HoogspanningsNet - alles over hoogspanning op het het

Hoogspanningstechniek

Hoogspanning en gezondheid?

Antwoord op alle vragen vind je bij het RIVM (NL) of het Departement Leefomgeving (B).

HoogspanningsNet behandelt dit thema met opzet niet zelf. (Waarom niet?)

Geknetter en gebrom?

Geen zorgen, dat is normaal.

brand

22 december 2022 Op 02 september dit jaar deed zich een bijzondere calamiteit voor in de 150 kV-verbinding tussen Lelystad en Hattem, ter hoogte van het nieuwe trafostation Olsterpad. Vandaag heeft Tennet een verklaring vrijgegeven over hoe deze unieke storing (met een minutenlang staande vlamboog in de openlucht) kon optreden. Hoewel het uiteindelijke rapport pas in januari zal verschijnen geeft de verklaring ook nu al inzicht in wat er is gebeurd.

Rokende draden die zo heet werden dat ze uitzetten totdat ze bijna op de grond hingen. Contact met een spoorwegbovenleiding waarna de stroom alsnog niet werd uitgeschakeld doordat er reeds voor dat contactmoment al sprake was van een ongecontroleerde foutsituatie. 300.000 aansluitingen zaten tot een uur zonder stroom en door een moment van overspanning is her en der ook schade opgetreden. En als blikvanger een grote staande vlamboog op een gloednieuw trafostation die minutenlang bleef staan, iets dat eigenlijk onmogelijk werd geacht in het Nederlandse net met zijn hoogstaande en dubbel uitgevoerde beveiligingen. Wat ging er zo mis dat dit kon gebeuren op 02 september tussen Dronten en Olsterpad?

Tennet, Liander en DNV hebben gezamenlijk onderzocht hoe misschien wel de meest iconische storing van de afgelopen jaren tot stand heeft kunnen komen. De NOS heeft er ook een item over geschreven.

Zoals bij elke storing van enig formaat wordt onderzocht hoe het heeft kunnen komen zodat ervan kan worden geleerd en de kans op herhaling wordt verkleind. Bij dit exemplaar hebben zich geen ongelukken voorgedaan, maar de schade is wel aanzienlijk. Het blijkt dat er wel drie dingen achter elkaar mis zijn gegaan voordat daadwerkelijk de ongecontroleerde kortsluiting kon ontstaan. Het begon ermee dat het splinternieuwe trafostation Olsterpad, een dag eerder opgeleverd, eigenlijk nog niet helemaal voltooid was. Er waren nog steeds werkzaamheden aan de gang en die vereisten dat een van de inkomende verbindingen, onbevestigd maar vermoederlijk Lely – Olsterpad Paars, aan het einde van de dag weer moest worden geaard. Men was er op Olsterpad om onduidelijke redenen niet van op de hoogte dat het betreffende circuit vanaf de zijde van Lely ingeschakeld was en daardoor onder spanning stond. Dat kan, het lijkt op een uitgerold verlengsnoer waar niets op is aangesloten. Ofwel spanning zonder dat er ook vermogen loopt. Op Olsterpad zelf stonden de schakelaars open zodat niemand dat vernam.

Aan het einde van de werkzaamheden vereisen de veiligheidsprotocollen dat een niet-gebruikt circuit weer wordt geaard. Zo worden ongelukken voorkomen. Alleen, een circuit dat onder spanning staat kan je niet zomaar aarden. Toen men alsnog de aarding omhoog zette, in de routinematige veronderstelling dat gewoon een spanningsloos circuit werd geaard, ontstond daardoor kortsluiting tussen de drie fasedraden via de aarde. Normaal heb je dan per ongeluk een aardfout gemaakt waarna de verbinding automatisch wordt afgeschakeld in 0,040 seconden. Er klinkt dan een beste knal (en je mag dan alsnog een rapportje opstellen), maar verder is er niet zoveel aan de hand.

Alleen, die automatische afschakeling die in 0,040 seconden had moeten reageren was niet actief omdat die juist slechts zeer kort daarvoor vanwege dezelfde werkzaamheden op 'lokaal' was gezet, zodat wordt voorkomen dat er op twee plaatsen tegelijk kan worden geschakeld (de andere plek is het landelijk bedieningscentrum). Het is eveneens niet duidelijk waarom de hele procedure voor het creëren van een veilige werkomgeving niet reeds eerder een conflict opleverde, want bij een circuit dat onder spanning staat zou het normaliter onmogelijk moeten zijn om bij wijze van spreke zonder waarschuwingen of piepjes de aarders omhoog te zetten. Ook toen de kortsluiting was ontstaan was er geen beveiliging die reageerde en de kortsluiting werd dus niet losgeschakeld. In zo'n geval, een enkelvoudige fout, zou normaal gesproken alsnog het backupsysteem moeten ingrijpen. Volgens de NOS was dat het laatste dominosteentje: ook het backupsysteem dat juist dit soort uitzonderlijke dingen alsnog moet ondervangen weigerde te handelen, mogelijk door een bedradingsfout. Met opgeteld driemaal pech kon uiteindelijk niets meer gedaan worden. Er ontstond ongecontroleerd een kortsluiting en niets of niemand kon die nog afschakelen.

