We leggen hier eenvoudig uit hoe de emectriciteit getransporteerd wordt van de producent naar de verbruiker. |
-
Het electriciteitsnet bestaat uit een deel transport en een deel distributie. We hebben hoogspanning (bijvoorbeeld 380kV), middenspanning (36 en 70kV) en laagspanning (230/400V).
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.
SpanningscascadeDe spanning van de alternator wordt in een eerste stap opgevoerd tot de hoogspanning van het transportnet (150, 220 of 380kV). Het transportnet vormt de ruggegraat van de electriciteitsdistributie en verbindt de electriciteitscentrales met de belangrijkste knooppunten.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.
TransportnetwerkDe groten stroomproducenten zoals kerncentrales (als die werken), grote thermische centrales, windmolenparken op zee, in de praktijk alles wat meer dan 100MW levert... geven hun vermogen af via het transportnetwerk (spanning van 50 à 400kV, in België werken we met spanningen van 150 en 380kV). De verschillende spanningen zijn historisch gegroeid (het is een dure aangelagenheid om een verbinding op een meer gestandardiseerde spanning te brengen want alle transformatoren moeten vervangen worden). Maar het is ook zo dat hoogspanning van 380kV niet direct omlaag getransformeerd wordt naar laagspanning. Er zijn een aantal tussenspanningen, maar het aantal stappen is beperkt om de verliezen laag te houden. Mogelijke spanningen zijn bijvoorbeeld 380kV - 110kV - 36kV - 6kV - 0.4kV.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.
VerdelingsnetwerkOp een lager niveau hebben we het verdelingsnetwerk, die min of meer uitgebreid kan zijn naargelang de historische situatie. Dit netwerk zorgt voor de stroomverdeling binnne een regio. Dit netwerk kan een gesloten lus vormen of niet. Links boven hebben we een gesloten netwerk, in het midden een lineair netwerk. Dit netwerk is echter wel gesloten via het transportnetwerk. Indien er een onderbreking in het netwerk is op punt B, dan kunnen alle aftappunten op dit netwerk stroom krijgen, ofwel via een transfo links ofwel via een transfo rechts.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:
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?Men gebruikt opnieuw gelijkspanning voor de stroomverdeling over lange afstanden, het algemeen electriciteitsnetwerk is echter altijd wisselspanning. Als een producent gelijkspanning levert (zonnepanelen) dan moet de spanning eerst omgezet worden.
SpanningsstabilisatieDe spanningsstabilisatie gebeurt op verschillende plaatsen in het netwerk.
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:
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. |
Publicités - Reklame