sciencetalk

Een simpele vraag voor de kenners en vaklui:

Het is mij opgevallen dat hoogspanningsmasten verschillende hoeveelheden kabels hebben per fase (soms één maar soms ook drie). Het zal ongetwijfeld met het voltage te maken hebben dat getransporteerd wordt.

Wat is de achterliggende theorie precies?

Het heeft niet met het voltage, maar met de stroom te maken.

Bij grote stromen zou je een dikkere kabel kunnen gebruiken, maar er is een praktische grens aan de dikte van de kabels. Voor het transport worden ze op haspels gewikkeld, en dikkere kabels hebben een grotere buigstraal, en vergen dus een grotere haspel.

Dus gebruiken ze bij grote stromen een aantal parallele kabels.

Ook heeft het met beschikbaarheid te maken. Ik loop stage bij een energiebedrijf en 1 van de desbetreffende centrales heeft het transport dubbel uitgevoerd. De achterliggende gedachte daarvan wat mij verteld is, is dat bij onderhoud of kabelbreuk dat ze volledig om kunnen schakelen naar de andere set kabels want die zijn zo gedimentioneerd dat ze 100% van de opwekking aankunnen. Normaal gesproken is het 50-50 wat mij verteld is.

Dus als er een kabelbreuk is of groot onderhoud waarbij de lijnen spanningsloos gemaakt moeten worden dan kan de centrale gewoon in bedrijf blijven en aan het net leveren zonder op eiland bedrijf te moeten. (bij eiland bedrijf draait de centrale maar is de centrale niet aangesloten op het net, in nederland is het geloof ik verplicht voor centrales om op eilandbedrijf te kunnen vallen).

EDIT: ik zeg dan wel 1 van de centrales omdat ik het bij 1 zeker weet en bij andere weet ik het niet of het wel of niet zo gedaan is.

Luc, wat jij noemt is wat anders dan de vraagsteller bedoelt.

Jij hebt het over twee 3-fasen-circuits, de vraagsteller bedoelt dat er binnen elke fase van een circuit meerdere draden parallel geschakeld zijn. Die kunnen dus niet apart van elkaar gebruikt worden omdat ze fysiek aan elkaar zitten.

klazon schreef:Luc, wat jij noemt is wat anders dan de vraagsteller bedoelt.

Jij hebt het over twee 3-fasen-circuits, de vraagsteller bedoelt dat er binnen elke fase van een circuit meerdere draden parallel geschakeld zijn. Die kunnen dus niet apart van elkaar gebruikt worden omdat ze fysiek aan elkaar zitten.

:eusa_whistle: wel mooi aangezien dat het antwoord is op de volgende vraag die ik zou gaan stellen dus bedankt daarvoor. Kunnen jullie websites aanraden waar ik meer over hoogspanningsmasten, onderstations, etc kan lezen?

Ik weet niet in hoeverre ik informatie mag leveren door middel van tekeningen enzo aangezien ik wel een geheimhoudingsplicht heb dus ik kan niet zomaar tekeningen gaan verspreiden.

Ik heb hier wel een oude maar mooie weergave van nederland:



EN voor als die niet werkt dan hier de link : Plaatje

Ik kan je wel vertellen dat niet bij alle centrales nog een substation zit tussen opwekking en distributie soms kiezen ze er voor om de step up trafo/machinetrafo gewoon aan het net te hangen zo word het eigenbedrijf via het net gevoed via de stepuptrafo en wanneer de generator synchroon loopt schakelen ze hem in en leverd de generator via die step up trafo elektriciteit aan het net en voed haar eigenbedrijf zelf.

step up trafo zet spanning van meestal 21kV om naar 150kV of 380kV, wat bepaald of de eenheid 150kV word of 380kV is volgens mij iets wat landelijk besloten wordt en niet alleen door de energiemaatschappij zelf. weet dit niet zeker misschien dat Klazon mij kan verbeteren/aanvullen.

Ik neem aan dat gedoeld wordt op 'trosjes' kabels van meestal 3 per fase, vaak met om de zoveel meter een spacer er tussen... zoals te zien in dit plaatje:

http://www.sxc.hu/photo/1011708 (spacer zie je helemaal onderaan in het 2e trosje van links).

