Tussenspanning

Discussieer mee over de wereld van het grootschalig elektriciteitsnet en alles wat daarmee te maken heeft
Plaats reactie
Bob
50 kV
Loads: 65
Aangesloten op: 10 feb 2021 18:01
Dichtstbijzijnde trafo: Slijkens

Tussenspanning

Load door Bob » 27 nov 2022 21:42

In het artikel op de homepagina staat dat het beter is om een tussenspanning te hebben. In België streeft Elia er al 20 jaar naar om zoveel als mogelijk de middenspanning direct uit het 150 kV (of 220 kV) net te halen waar dit net voldoende sterk is (lees o.a. vermaasd). Het tussenspanningsnet wordt zoveel als mogelijk afgebouwd tenzij het goed uitgebouwd is (en niet aan vervanging toe is) of nuttig is voor decentrale productie. Op de plaatsen waar een nieuw tussenspanningsnet gecreëerd wordt (b.v. Lokeren en Beveren-Waas) is dit zelfs van een andere spanning dan de plaatselijke tussenspanning (Lokeren 36 kV, nieuw net 30 kV) en dus alleen bedoeld voor de decentrale productie (windmolens).
De reden voor een tussenspanningsnet als beperking van de transformatieverhouding gaat dus niet op. Of anders heeft Elia het al 20 jaar bij het verkeerde eind :?: .

Mastbeeld van deze aansluiting
Hans
Site Admin + actief in het mainsite team
Loads: 3737
Aangesloten op: 03 dec 2011 20:49
Dichtstbijzijnde trafo: Veenoord 110/10 kV

Re: Tussenspanning

Load door Hans » 28 nov 2022 11:00

Die gaat wel degelijk op, want het is gewoon natuurkunde. :phew: 4 kA als maximale stroomsterkte levert nu eenmaal een trafo op waarbij het maximale machinevermogen met 10 kV kleiner is dan bij 20 kV of 33 kV. Wil je toch hetzelfde vermogen koppelen, dan heb je meer trafo's nodig.

De sleutel zit hem in wat je al zegt, is het bovenliggende net voldoende vermaasd? Als er relatief veel 150 kV in een gebied aanwezig is, of als je veel koppelpunten hebt (en dus veel transformators), dan kan je volstaan met een relatief beperkte capaciteit per trafo. In je MS-net zijn de afstanden en voedingsgebieden dan telkens beperkt zodat 150 kV in feite daar zelf al de functie van tussenspanning en hoogspanning tegelijk kan vervullen. Op zo'n plek is het inderdaad voordeling om een tussenliggend net te elimineren of niet aan te leggen.

Om voor de hand liggende redenen zijn dat ook de gebieden waar transportschaarste een kleiner probleem is dan in dunne netdelen, waar de hoogspanningsdichtheid lager is en de koppelpunten verder uit elkaar liggen. Er is in zo'n gebied niet alleen meer kilometer middenspanning nodig om het gebied te dekken, maar bij een lage middenspanning moeten de draden ook significant dikker zijn. In zulke gebieden kan het lonend zijn om een extra niveau toe te passen en daarmee een beter werkbare balans te vinden tussen transport/transportverlies, materiaalgebruik, het aantal benodigde trafo's/invoedingspunten en soms ook het strategischer vermazen van het bestaande net.

Overigens is er ook in onze mailbox een bericht binnengekomen dat gedeeltelijk dezelfde strekking heeft als dat van jou. De helaas anonieme aandrager suggereert dat het kernprobleem hogerop in de hogere netten ligt. Daar zal zeker ook een probleem liggen, maar het is niet zo dat het grootste probleem zich daar bevindt. We zien dat de grootste transportschaarste in Nederland vooralsnog in het MS-niveau zit. Dat er 20 kV-ready wordt gebouwd is ook bekend, en wat hij aanhaalt met 'dan moet je alle kabels vervangen' is een stroman, want we vragen ons in het voorpagina-artikel niets af over bestaande 20 kV. Het is vooral de keuze voor überhaupt 20 kV bij nieuwe aanleg, waardoor vervangingsvraagstukken in bestaande 20 kV een onjuist argument zijn.

