Toonfrequent signalen en belasting

Voor al je vragen over het elektriciteitsnet, hoog- en middenspanningstechniek waarop je het antwoord maar niet kunt vinden. Wellicht kan iemand je helpen
Plaats reactie
Gebruikersavatar
Paullus
220 kV
Berichten: 346
Lid geworden op: 30 jun 2012 19:45
Dichtstbijzijnde trafo: 150/10 kV Haarlem Waarderpolder

Toonfrequent signalen en belasting

Bericht door Paullus » 20 okt 2012 22:45

Voor de openbare verlichting en omschakeling van dag/ nacht telwerken, wordt gebruikt gemaakt van toonfrequentsignalen. Deze worden gesuperponeerd op de netspanning.
In Haarlem gebeurde dat in de tijd van het GEB op de 6 kV middenspanning. Volgens mij was de frequentie 492 Hz. Inkoppeling was dus lokaal met een beperkt verzorgingsgebied. Omliggende gebieden hadden hun eigen TF signalen met andere frequenties.
Sinds een aantal jaren wordt echter het toonfrequentsignaal vanuit Velsen gestuurd en ingebracht op 150 kV niveau. De frequentie is daardoor in Haarlem veranderd naar 283,3 Hz. 150 kV is in Noord-Holland momenteel nog een in zijn geheel bedreven net, dus geen deelnetten.
Mijn vraag is, hoe je de toonfrequentsignalen overeind houdt met al die verbruikers? Het schijnt te gaan om een paar Volt op laagspanningsniveau. Op zich is dat niet veel, maar zoveel verbruikers belasten de signalen wel degelijk. Veel lampen en apparatuur hebben bij 283,3 Hz wel degelijk een impedantie die niet oneindig is.
Toch werkt het elke dag prima. De OV gaat aan en uit en ook de telwerken schakelen goed.
Hoe krijgt de netbeheerder het voor elkaar dat bij alle verbruikers in de provincie het toonfrequentsignaal in tact blijft en niet te veel inzakt door parasitaire belasting buiten de TF-ontvangers om? Zijn de huidige elektronische ontvangers gevoeliger dan de oude mechanische exemplaren met LC resonantiekring, waardoor het minder nauw luistert?

Gebruikersavatar
Knarvel
380 kV + Netkaartcrew
Berichten: 1184
Lid geworden op: 29 apr 2012 18:19
Dichtstbijzijnde trafo: Waarderpolder

Re: Toonfrequent signalen en belasting

Bericht door Knarvel » 25 okt 2012 19:01

De TF-spanning wordt "overeind" gehouden door een TF-voeding (of: TF-zender) met voldoende vermogen op het net aan te sluiten. Voor Haarlem heb ik 15 kW per onderstation dus totaal 75 kW in herinnering. Dat waren roterende omvormers, later (plm. 1995) zijn ze daar op statische omvormers overgegaan.

De frequenties die je noemt zijn korrekt, 492 Hz bleek na in gebruik name van het koppelnet een ongelukkige keuze, want de ontvangers in Haarlem werden niet zelden door de zenders in Gouda en Delft getriggerd. Dit is een van de redenen dat in Sassenheim de net-koppeling tussen noord- en zuidholland normaal openstaat.

In het Westland worden zeer veel Natrium-lampen gebruikt, die hebben een voorschakelapparaat wat een behoorlijk sterke netvervuiling (3e harmonische) veroorzaakt. Daardoor is in dit gebied geen TF-besturing mogelijk. Ook thyristor-frequentieomvormers storen TF behoorlijk. Dit en het ontbreken van een terugkoppeling van de gegeven kommandoos zorgt voor een verschuiving weg van TF naar IP-gebaseerde mikro telemetrie.

Gebruikersavatar
Paullus
220 kV
Berichten: 346
Lid geworden op: 30 jun 2012 19:45
Dichtstbijzijnde trafo: 150/10 kV Haarlem Waarderpolder

Re: Toonfrequent signalen en belasting

Bericht door Paullus » 10 nov 2012 17:56

Toonfrequent signalen als doel om OV en meter-telwerken te schakelen, komen vandaag de dag steeds meer onder druk te staan. Alternatieve sturing via GSM of netwerk (digitaal) neemt in de toekomst de rol over.