Ik vermoed dat het inderdaad gebruikt wordt omdat dikkere kabels lastig te verwerken (buigen etc) zijn, en bovendien levert het een betere verhouding tussen oppervlak en doorsnede op, waardoor de temperatuur bij een gegeven stroom voor zo'n trosje lager is dan voor een massieve kabel van gelijke (totale) doorsnede.

Combinatie van deze twee effecten zal de moeite van het aanleggen in trosjes lonen (het is uiteraard wel meer werk om te bouwen).

Repareren in het geval dat 1 zo'n draad breekt is niet spanningsloos mogelijk, die draden zitten zo dicht op elkaar dat de spanning zou overslaan als 1 draad spanning voert en een andere op aardpotentiaal wordt gehouden.

Repareren in het geval dat 1 zo'n draad breekt is niet spanningsloos mogelijk, die draden zitten zo dicht op elkaar dat de spanning zou overslaan als 1 draad spanning voert en een andere op aardpotentiaal wordt gehouden.

Reparatie van een gebroken kabel kan hoe dan ook niet onder spanning. Daarvoor moet het hele circuit uitgeschakeld worden.

Wat wel onder spanning kan is inspectie en b.v. vervangen van spacers, hoewel dat volgens mij in Nederland nooit gedaan wordt. Vrijwel alle hoogspanningsverbindingen zijn dubbel uitgevoerd, zodat het mogelijk is om een circuit voor onderhoud uit bedrijf te nemen.

De regelgeving is geloof ik 1 centimeter per kilovolt afstand om overslag te voorkomen ( bij wisselspanning). dit is echter volgens mij de afstand dat de spanning over kan schieten naar bijvoorbeeld je elektrisch geleidende schroevedraaier :eusa_whistle: en ook de afstand tussen verschillende fases dacht ik.

dus bij 380kV moet je 3.8 meter afstand hebben van onder spanning staande delen. bij 10,5kV is het slechts 10,5cm maar daar worden weer andere mogenlijkheden bekenen zoals een misstap maken dat je dan niet alsnog in aanraking komt met een onder spanning staand deel. Hier zijn ook weer normen voor die getest worden met een kunsthand of de afscherming wel goed genoeg is.

zoals mijn stagebegeleider altijd zegt:

wat is er zo gevaarlijk aan stroom ?

Je ruikt het niet, je ziet het niet, je hoort het zo goed als niet en als je het voelt is het in de meeste gevallen te laat als je het al voelt.

Wat maakt hoogspanning zoveel gevaarlijker als laagspanning ?

Hoogspanning hoef je niet aan te raken om er aan dood te gaan.

klazon schreef:Reparatie van een gebroken kabel kan hoe dan ook niet onder spanning. Daarvoor moet het hele circuit uitgeschakeld worden.

Wat wel onder spanning kan is inspectie en b.v. vervangen van spacers, hoewel dat volgens mij in Nederland nooit gedaan wordt. Vrijwel alle hoogspanningsverbindingen zijn dubbel uitgevoerd, zodat het mogelijk is om een circuit voor onderhoud uit bedrijf te nemen.

De draad die je repareert kan natuurlijk sowieso niet onder spanning staan, maar wat ik ermee bedoelde te zeggen is dat het ook niet mogelijk is 1 draad van zo'n trosje te repareren terwijl de andere nog stroom voeren.

Dat gaat dan weer wel bij masten die bijvoorbeeld 6 draden (of trossen) hebben, waarbij er aan de ene kant nog 3 fasen woren doorgeleid en de andere kant spanningsloos kan worden gemaakt voor werkzaamheden. Of dat in de praktijk veel gebeurd in nederland betwijfel ik - ergens heb ik het idee dat men werkzaamheden doet terwijl de stroom omgeleid wordt via andere routes, uiteraard wel op momenten dat het netwerk niet zwaar belast wordt.

Dat gaat dan weer wel bij masten die bijvoorbeeld 6 draden (of trossen) hebben, waarbij er aan de ene kant nog 3 fasen woren doorgeleid en de andere kant spanningsloos kan worden gemaakt voor werkzaamheden. Of dat in de praktijk veel gebeurd in nederland betwijfel ik - ergens heb ik het idee dat men werkzaamheden doet terwijl de stroom omgeleid wordt via andere routes, uiteraard wel op momenten dat het netwerk niet zwaar belast wordt.

Dit is precies wat ik bedoel met dubbel uitgevoerd.