Wat open blijft staan is wat werkelijk het prijsverschil is tussen enerzijds 10/20-24 kV en anderzijds 33 kV, en of de compactstations voor 33/10 kV werkelijk groter zijn dan die voor 20/10 kV. Als iemand daar verstand van heeft kan het interessant zijn om eens dieper te kijken.

In het artikel op de hoofdpagina wordt gesuggereerd dat het ontbreken van een tussenspanning de reden is voor veel transport problemen. In de (openbare) congestie rapporten van TenneT staat dat de problemen zich voornamelijk voordoen op de koppeltransformstoren naar de 380 of 220 kV. De benodigde capaciteit is ontworpen voor het verwachte provinciale verbruik, wat laatste tijd snel gestegen is en opeens veel opwek kan bevatten. Het ontbreken van tussenspanning heeft hier niks mee te maken.

Waarom Liander 20 kV toepast ipv 33 kV is logisch. Tegen zeer beperkte meerkosten kan je een 24 kV installatie kopen, die qua formaat vergelijkbaar is met de 12/17 kV installatie. Dat geldt ook voor kabels. Sterker nog, als je de moffen vervangt kan je 20 kV op een 10 kV kabel zetten. Zou je naar 33 kV gaan heb je grotere Compactstations nodig en moet je al je kabels vervangen. Door 20 kV kan je een groot deel hergebruiken. Daarnaast wordt vrijwel alle 10kV nu 20 kV ready aangelegd.
Halfverankering is net als Volbeat: het kan altijd

Mastbeeld van deze aansluiting
kevelek
220 kV
Loads: 224
Aangesloten op: 05 jun 2019 20:00

Re: Tussenspanning

Load door kevelek » 28 nov 2022 20:24

hmm, interessante vraagstelling.

Laten we vooral de historiek niet uit het oog verliezen. Ik ga me in mijn antwoord beperken tot België omwille van het niet hebben van de juiste kennis van het Nederlandse net, maar Johan zal me hier ongetwijfeld nog wel bijspringen.

De netten die vandaag als "tussenspanning" worden aangeduid waren ooit de hoogste spanningen aanwezig in het elektriciteitsnet.
In het Brusselse was dat een goede eeuw geleden 36kV, voor de toenmalige vermogens was dat ten tijde van de introductie haast een overkill. De toenmalige MS netten werden uitgebaat op 3kV, 5kV en 6kV.
Naarmate de te transporteren vermogens stelselmatig aangroeiden werden er al eerste oplossing extra verbindingen en invoedingspunten gecreëerd.
Nog later bleek 36kV tegen zijn grenzen aan te lopen en werd dat spanningsniveau niet integraal vervangen door pakweg 70 of 150kV, maar wel door het net te gaan opsplitsen in verschillende (koppelbare) deelnetten. Deze deelnetten werden dan gevoed door het nieuwe hogere spanningsniveau.
Hetzelfde gebeurde trouwens op laagspanningsniveau. Eerst was er DC, dan kwam er AC op 110V, dan was er de introductie van 230V en later was er de algemene introductie van de 400V netten.
Op de MS netten werd stelselmatig in de naoorlogse jaren de overstap gemaakt van de oude 3,5 en 6kV netten naar 10,11,12 of 15kV.
Let op, alleen de oudste netten rond grote steden hebben deze lagere MS netten gekend.
Langzaam aan kromp dus de koof tussen distributie en transport in de grootsteden.