Het was daarna wachten tot er fysiek iets doorbrandde of totdat alsnog beveiligingen op omliggende stations wakker zouden worden en het vermogen zouden afschakelen. Dat laatste viel ook niet mee, want het hoogspanningsnet in de polder is een 150 kV-net met behoorlijk wat sjeu: de circuits kunnen per stuk ruim 400 MVA aan. Daardoor zagen beveiligingen op andere stations en in andere circuits in eerste instantie niet meteen onraad omdat de kortsluiting dezelfde karakteristieken had als een flink zware belasting. In een net dat zo sterk is uitgevoerd zouden de componenten het nog bijna vier minuten volhouden tot er dingen fysiek begonnen te bezwijken. Uiteindelijk brandde op Ley een rail los waardoor de kortsluiting waarschijnlijk een andere karakteristiek kreeg, zodat de beveiligingen op omliggende stations onraad begonnen te ruiken en begonnen te reageren. Dat resulteerde in het losnemen van enkele netdelen in de omgeving, net zolang tot er zoveel netdelen getript of losgenomen waren dat het circuit met de kortsluiting ook een keertje spanningsloos viel en de vlamboog doofde.

In de tussenliggende vier minuten kreeg het 150 kV-circuit Lely – Olsterpad Paars een vermogen te verwerken dat de ontwerpcapaciteit fors moet hebben overtroffen. De draden werden een paar honderd graden en rekten zover uit dat de bovenleiding van de spoorbaan tussen Dronten en Lelystad werd aangetikt. Alles dat elektrisch contact maakte werd geroosterd. De gepeperde rekening van Prorail is nog niet binnen in Arnhem, net als de rekening van getroffen Liander-aansluitingen met schades. Maar de interne schade aan twee schakelvelden en de 20 kilometer tussenliggend 150 kV-circuit (volledig Lely – Olsterpad Paars is eruit gebakken en moet nieuwe draden krijgen) wordt reeds op ruim tien miljoen euro geraamd. Verder wordt er versneld werk gemaakt van het controleren van soortgelijke backup- en beveiligingssystemen als welke op Lelystad en/of Olsterpad de laatste lijn van verdediging hadden moeten vormen.

Het is duidelijk, er is nog veel onduidelijk. Het laatste woord over deze storing is nog lang niet gezegd en wij op deze plek houden het met een bijna schaamteloze interesse scherp in de gaten. 

Afbeelding: schade op trafostation Olsterpad, een dag na de storing. Geroosterd gras en verschroeide componenten geven aan waar de vlamboog heeft gestaan. Foto door forumlid PJK. Onder: storingsanalyse door geïnteresseerden op basis van logica (niet uit het onderzoek). Zie het forum voor het bijbehorende onderwerp en een vergroting van de afbeelding.

18 december 2019 Een vermogenstransformator faalt zelden, maar het kan 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.

Men had in de Achterhoek net het avondeten op toen het licht een paar tellen knipperde. Daarna herstelde het zich. De rest van de avond verliep op het eerste gezicht normaal en pas toen er een NL-Alert vanwege rookontwikkeling binnenliep, werd duidelijk wat er eerder die avond was gebeurd. Op trafostation Doetinchem Langerak was kortsluiting ontstaan binnenin een van de twee koppeltrafo's waarmee het regionale 150 kV-net aan het landelijke 380 kV-net is verbonden. De trafo werd direct automatisch losgenomen, maar de olie binnenin de trafo vatte vlam en de machine veranderde in een brandend karkas van olie, papier en gloeiend metaal, vlakbij een vermogen aan elektriciteit.

Om veilig te kunnen blussen moest de hele 380 kV-schakeltuin spanningsloos worden gemaakt. Tennet hanteert vrijwel overal in het net dat er N-1 redundantie is: iedere willekeurige enkelvoudige storing (één component) kan/mag 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 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 ook zonder koppeling met de 380 tijdelijk terug kan vallen op invoeding vanuit Woudhuis – Zutphen en vanuit Zevenaar. Deze verbindingen zijn dubbel uitgevoerd (twee circuits) en ze hadden voldoende capaciteit om de Achterhoek te kunnen dragen, ook 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 tegen werken om het hele deelnet van invoeding te blijven voorzien, maar per saldo leverde het nergens een probleem op.

