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.

hoogspanningslijn

27 juli 2019 Wie nu in Groot Transformatorië op het strand ligt te bakken: da's nou jammer, je hebt het warmste weer uit de geschiedenis van Nederland en België gemist. Terwijl iedereen collectief een beetje hittebevangen leek, bleef de stroom het bijna overal gewoon doen. Hoe houdt het grootschalig net zich eigenlijk in deze hitte?

Wie zich de afgelopen dagen op de zinderende vlaktes waagde zag dat zelfs de bovengrondse hoogspanningslijnen zichtbaar op temperatuur waren: als het blad van een plant die te weinig water krijgt hingen de draden van met name oudere kleine lijnen buitengewoon diep door. Dat heeft gevolgen voor dynamic line rating, het vakgebied dat zich bezighoudt met de invloed van het weer op de temperatuur van de draden. In de winter koelen draden extra goed en kan je ze soms 'gratis' extra belasten. Maar het omgekeerde, namelijk transportbeperkingen bij hitte, dat treedt nog altijd niet snel op. De draden mogen negentig graden worden zodat er zelfs in de hoogzomer nog voldoende capaciteit in de lijnen overblijft.

De transformators vernemen er meer van. De trafo's in huisjes voor middenspanning zijn doorgaans luchtgekoeld volgens natuurlijke convectie: ONAN. De warmte wordt door geleiding en stroming aan het interieur van het huisje afgegeven. Maar als de buitentemperatuur reeds veertig graden is kan het een sauna worden in het gebouwtje. Het zal niemand verbazen dat het aantal storingen van zulke netstations de laatste dagen boven normaal lag.

Bij heel warm weer kunnen de draden extra laag komen te hangenGrotere trafo's zoals de HS/MS-trafo's en koppeltrafo's hebben geforceerde lucht- en oliekoeling waardoor de machine actieve temperatuurregeling heeft. Natuurlijk moeten de ventilators en oliepompen harder werken en is het moeilijker om een flink belaste trafo nog koel te houden. Maar omdat het nu vakantie is (bedrijven dicht), de zonnepanelen enigszins vermogen in het lagere net invoeden en ook omdat Nederland en België nog altijd geen airco-landen zijn is de maximale netbelasting zelfs op dit soort dagen nog lager dan tijdens een koude winterdag.

In Frankrijk hangt het erom. Daar zijn momenteel wat problemen met koelwater voor de kerncentrales waardoor een handvol reactoren stil moest worden gelegd. Of er ook in onze landen een keer een tijd zal ontstaan waarin het stroomverbruik in de zomer dat van de winter gaat overtreffen is de vraag: warmtepompen zullen vooral in de winter veel vermogen gaan afnemen en de stijging van het verbruik in de winter kan daardoor wel eens nog harder oplopen dan de stijging in de zomer. Het lijkt erop dat we voorlopig nog 'gewoon' van kou meer te vrezen hebben dan van hitte. Al zal een monteur die een gloeiendhete mast in moet daar ongetwijfeld anders over denken…

Afbeeldingen: hitte heeft vooral effect op trafostations en minder op de hoogspanningslijnen, hoewel bij die laatste het effect wel direct zichtbaar kan zijn. Als de draden warm worden zetten ze uit en gaan ze dieper doorhangen. Soms kan dat leiden tot zogeheten doorhangknelpunten, zoasl bij dit (helaas) reeds gesloopte lijntje. Foto door Tom Börger.

28 juni 2018 Komkommertijd is het niet in hoogspanningsland. (Aspergetijd is een ander verhaal, maar laten we daar maar niet op ingaan.), Maar de nadering van de zomervakantie en het fraaie zomerweer biedt wel de mogelijkheid om een keer in te gaan op een evergreen in onze mailbox: hoeveel energie loopt er nou over een hoogspanningslijn?