Toch is toonfrequent anno 2012 nog allesbehalve uitgespeeld. Zoals gezegd is er in de regio Haarlem rond 2008 een omvangrijke ombouwoperatie geweest om de toonfrequentontvangers te verwisselen voor de frequentie van 283,3 Hz.

Mooi verhaal over conflicten van deze signalen door Knarvel. Wat dat aangaat, is het wel een uitdaging geweest in Nederland om de verdeling van de frequenties zodanig te regelen dat er geen harmonisch verband is met de 50 Hz en ook verschillende gebieden elkaar zo weinig mogelijk storen. Dat dit nog wel eens mis ging, bewijst het verhaal over Gouda en Delft. Strategische netopeningen blijken heel belangrijk. Niet alleen om vermogensstromen te regelen, maar ook om gelijke toonfrequentsignalen te scheiden.

Toch vraag ik me af hoe het in de toekomst zal gaan. Als Randstad 380 noord wordt gerealiseerd, zal er sprake zijn van opsplitsing van de 150 kV infrastructuur in Noord-Holland. Het is nog niet duidelijk of de verschillende 150 kV deelnetten hard van elkaar worden gescheiden middels netopeningen of dat er een variant toegepast zal worden met dwarsregeltransformatoren.

In hoeverre kan het toonfrequentsignaal gescheiden worden bij gebruik van dwarsregeltransformatoren? Maakt dat niet uit om de signalen toch tegelijkertijd worden gesuperponeerd in heel Noord-Holland, of ontstaat er weldegelijk een probleem?

Ik kan me herinneren in de jaren 80 van de vorige eeuw, toen Haarlem zijn eigen eilandbedrijf had, de sturing met toonfrequent optimaal was. Als het door een donkere wolk even nodig was, ging de OV aan, om vervolgens een paar minuten later weer uit te gaan en een paar minuten later weer aan enz. Verder viel op dat er gebruik gemaakt werd van een mechanische klok die steeds meer achter liep. Er waren in die tijd zogenaamde avondbranders die om 23:00 uit gingen. Met de dagen werd het uitschakelmoment steeds eerder, tot iemand de klok weer had aangepast.

In de jaren 90 was dat al veranderd. Als de OV aanging door een wolk, dan bleef die branden, ook al werd het weer lichter. Tevens was de klok stabieler, de avondbranders gingen keurig om, de inmiddels ingevoerde, 24:00 uit.
Wel viel op dat er nog steeds 3 sessies van 0,5 minuten waren met toonfrequentsignalen. Sommige masten gingen aan bij de eerste sessie, andere bij de tweede en de rest bij de derde.

Nu het toonfrequent vanuit Velsen komt, is er slechts 1 sessie. In de regio Haarlem, Bloemendaal, Velsen gaat de OV nu tegelijkertijd aan. Je zou toch zeggen dat dit een klap op het net geeft en meer verdeelde inschakeling beter is om de inschakelbelasting te verdelen in de tijd. Wellicht is het gegeven dat de belasting per OV mast is afgenomen door energiezuinigere verlichting daar debet aan en vormt massaal inschakelen geen probleem meer.

Chris
Nieuw forumlid. Wees vriendelijk voor 'm ;-)
Berichten: 1
Lid geworden op: 18 aug 2013 11:51

Re: Toonfrequent signalen en belasting

Bericht door Chris » 27 aug 2013 21:20

Voor de geïnteresseerden, kijk eens op www.toonfrequent.nl

Gebruikersavatar
Knarvel
380 kV + Netkaartcrew
Berichten: 1184
Lid geworden op: 29 apr 2012 18:19
Dichtstbijzijnde trafo: Waarderpolder

Re: Toonfrequent signalen en belasting

Bericht door Knarvel » 28 aug 2013 03:09

Paullus schreef:Toonfrequent signalen als doel om OV en meter-telwerken te schakelen, komen vandaag de dag steeds meer onder druk te staan. Alternatieve sturing via GSM of netwerk (digitaal) neemt in de toekomst de rol over.