Terug naar de Tussenspanning. Net zoals voor 36kV was er 70kV om de verder gelegen gebieden te gaan voeden via doorgaans uitsluitend luchtlijnen. Deze 70kV en later 150kV verbond de centrales en vormde het eerste landelijke koppelnet. Het vermogen bleef stijgen en als laatste stap deed 220 en 380kV zijn intrede.
36kV is tot op de dag van vandaag in Brussel en omstreken de best vertegenwoordigde spanning voor de voeding van de disitributienetten, ook al is het maar een factor 3 hoger in spanning. Dit omwille van de eenvoudige ondergrondse kabels, beheersbaardere magnetische en elektrische velden rond kabels die in de stoep liggen, maar vooral omwille van de gigantische historische investeringen in dit spanningsniveau die je niet zomaar kan wegvagen.
Stelselmatig, daar waar de vermogens er de meeste nood aan hebben worden nieuwe 150kV injectiepunten gemaakt voor zowel het MS niveau als het Tussenspanningsniveau. Hierbij verdwijnt dus niet noodzakelijk het Tussenspanningsniveau, maar wordt het in kleinere stukjes geknipt of van extra invoeding voorzien.
Dan heb je 30kV (en aanverwanten) Doordat decentrale productie steeds grotere vermogens kent, is stillaan de grens bereikt van wat technisch uitvoerbaar is op pakweg 10kV. Fluvius heeft in Vlaanderen een licentie tot 70kV voor distributie doeleinden. Hiervan maakt het dan ook gebruik voor het aansluiten van bv windturbines en zonneparken. Deze toepassing van 30 kV is dus niet vergelijkbaar met de toepassing van 36 of 70kV als transportspanning.
Komt er ooit een dag dat hier in Vlaanderen de 36kV uitdooft als transportspanning? Persoonlijk zie ik dat de eerst komende halve eeuw niet gebeuren. Eerder zal het spanningsniveau worden overgedragen van Elia aan de DNB's omdat het eigenlijk niet behoort tot Elia zijn echte corebusiness, of althans niet tot hun echte interesse. Dan komt de grens gewoon op 150kV te liggen.

Ook is het relatief complex om op een bestaand transformatoren station dat vandaag is gevoed met 2x2 transfo's 36/11kV deze te gaan vervangen door 150/11 transfo's met dezelfde bedrijfszekerheid. De 36kV tranfo's staan per 2 in parallel gekoppeld op een dubbele rail met gesloten koppeling. Zo zijn er 2 delen per station. Valt 1 transfo uit, dan heb je geen onderbreking omdat de andere tranfo de belasting volledig overneemt.
Als je dit zou gaan uitvoeren met 150kV, dan heb je om te beginnen al minsten 2 150/11 transfo's nodig. Wat op zich wel kan. maar als je deze dan ook in parallel zou willen gaan uitbaten voor de bedrijfszekerheid heb je een veel te groot resulterend kortsluitvermogen.
En je hebt een hele 150kV schakelinstallatie nodig die veel groter is in omvang dan een 36kV uitrusting. Wat in verstedelijkt gebied opnieuw een uitdaging is omdat de bestaande 36kV ruimtes liefst 1 op 1 worden hergebruikt.

Zo zijn er verschillende technische redenen te bedenken om toch dat oeroude 36kV tussenspanningsnet in leven te houden, en zelf uit te breiden, weliswaar enkel binnen dat sterk verstedelijkt gebied met zijn specifieke eisen en kleine afstanden.
Voor 70kV ligt de situatie anders, en zie ik wel een systematische uitdoving ervan binnen de komende 25j.
Meten is Weten, Gissen is Missen. Raak niets aan wat niet geaard is en aard nooit zonder te meten.

Mastbeeld van deze aansluiting
Johan
380 kV + Netkaartcrew
Loads: 581
Aangesloten op: 12 sep 2014 20:15

Re: Tussenspanning

Load door Johan » 30 nov 2022 14:30

Is er door het ontbreken van tussenspanningsnetten bij een aantal netbeheerders een achterstand in de netopbouw? Ik denk het niet, ze hebben altijd aan de voorwaarden voldaan, ook zonder tussenspanning maar met, gedeeltelijk onzichtbare 20kV en 10kV met regeltrafo’s, maar komen nu voor een onmogelijke opgave te staan. Beter benutten van het net was jarenlang de opdracht. Dan is het toch niet zo gek dat je nu tegen problemen aanloopt.

