van Overijssel en Groningen, IJC en EGD, om Drenthe dwars door de helft onderling te verdelen. Dat werd niet in dank ontvangen door het EGD en de IJC.

Om zo min mogelijk verlieslatend te werk te gaan was een goedkope aanpak een pré. In het zuidoosten van Drenthe, destijds het summum van verlatenheid en armoe, hielpen het EGD en de IJC elkaar om het gebied zo goedkoop mogelijk van elektriciteit te voorzien. Door beiden een karige enkelcircuit-steeklijn naar het uiteinde van elkaars concessie toe te leggen en tussen Veenoord (uiteinde IJsselmij) en Weerdinge (uiteinde EGD) een noodkoppeling tussen hun beide gebieden aan te leggen, konden ze elkaar bijspringen bij problemen. Dure dubbelcircuit-aanleg kon zo worden uitgespaard. Dit klinkt als logisch in de tijd van de wederopbouwperiode, maar de flinterdunne netsituatie heeft in zuidoostelijk Drenthe nog tot 2015 bestaan.

 

Het elektriciteitsnet in Drenthe droeg tot in recente tijden de sporen van het verleden, waarin het elektrisch een ongewenst gebied was dat tegen heug en meug werd geëlektrificeerd. Enkelcircuitlijnen, heel dunne draden en lange rechtstanden omdat er niets was dat in de weg stond. Foto’s door Tom Börger en Hans Nienhuis.

Omdat het noorden van Nederland in tegenstelling tot de meeste andere delen van het land nooit over een tussenspanningsnet heeft beschikt waren grote verbruikers genoodzaakt dan maar hun eigen aansluiting direct op het 110 kV-net te nemen wanneer 10 of 20 kV niet het gewenste vermogen leveren kon. Zogeheten ‘lichte 110’ met slechts enkele tientallen MVA capaciteit komt ook nu en dan nog voor in Noordoost Nederland. Inmiddels valt dat niet meer zo op op de netkaart omdat tegenwoordig steeds meer producenten en zware rechtstreeks op 110 kV en 150 kV hangen, zodat je oude netkaarten nodig hebt om klanten te ontdekken die al een halve eeuw wat boven hun oorspronkelijke stand zijn aangesloten.

In reactie op een soort Calimerogevoel zie je bij pylon geeks uit het noordoosten van Nederland wel eens wat patriottisme.

Historisch gegroeid vanuit verschillende eigenaars

De provinciale energiebedrijven van weleer hielden er in Nederland allemaal hun eigen departement voor lijnenbouw op na. Zoveel voorkeuren, zoveel decennia, zoveel eigenwijze ingenieurs. Het gevolg is dat het Nederlandse 110- en 150 kV-net een buitengewoon gevarieerde aanblik bieden. Elke provincie had zijn eigen mastenfamilies en manieren om stations te bouwen, en omdat het era van provinciale energiebedrijven tussen ruwweg 1920 en 1990 lag zit er ook zeventig jaar technische ontwikkeling in verstopt. Nu alles in bezit en beheer van Tennet is gekomen is deze variatie een erfenis uit het verleden geworden, maar wel eentje die tot op de dag van vandaag en zelfs tot in de dag van morgen doorwerkt. Aanpassingen aan bestaande spullen maken vraagt daardoor om extra maatwerk.