Toch is toonfrequent anno 2012 nog allesbehalve uitgespeeld. Zoals gezegd is er in de regio Haarlem rond 2008 een omvangrijke ombouwoperatie geweest om de toonfrequentontvangers te verwisselen voor de frequentie van 283,3 Hz.
Dat was idd een hele klus, maar wel de moeite waard ivm een daarmee gepaard gaande standaardisatie en kwaliteitswinst van het ontvangerspark. GEB zond vanuit de 50/6 kV onderstations op de middenspanning, het PEN op de 150 kV hoogspanning. Zo liepen beide systemen toch al jaren parallel, en zo was de migratie een grote maar eenvoudig uit te voeren klus.
Paullus schreef:Mooi verhaal over conflicten van deze signalen door Knarvel. Wat dat aangaat, is het wel een uitdaging geweest in Nederland om de verdeling van de frequenties zodanig te regelen dat er geen harmonisch verband is met de 50 Hz en ook verschillende gebieden elkaar zo weinig mogelijk storen. Dat dit nog wel eens mis ging, bewijst het verhaal over Gouda en Delft.
Ehm, al die 492 Hz tf-systemen werden ingevoerd in het pre-koppelnet tijdperk. Er was destijds dus helemaal niets geplanned t.a.v. wederzijdse beinvloeding, aangezien ieder in eilandbedrijf werkte. 492 was de standardfrequentie van Landys & Gyr, een van de toenmalige tf-boeren en dat werd met de netkoppeling in noord en zuid Holland ineens pijnlijk zichtbaar.
Paullus schreef:Strategische netopeningen blijken heel belangrijk. Niet alleen om vermogensstromen te regelen, maar ook om gelijke toonfrequentsignalen te scheiden.

Toch vraag ik me af hoe het in de toekomst zal gaan. Als Randstad 380 noord wordt gerealiseerd, zal er sprake zijn van opsplitsing van de 150 kV infrastructuur in Noord-Holland. Het is nog niet duidelijk of de verschillende 150 kV deelnetten hard van elkaar worden gescheiden middels netopeningen of dat er een variant toegepast zal worden met dwarsregeltransformatoren.

In hoeverre kan het toonfrequentsignaal gescheiden worden bij gebruik van dwarsregeltransformatoren? Maakt dat niet uit om de signalen toch tegelijkertijd worden gesuperponeerd in heel Noord-Holland, of ontstaat er wel degelijk een probleem?
Benoorden Noordzeekanaal, Amsterdam en Vijfhuizen worden 3 aparte "pockets", die min of meer gescheiden vanaf 380kV gevoed gaan worden (lokale centrales ff buiten beschouwing gelaten). In deze pockets hebben de 150kV stations weer elk een eigen tf-zender die het schakelprogramma uitvoert. Het groeiende 380kV koppelnet verandert daar niet veel aan...
Paullus schreef:Ik kan me herinneren in de jaren 80 van de vorige eeuw, toen Haarlem zijn eigen eilandbedrijf had, de sturing met toonfrequent optimaal was. Als het door een donkere wolk even nodig was, ging de OV aan, om vervolgens een paar minuten later weer uit te gaan en een paar minuten later weer aan enz. Verder viel op dat er gebruik gemaakt werd van een mechanische klok die steeds meer achter liep. Er waren in die tijd zogenaamde avondbranders die om 23:00 uit gingen. Met de dagen werd het uitschakelmoment steeds eerder, tot iemand de klok weer had aangepast.