De gesneuvelde trafo is een Smit 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 zo'n exemplaar weegt ruim 320 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 ervan een flinke operatie. Het opruimen van de schade, herstelwerken en het aanvoeren van een nieuwe trafo kan wel een aantal maanden gaan duren. De balans voor Tennet? Ruim € 6.500.000,- voor een nieuwe trafo plus de bezorgkosten (de monteur gaat pas weg als uw apparaat volledig functioneert), maar wat ons betreft ook een pluim voor de robuuste netstrategie die zich gisteren uitbetaald heeft.

Afbeelding: een identieke Smit 500 MVA 380/150 kV koppeltrafo op een ander trafostation (trafo rechts, links de koellichamen). De trafo is een ondeelbaar object en zo'n ding verplaatsen en bedrijfsklaar opleveren kost net zoveel als een koophuis in Amsterdam. Onder: deel van het netschema, met Doetinchem (grijs) opzettelijk onbeschikbaar gezet. Merk op dat de 150 kV van Gelderland meer invoedingspunten heeft. Het was wat harder werken voor de overgebleven trafo's, maar er ontstonden geen problemen.

15 augustus 2016 ∙ Het begon rond 02.15 uur met een melding in het landelijk bestuurscentrum van Tennet op de berg in Arnhem dat in de 110 kV-circuits Beilen-Veenoord en Beilen-Musselkanaal een circuitfout was opgetreden. De oorzaak bleek brand in een kippenschuur die pal onder de verbinding stond, waardoor in beide circuits een of meer fasedraden fysiek braken.

Redundantie zorgde ervoor dat de hele verbinding tijdelijk gemist kan wordenVolgens Eefje van Gorp, woordvoerder bij Tennet en deze morgen te horen op Radio Drenthe, is het betrekkelijk zeldzaam dat een hoogspanningskabel fysiek bezwijkt door brand onder de verbinding, hoewel ons bij HoogspanningsNet nog een geval uit Veenendaal van twee jaar geleden bekend is waarbij hetzelfde gebeurde. Het uitvallen draaide echter niet uit op een stroomstoring. Doordat het net redundant is uitgevoerd en ter plaatse (midden Drenthe) ook ringvormen bevat, kon het net het verdragen dat beide circuits uitklapten zonder dat er een stroomstoring ontstond op de civiele stations. Alleen een klantaansluiting van de NAM in Norg raakte spanningsloos. 

Tennet geeft aan in eerste instantie mee te leven met de boer die 15.000 kippen verloor. Het siert de netbeheerder om dit uit te spreken. Er wordt impliciet mee verteld dat de schade aan de hoogspanningslijn gelukkig 'gewoon' maar herstelbare blikschade is.

De komende dagen zal de verbinding gerepareerd moeten worden en tot die tijd is de N-1 redundantie in Drenthe even uitgenut. Sneller kan niet, want het vervangen van enkele tientallen meters beschadigde fasedraden is ingewikkelder dan het lijkt. Bij de brand is asbest vrijgekomen en ook zijn beide circuits verderop in hun trace bijgehangen in de zware combinatiemasten van Zwolle-Meeden. Daar hangen er 380 kV-circuits boven de 110 kV-circuits, zodat er door inductie vanuit deze zwaardere circuits enige restspanning ontstaat, zelfs als de 110 kV-circuits volledig zijn losgeschakeld. Het repareren en terug in dienst brengen is dus een specialistenwerkje.

Afbeelding: het nut van redundantie. Gedeelte uit de netkaart (schematische weergave). De afgekruiste verbinding is uitgevallen. Men ziet dat alle stations die met de verbinding te maken hebben alsnog vanaf de andere kant invoeding konden krijgen, waardoor er geen stroomstoring ontstond.

28 juni 2014 ∙ In Veenendaal woedde in de nacht van 27 op 28 juni een brand op het industrieterrein. Niet echt iets bijzonders, totdat we beter naar de locatie aan de Bobinestraat kijken.

De brand begon in een stapel houten pallets, waarna die oversloeg naar twee naastgelegen bedrijfspanden. Beide panden liepen schade op. Maar boven de beide panden bevond zich nog iets anders, namelijk een ton of wat hoekijzer met zes stuks 420mm2 ASCR-geleiders voor 150 kV eraan. Ofwel: de hoogspanningslijn Dodewaard-Veenendaal. De brand bevond zich vlak naast een van de masten en pal onder de draden. Die bleken niet gediend te zijn van de hitte. Twee fasedraden van één circuit begaven het en braken doormidden. Omdat de stroom tijdig kon worden afgeschakeld en omgeleid (redundantie in het netwerk is essentieel) is er nergens uitval ontstaan.
De herstelwerkzaamheden zullen vermoedelijk wel enige dagen in beslag nemen. Naar de oorzaak wordt onderzoek gedaan, maar volgens de politie wijst een en ander sterk in de richting van brandstichting.

Foto: still uit een filmpje van de NOS (bekijk het hier) waarop te zien is dat twee fasedraden zijn afgebroken. De halfverankering heeft het wel gehouden. In de komende dagen zal een en ander hersteld moeten worden.