Hoogspanningslijn in het Nederlandse koppelnetDe vraag hoeveel energie een hoogspanningslijn transporteert komt in de mailbox terug in verschillende vormen, de ene keer nog trivialer dan de andere. Eerst het goede nieuws: aan deze vraag kunnen we uitstekend rekenen. Nu het slechte nieuws: het net is vermaasd, het vermogen op de hoogspanningslijn varieert door de dag heen en niemand van ons kan vloeiend in joule denken. We moeten dus eerst wat aannames en definities stellen, een tijdsvak nemen en -vuur moet je met vuur bestrijden- de uiteindelijke antwoorden uitdrukken in triviale eenheden waar we ons makkelijker een voorstelling bij kunnen maken.

Het lopend vermogen heet in jargon de load. Dat betekent zoiets als vracht. En die varieert per lijn, per dag en ook van hoe de situatie elders op het net is. Zijn er omleidingen, storingen of marktrestricties op de grenzen? De load en ook de totale transportcapaciteit worden uitgedrukt in MVA: mega-volt-ampère. Dat lijkt vrij veel op MW (megawatt) maar het is niet helemaal gelijk. Door ingewikkelde verschijnselen zoals blindstroom en capacitief gedrag komt het in de praktijk voor dat een klein deel van de stroomsterkte door de draden niet in staat is om nuttig energie te transporteren, terwijl het als het ware wel ruimte op de draden inneemt. Gelukkig is dat verschil klein, veel kleiner dan de marges in de aannames die we verderop doen. Vandaag kunnen we MVA voor één keer gelijk stellen aan een MW. Nu komen we ergens, want watt is simpelweg het aantal joule per seconde.

Versimpelde weergave van loadflow in een vermaasd netDe fysieke richting waarin het vermogen loopt maakt niet uit voor de hoogspanningslijn. De absolute grootte van het vermogen wel. We nemen een flinke hoogspanningslijn in gedachten zoals we ze aantreffen in het 380 kV koppelnet van Nederland, nominaal berekend op 1645 MVA transportcapaciteit. Daar zetten we een flinke loading van 1000 MVA op. Laten we dat een uur zo doorgaan, dan transporteert de hoogspanningslijn in die tijd 1000 MWh aan energie tussen de trafostations aan beide uiteinden. Die hoeveelheid energie is gelijk aan 3,6 * 1012 joule.

3,6 * 1012 joule is een indrukwekkend getal en onmogelijk te duiden voor ons als huis- tuin en keukenmensen. Maar omdat joule de SI-eenheid voor energie is, kunnen we in alle andere vormen van energie omrekenen en straffeloos appels met peren vergelijken op dezelfde weegschaal. Met 3,6 * 1012 joule kan je bijvoorbeeld:

– Een volledig beladen olietanker van 400.000 ton op aarde bijna een kilometer optillen
– Een gloeilamp van 50 watt ruim 2000 jaar laten branden; een lamp van 50 watt neemt dus 50 joule per seconde aan elektrische energie op – en dissipeert dat voor 95% weg als stralingswarmte (zodat binnenshuis gebruik eerder neerkomt op een straalkachel dan op verlichting, maar dat terzijde.)
– Ruim vier volledig gevulde Olympische zwembaden van 2500 m3 water van 20ºC volledig aan de kook brengen

Het is ook ongeveer 1/17e van de energie die vrijkwam bij de detonatie van Little Boy, de atoombom waarmee Hiroshima werd verwoest. (Een griezelig idee eigenlijk: de dagelijks getransporteerde energie op een 380 kV-verbinding is groot genoeg om, mits in een paar microseconden vrijkomend, dit te kunnen doen.)

Maar omgekeerd is het soms ook verbazingwekkend weinig. Het is bijvoorbeeld maar net genoeg om een kudde van 100 hoogproductieve melkkoeien slechts acht maanden in hun energiebeghoefte te voorzien.