In de jaren 90 was dat al veranderd. Als de OV aanging door een wolk, dan bleef die branden, ook al werd het weer lichter. Tevens was de klok stabieler, de avondbranders gingen keurig om, de inmiddels ingevoerde, 24:00 uit.
Ja, over de OV-besturing in Haarlem valt veel te vertellen... De wet schrijft (schreef?) voor dat de OV vanaf een kwartier voor zonsondergang tot een kwartier na zonsopgang moe(s)t branden. Ook moet bij plotselinge duisternis overdag de verlichting ingeschakeld worden. Tenslotte was er ook nog een handbediening, die gebruikt werd als de klok weer eens stil bleef staan, of bij lantaarnpalenonderhoud overdag of op verzoek van de politie bij oproergevoelige dagen zoals luilak of nieuwjaar. Haarlem had 3 soorten verlichting, de avondbranders (branden tot 23 of ook wel 24 uur) de doorbranders (branden de wettelijke tijd) en de feestverlichting (brand op verzoek van de winkeliersvereniging).
Kern van de OEV-kast *) was een mechanische astronomische klok die dagelijks conform de zonnecyclus schakelde. Daarnaast was er nog een fotocel op het dak van het "oliehuis" gemonteerd die spontane duisternis overdag detecteerde en later met een tijdrelaitje werd uitgebreid dat voor een minimale brandduur van 10 min. zorgde nadat de fotocel aansprak. Vanuit de OEV-kast *) liepen dan 4 groepen van 2 aders (voor AB en DB) naar de 4 districten in de stad. In die tijd dat dit werd opgebouwd was er nog geen tf en de besturing van de OV geschiedde met hulpaders in de laagspanningskabels.

Omdat in die tijd Haarlem nog een eigen opwekking had en men geen belastingssprong van enige duizenden lantaarnpalen tegelijk wilde hebben had men hiervoor een ingenieus systeempje bedacht. De lantaarns werden in een groep van max. 40 door één OEV-onderkast geschakelt. In deze kast zaten naast de magneetschakelaars ook een ferrarisch relais dat door de inkomende hulpader werd aangestuurd. Dit relais had een "opwindtijd" van +- 5 sec. waarna de lantaarns van deze kast inschakelden, en een uitgaand signaal naar de volgende OEV-onderkast gegenereerd werd. Dit werd dan van kast tot kast steeds herhaald. Door deze vertraging van kast tot kast werd het inschakelen van de OV keurig over enkele minuten uitgesmeerd. De allerlaatste kast in de keten leverde zijn uitgangssignaal weer terug naar de centrale, waar men aan dit signaal kon zien dat de gehele keten was ingeschakelt.
Paullus schreef:Wel viel op dat er nog steeds 3 sessies van 0,5 minuten waren met toonfrequentsignalen. Sommige masten gingen aan bij de eerste sessie, andere bij de tweede en de rest bij de derde.

Nu het toonfrequent vanuit Velsen komt, is er slechts 1 sessie. In de regio Haarlem, Bloemendaal, Velsen gaat de OV nu tegelijkertijd aan.
Tja, er waren in Haarlem wel degelijk haperingen in het tf-systeem, soms weigerden sommige ontvangers wel eens... Dat werd opgelost door de kommando's telkens 3x te sturen... Nu ook Haarlem de 492 Hz heeft verlaten kan er met meer vermogen gezonden worden wat de betrouwbaarheid sterk verbeterde, de nieuwe ontvangers maakten dit verbetertraject af.
Paullus schreef:Je zou toch zeggen dat dit een klap op het net geeft en meer verdeelde inschakeling beter is om de inschakelbelasting te verdelen in de tijd. Wellicht is het gegeven dat de belasting per OV mast is afgenomen door energiezuinigere verlichting daar debet aan en vormt massaal inschakelen geen probleem meer.
Ach, dat speelt vandaag niet meer zo'n grote rol. Bovendien zijn er intussen intelligente tf-ontvangers (bv ABB-Versacom) die zelf een "tijdssprijding" kunnen verzorgen.

*)
Ik herinner mij nog dat er in mijn vroege jeugd in Haarlem gaslantaarn voor de OV gebruikt werden. Na de introductie van de eerste openbare elektrische verlichting werd dit O.E.V. genoemd. begin jaren 80 werd het dan weer OV.

Gebruikersavatar
Paullus
220 kV
Berichten: 346
Lid geworden op: 30 jun 2012 19:45
Dichtstbijzijnde trafo: 150/10 kV Haarlem Waarderpolder

Re: Toonfrequent signalen en belasting

Bericht door Paullus » 20 sep 2013 10:43

@Knarvel:
Bedankt voor je uitgebreide reactie. Echt geweldig om deze informatie te lezen en nu technisch beeld te krijgen, bij de waarnemingen die ik toentertijd heb gedaan.

Plaats reactie