De verdeling gebeurt driefasig, met als voordeel dat het ogenblikkelijk vermogen altijd constant is. Daalt de spanning over een fase, dan stijgt die over een andere fase, waarbij het ontwikkeld vermogen altijd constant blijft. Voor bepaalde toepassingen is dit zeer belangrijk. Bij een monofasig netwerk heeft het vermogen een trilling van tweemaal de netfrekwentie, daarom wordt monofasé niet meer gebruikt voor vermogens boven de 2kW.

Spanningscascade

De hoogspanning wordt dan in stappen verlaagd naar de uiteindelijke spanning voor de gebruikers: 70kV, 36kV, 11kV, 6kV zijn de meest gebruikte spanningen. Er is geen standardisatie: de gebruikte middenspanning is historisch ontstaan. Het loont de moeite niet om de middenspanning te standardiseren, want dat zou betekenen dat alle transformatoren op de lijn vervangen zouden moeten worden.

Grootgebruikers kunnen direct op de middenspanning aangesloten worden, dit kan 6kV tot 36kV zijn naargelang het verbruik.

Op de weg tussen alternator en eindgebruiker zijn er meerdere transformatoren (spanningscascade): een step-up transformator bij de electriciteitscentrale (kleinere generatoren worden doorgaans op het middenspanningsnet gekoppeld) en dan een aantal transformatoren die de spanning geleidelijk verlagen. Het verlies door deze opeenvolgende transformatoren is heel beperkt, want het rendement van een transfo is meestal beter dan 99%. Het totaal rendement (als men de verliezen in de kabels meerekent) is zelfs beter als men een aantal transformatoren gebruikt, bijvoorbeeld 70kV - 36kV - 6kV en uiteindelijk 400/230V.

Transportnetwerk

Het transportnetwerk bestaat uit mazen zodat de verdeling altijd kan gebeuren, zelfs als een lijn onderbroken is. Het transportnetwerk is internationaal zodat er vermogen van één land naar een ander land gestuurd kan worden.

Indien het transportnetwerk onderbroken is op punt A, dan kan de electriciteit nog altijd vloeien van de producent naar de gebruikers.

Men gebruikt zowel kabels (ondergronds) als lijnen (bovengronds) met een voorkeur voor lijnen omdat er minder verliezen zijn. De kabels en de lijnen hebben een impedantie, waardoor het niet meer interessant is om electriciteit over lange afstanden te vervoeren. De grens is sneller bereikt met ondergrondse kabels.

Bovengrondse lijnen hebben een verschillende impedantie naargelang de lijn aan de binnenkant of de buitenkant van de paal loopt. Het is nodig de stroomgeleiders volgens een welbepaald plan te swappen om ervoor te zorden dat de stroomgeleiders over de volledige afstand dezelfde impedantie hebben. Op de foto hebben we een swap tussen twee lijnen (links) en een swap over drie lijnen rechts.

Verdelingsnetwerk

In de praktijk blijft het verdelingsnetwerk open indien die reeds via het transportnetwerk gesloten is: de onderbreking op punt B blijft bewust open om hoge egalisatiestromen te vermijden (dit netwerk op een lagere spanning is daarvoorniet geschikt).

Kleine producenten worden op dit netwerk aangesloten. Dit zijn producenten tot ongeveer 100MW: windmolenparken op land, kleine centrales, enz. De spanning op dit netwerk gaat van 30 à 150kV (30, 36 en 70kV in België)/

Distributienetwerk

In tegenstelling met het transportnetwerk heeft het distributienetwerk een boomstruktuur. Zelfs als een lijn uit twee transformatoren gevoed kan worden zoals de 36kV-lijn Oostende-Zeebrugge, dan toch zorgt men voor een onderbreking halverwege om egalisatiestromen te vermijden. De onderbreking kan desnoods ongedaan gemaakt worden als er door werkzaamheden of een ongeval ergens anders een onderbreking is ontstaan, zodat de volledige zone toch spanning kan krijgen. Niet alle distributienetwerken hebben zo'n beveiliging.

Het laagspanningsnetwerk volgt het stratenplan om alle gebruikers van stroom te voorzien. De residentiele gebruikers en de kleine bedrijven worden gevoed via het laagspanningsnet. Ze kunnen een beperkte produktie hebben (zonnepanelen of kleine windmolens). De produktie moet beperkt zijn.

Grote stroomverbruikers worden op het middenspanningsnet aangesloten (doorgaans 36kV, maar lagere of hogere spanningen zijn mogelijk). Dit zijn grote fabrieken, hospitalen, legerbasissen en dergelijke. Sommige sites hebben eigen generatoren die ingezet kunnen worden in bepaalde omstandigheden:

• Om het eigen piekverbruik te beperken (peak shaving). De generator wordt enkel gebruikt als het eigen verbruik tijdelijk boven de limiet geraakt (waardoor de consument een extra kost moet betalen). De werking is interessant als de generatorenmet rest-brandstoffen gevoed kunnen worden, bijvoorbeeld hoogovengas of cokesgas bij staalfabrieken.

• Als noodgenerator bij een stroomonderbreking (militaire basissen, hospitalen). De genrator werkt hier in eilandbedrijf en wordt weer uitgeschakeld als de spanning terug gekeerd is.