Op deze manier, via joule, kan je berekenen wat je wil in appels, peren en hoogspanningslijnen. Maar het blijft altijd een benadering: het werkelijke vermogen op hoogspanningslijnen varieert continu, overal en per lijn.

Afbeeldingen: hoogspanningslijn zoals in dit voorbeeld gebruikt. Onder: in een vermaasd net waarin op meerdere plekken productie en belasting zit, lijkt het uitrekenen van hoeveel vermogen er over elke link loopt wel wat op hoe we dat op de middelbare school leerden. We zien dat er ook verbindingen in zitten die momenteel weinig tot niets te doen hebben. Zulke berekeningen lopen heel snel uit de hand als het net groter wordt. Gelukkig is daar software voor. 

18 mei 2016 ∙ In Nederland en België is vrijwel overal elektriciteit en ook vrijwel altijd. We zien het als vanzelfsprekend. Of eigenlijk zien we het liever niet. De aanleg van een nieuwe hoogspanningslijn kan al decennialang rekenen op flink wat protest. Hoe anders is dat af en toe in gebieden ver weg van hier, gebieden waar nog steeds geen stroom is en de aanleg ervan de kans op een beter leven betekent.

Protestbord vóór de aanleg van de hoogspanningslijnIn onze streek hebben hoogspanningslijnen geen goede naam: men vind een bovengrondse verbinding achterhaald, lelijk en tegenwoordig ook eng. ‘Vind maar een andere manier om de stad van stroom te voorzien, zolang het maar niet door mijn tuin heen is’. De laatste jaren zijn er zelfs voor het eerst serieuze protesten tegen grondkabels verschenen geïnitieerd door mensen die niet eens de grond bezitten waar de grondkabel in wordt aangelegd. Kortom, hoogspanningslijnen, of ze nu bovengronds of ondergronds zijn uitgevoerd, zien de meeste mensen in rijke landen tegenwoordig liever gaan dan komen.

Maar er zijn veel gebieden op de wereld waar elektriciteit en de toegang ertoe helemaal niet zo vanzelfsprekend is als hier. In die streken betekent elektrificatie tot op de dag van vandaag hetzelfde als wat het hier een eeuw geleden was: hoop en vooruitgang. Elektriciteit betekent de kans op een beter leven. In zulke gebieden speelt zich het omgekeerde af: hoogspanningslijnen, trafostations en aansluiting op het net zijn er gewild. Afgelopen week zagen we in Afghanistan een wel heel uitgesproken voorbeeld. Duizenden Hazara’s, een etnische minderheid, zijn daarop boos naar de hoofdstad Kabul getrokken om verhaal te halen en hun ongenoegen te uiten over het niet aanleggen van een nieuwe hoogspanningslijn door hun gebied.

De hoogspanningslijn (met een capaciteit van 500 MVA en gekend onder de naam TUTAP) zou samen met een paar trafostations en enige andere projecten (CASA-1000) elektriciteit introduceren in het momenteel nauwelijks geëlektrificeerde provincie Bamyan. Maar de vorige regering besloot het tracé van TUTAP te wijzigen waardoor de verbinding nu door een gebied komt te lopen waar veel minder Hazara’s wonen. De Hazara’s zien dit als discriminatie en eisen dat het eerder beraamde tracé door Bamyan weer gevolgd wordt. Het draaide afgelopen maandag uit op grimmige protesten. “De overheid moet weten dat wij ook elektriciteit willen in onze provincie. Als ze niet luisteren, gooien we de stad op slot.” aldus een van de demonstranten.

Foto: Afghanen op de been bij reeds het tweede protest vóór de aanleg van de TUTAP-hoogspanningslijn dragen protestborden met de beeltenis van een hoogspanningsmast waar nu eens géén rood kruis doorheen staat en waarvoor juichend de armen omhoog worden gestoken. TUTAP is our redline. Het belang van elektriciteit kan bijna niet overschat worden.

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.