Ook in de netten zonder een zichtbare tussenspanningsnet is op verschillende plaatsen het begin van een tussenspanning zichtbaar, maar dan op 10kV. Ik neem als voorbeeld Zaltbommel. Hiervandaan vertrokken voedingskabels 10kV naar verschillende regelstations. Hier stonden of staan regeltrafo’s 10/10kV die de spanning op het ingestelde niveau brengen. Zuilichem en Leuven waren ook eerst regelstations en zijn al omgebouwd naar 20/10kV, in station de Eupen is de ombouw bezig. Neerijnen is nog een 10/10kV regelstation. Zuilichem is al aan de volgende stap toe, ombouwen naar 150/20/10kV.

Wat ik hiermee duidelijk wil maken is dat een regelstation 10/10kVstations eigenlijk het zelfde doel hebben als 25/10kV en 50/10kV, een station met een 10kV schakelinstallatie met een geregelde 10kV spanning. Meer en meer komt 20/10kV in de plaats voor de 25 en 50kV netten en die zijn niet allemaal zichtbaar op de netkaart.

Eigenlijk is het in het buitengebied een groeiproces met verschillende stadia, of alle stappen worden doorlopen hangt sterk van de plaatselijke netsituatie;
1 – Eerste aanleg is met lange ms kabels maar met een spanningsverlies binnen de maximale grenzen.
2 – Spanningsverlies loopt door hogere belasting tegen de grenzen aan. Als eerste zal gekeken worden om dit op te lossen door een verdeelstation met een 10/10kV regeltrafo te plaatsen.
3 – De belasting wordt te hoog waardoor oplossing 2 niet meer of niet voldoet. Dan kwam als oplossing om het regelstation om te bouwen naar een 50/10kV station. Natuurlijk zal hierbij ook gekeken worden of een 150/10kV station de oplossing was maar zal veelal om de kosten afgevallen zijn.
4 – Als de vorige punten geen oplossing meer bieden door belastingsproblemen in het bovenliggende net dan komt het maken van een nieuw 150 of 110kV invoedingspunt om de hoek kijken. Of dit inhoud dat er trafo’s 150/20/10kV geplaatst worden dat wordt weer verschillend opgelost.
Natuurlijk is een directe voeding uit het 150 of 110kV net technisch de beste oplossing maar dan komen de centjes om de hoek kijken en dat is juist jarenlang de bottelnek geweest.

Het 50kV net was jarenlang de oplossing in landelijke gebieden maar veel onderdelen, vooral oliedruk kabels lopen tegen einde levensduur aan terwijl het zelfde geld voor de schakelinstallaties. Omdat er ook hele grote nadelen kleven aan het 50kV net, hele hoge kosten van materiaal, heel lange reparatie tijd en daarbij horende hoge kosten ( kan oplopen tot €250.000 volgens een uitspaak van de rechter).
Het is dus niet zo gek dat er naar andere oplossing wordt gezocht. Daarbij is 20kV op meerdere plaatsen de oplossing geworden. Ik zie in mijn omgeving trafo’s verschijnen van ±40MVA die op 23kV worden aangesloten.

Een 30 of 33 kV net zie ik niet zo snel komen, het is een spanning die alleen in zon en windparken gebruikt wordt. Ik heb een keer een 33kV schakelinstallatie gezien en die past echt niet in de meeste stations. Al een twintigtal jaren zijn de meeste schakelinstallaties geschikt tot 24kV. Ook de gebruikte kabels zijn 20(24) kV geschikt maar die zijn door de verschillende netbeheerders minder lang als standaard kabel in gebruik.

Johan

Plaats reactie