• Om permanent energie op het net te steken, dit is bijvoorbeeld het geval bij een bedrijf met een grote hoeveelheid zonnepanelen of een bedrijf die aan co-generatie doet (de restwarmte van productieprocessen wordt bijvoorbeeld gebruikt om energie op te wekken).

Het distributienetwerk wordt beheerd door intercommunales, in Vlaanderen is dat Fluvius (die ook voor de gasverdeling zorgt). Als consument heb je geen contact met de intercommunale: je hebt een contract met een bedrijf zoals Engie die voor de afhndeling zorgt.

Rechts heb je een voorbeeld van een faktuur, met aparte afrekening van de transport- en distributiekosten (met nog een paar extra belastingen d'er bovenop).

Gelijkspanning of wisselspanning?

Spanningsstabilisatie

1. We hebben een eerste regeling aan de generator zelf via de bekrachtiging. Indien de alternator overbekrachtingd is, dan zal ie extra reaktief vermogen aan het net leveren, waardoor de netspanning zou stijgen. De correctie is zeer snel en gebeurt in minder dan een seconde. Een alternator kan de spanning van het volledig electriciteitsnet niet wijzigen.

2. De correctie gebeurt ook op een tweede manier, op een aantal knooppunten die significant zijn voor de netspanning. De correctie is een gemiddelde van de correctiewaarden in de verschillende knooppunten. De regeling gebeurt trager (ongeveer een minuut) om instabiliteit te voorkomen.

3. En dan is er nog een correctie op de overgang van het transportnetwerk en distributienetwerk, door middel van een regeltransformator met lastschakelaar (OLTC: on load tap changer).

   Een lastschakelaar heeft bijvoorbeeld 17 tappen (8 naar boven en 8 naar beneden) met een stapgrootten avn 0.625% zodat de spanning aan secundaire zijde met 5% gewijzigd kan worden. Het schakelen gebeurt enkel als het verschil groot genoeg is en meer dan een minuut duurt (om transients op te vangen). De spanning wordt aan secundaire zijde gemeten (distributienetwerk) en aan primaire zijde geregeld. Omdat dergelijke transformatoren zeer duur zijn, worden ze enkel gebruikt in grote transormatoren op de overgang naar het distributiennetwerk.

Je kan hier een interactieve kaart van de stroomverdeling raadplegen (transport, verdeling en distributie van 36kV en hoger). Er is extra informatie over ieder knooppunt. De mazen van het net zijn historisch gegroeid en er zijn enkele belangrijke aders op 380kV. Op de kaart zie je enkele interessante fenomenen:

• De kabels naar de verschillende windmolenparken in de noordzee zijn goed zichtbaar, en je kan ook de individuele windmolens tellen (tweede foto)

• Let op de 380kV leiding naar de waterval van Coo. De spaarbekkens worden gebruikt om energie tijdelijk op te slaan tijdens de daluren en weer vrij te geven tijdens de piekuren. De centrale kan het vermogen van een schijf van een kerncentrale opnemen of afgeven (ongeveer 1Gw).

• De militaire basis van Zeebrugge heeft zijn eigen hoogspanningscabine op 36kV

• Je ziet ook het HVDC electriciteitsnet in het rood. Dit is een lijn tussen België en het Verenigd Koninkrijk. Voor dergelijke lange afstanden moet men overgaan op gelijkspanning (minder verliezen in de ondergrondse kabels). Daarbij komt nog dat het engels electriciteitsnet niet gesynchroniseerd is met het continent (waardoor je in ieder geval verplicht bent via gelijkspanning te werken. De gelijkspanning wordt aan het net gekoppeld in de buurt van Zeebrugge (station Nemo).

Op het radarbeeld zie je de inplanting van de windmolens ten noorden van Zeebrugge. Ondertussen zijn de nederlandse windmolens ook bijgekomen (Borssele Alpha), deze zijn te zien op de nieuwe online kaart, maar nog niet op de kaart hierboven die een printscreen is.

Grote stroomverbruikers (250kW tot 10MW) worden op het distributienetwerk aangesloten via een eigen transformatiecabine. Hieronder kan je het schema vinden van de transformatiecabine in de basis. Het onderhoud gebeurt door personeel van Engie.

De stroomtoevoer gebeurt via twee 36kV lijnen. Er zijn drie transformatoren 36/6kV. In een anatal gebouwen wordt de 6kV dan omgezet naar laagspanning 400/230V (driefasig met neutre). Als je het schema volgt, dan merk je dat een deel van de installatie een lus vormt. Het is niet omdat er een lus aa,gelegd werd, dat de lus ook gesloten moet zijn.

De basis beschikt eveneens over een noodaggregaat.

We hebben hier te maken met een NATO basis, zodat men ook een 60Hz netwerk heeft. Het 60Hz netwerk wordt gevoed uit drie roterende omvormers die 6.3kV leveren. De spanning wordt lokaal omgezet naar 450V 60Hz (driefasig zonder neutre).

Men gebruikt een tussenspanning van 6kV of 6.3kV omdat de basis redelijk uitgestrekt is en er zware verbruikers zijn (scheepslift, schepen,...). Een mijnenveger heeft een maximaal verbruik van 160kW op 450V. Met een niet al te gunstig arbeidsfactor komt dit overeen met een stroom van 250A per schip.