Aan elke kant van de mast hangt een circuit bestaande uit 3 fasen. Elk van die circuits is berekend op de volle belasting, zodat je met één circuit kunt volstaan. En het is juist standaardpraktijk om bij onderhoud één circuit in bedrijf te houden, terwijl er aan het andere circuit aan dezelfde mast veilig gewerkt kan worden.

Oic.. ik had ergens niet het idee dat het complete netwerk voor dubbele capaciteit was uitgevoerd (klinkt nogal prijzig), of is het toch zo dat slechts volstaan kan worden met een 'halve verbinding' tijdens dalmomenten?

Het klinkt inderdaad nogal prijzig, maar deze praktijk stamt nog uit de tijd dat de filosofie van de elektriciteitsbedrijven was: wat er ook uitvalt, de klant mag er niks van merken.

Vandaar dat oorspronkelijk alle hoogspanningsverbindingen dubbel waren uitgevoerd, met elk circuit berekend op de volle capaciteit.

Daarnaast was er nog een filosofie, nl. dat de elektriciteit zoveel mogelijk opgewekt moest worden in de directe omgeving van de verbruikers, waardoor het transport over de lange afstand geminimaliseerd zou worden.

De liberalisering van de markt en de inzet van steeds meer alternatieve bronnen, met name windenergie, maken dat er nu veel meer energietransport plaatsvindt, waardoor sommige verbindingen overbelast dreigen te raken. Op sommige verbindingen is het nu al niet meer op elk moment mogelijk om een circuit uit bedrijf te nemen. Daarom wordt er gedacht over het verzwaren van verbindingen.

De liberalisering van de markt en de inzet van steeds meer alternatieve bronnen, met name windenergie, maken dat er nu veel meer energietransport plaatsvindt, waardoor sommige verbindingen overbelast dreigen te raken. Op sommige verbindingen is het nu al niet meer op elk moment mogelijk om een circuit uit bedrijf te nemen. Daarom wordt er gedacht over het verzwaren van verbindingen.

Klazon dit gaat met name over de 380kV en 150kV en andere soortgelijke spanningen (vanuit oudsher verschilt dat door nederland heen) toch ?

Het 10kV regionaal transport heeft hier minder mee te maken of zit ik nu heel verkeerd te denken ?

Mijn conclusie in ieder geval als ik dit allemaal lees is:

Vanwege meer import/export en meer opwekpunten (zie windmolenparken e.d.) moeten er lijnen bijkomen/verzwaren wat met name betrekking heeft op het werk van Tennet die het landelijk transport in handen heeft. maar bedrijven zoals Enexis zullen relatief weinig hoeven te doen omdat die (in brabant in ieder geval) het transport binnen de provincie regelen en alleen zorgen voor de koppeling tussen bijvoorbeeld een windmolenpark en het net. En natuurlijk de verbinding tussen het net en je meterkast :eusa_whistle:

Overigens heb ik hier nog eens een discussie over gehad met mijn stagebegeleider en die zegt dat vanwege nieuwe regelgeving e.d. je niet zomaar toestemming krijgt om nieuwe masten te plaatsen. Dus volgens hem heeft verzwaren de voorkeur, want als er gewoon meer lijnen komen dan moeten deze over bestaande masten heen wat ze in groningen al schijnen te doen. Daar hebben ze op sommige masten al meerdere spanningsniveau's en dat schijnt (ik weet nog niet waarom) vanuit technisch oogpunt niet 'netjes' te zijn (buite het feit om dat de masten in sommige gevallen kwa gewicht ook niet symmetries belast zijn).

Het gaat inderdaad over de grote verbindingen, dus 380 en 150kV (in het noorden van het land ook 220 en 110kV)

Het bouwen van nieuwe lijnen is problematisch vanwege de vergunningprocedures. Op sommige plekken is zelfs een algemene afspraak dat er helemaal geen hoogspanningsmasten mogen komen, b.v. Schouwen-Duiveland.

Meerdere spanningen aan dezelfde mast is ook een trend. In Nederland heb ik het nog niet gezien, maar wel in het Ruhrgebied. Daar staan masten met 3 verschillende spanningen boven elkaar. Het probleem daarbij is de werkveiligheid. Als er aan een circuit gewerkt wordt, moeten ook de andere spanningen aan dezelfde kant van de mast uitgeschakeld worden.