Brochure 'Elia, een wereld vol energie'
Brochure 'Elia, een wereld vol energie'
Brochure 'Elia, een wereld vol energie'
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
Elia <strong>een</strong> <strong>wereld</strong><br />
<strong>vol</strong> energie
Inhoud<br />
> Elia: centraal in de elektriciteitsmarkt<br />
> Netbeheerder : <strong>een</strong> opdracht met veel facetten<br />
> Onze elektriciteit: driefasige wisselstroom<br />
><br />
De weg van de elektriciteit<br />
De bovengrondse lijnen<br />
De ondergrondse kabels<br />
> Een groot Europees net<br />
><br />
Het Elia-net : <strong>een</strong> spinnenweb van<br />
verbindingen en knooppunten<br />
> 24 uur op 24 het elektrische systeem beheren<br />
> De veilige werking van het net ondersteunen<br />
> Een net in permanente e<strong>vol</strong>utie<br />
> De ontwikkelingsprojecten van A tot Z beheren<br />
><br />
Een professioneel onderhoud voor<br />
<strong>een</strong> betrouwbaar net<br />
> De hoogspanningsverbindingen<br />
> De hoogspanningsstations<br />
> De hoogspanningselementen<br />
> De laagspanningsinstallaties<br />
> Veilig in de omgeving van hoogspanning<br />
><br />
Hoogspanning en elektrische en magnetische<br />
velden<br />
Elia <strong>een</strong> <strong>wereld</strong> <strong>vol</strong> energie<br />
p. 1<br />
p. 2<br />
p. 3<br />
p. 4<br />
p. 4<br />
p. 6<br />
p. 8<br />
p. 10<br />
p. 11<br />
p. 12<br />
p. 13<br />
p. 14<br />
p. 15<br />
p. 16<br />
p. 18<br />
p. 20<br />
p. 24<br />
p. 26<br />
p. 27
Elia<br />
centraal in de<br />
elektriciteitsmarkt<br />
Frankrijk<br />
Nederland<br />
Luxemburg…<br />
IMPORT<br />
Elektriciteitsproducenten<br />
ELIA<br />
Transmissie<br />
380 tot 30 kV<br />
E L I A E E N W E R E L D V O L E N E R G I E<br />
In <strong>een</strong> vrije elektriciteitsmarkt moeten de marktspelers (binnen- en<br />
buitenlandse producenten en leveranciers) met elkaar kunnen<br />
concurreren. Om dit mogelijk te maken, moeten al deze marktspelers<br />
op <strong>een</strong> zelfde objectieve en transparante wijze de elektriciteitsnetten<br />
kunnen gebruiken om energie te vervoeren tot bij de<br />
verbruikers. Elia is de onafhankelijke transmissienetbeheerder die<br />
dit vervoer over het Belgische hoogspanningsnet mogelijk maakt.<br />
Elia is de beheerder van het Belgische hoogspanningsnet, van 380 kV<br />
tot 30 kV. Het bedrijf speelt <strong>een</strong> centrale rol in de elektriciteitsmarkt<br />
en de energievoorziening van ons land.<br />
Het net van Elia is de onmisbare schakel om de elektriciteit van<br />
de elektriciteitsproducenten in binnen- en buitenland tot bij de<br />
verschillende soorten verbruikers te brengen.<br />
Elia vervoert elektriciteit op hoogspanning over zijn net van de<br />
elektriciteitscentrales naar de industriële grootverbruikers, die<br />
rechtstreeks op het hoogspanningsnet zijn aangesloten en naar de<br />
installaties van de distributienetbeheerders, die de energie verder<br />
verdelen op midden- en laagspanning, tot bij de KMO’s en de<br />
gezinnen.<br />
Elia onderhoudt het hoogspanningsnet en bouwt het verder uit<br />
om aan de behoeften van de markt en de gem<strong>een</strong>schap te blijven<br />
<strong>vol</strong>doen.<br />
Door zijn centrale en unieke plaats in de elektriciteitsmarkt, is Elia<br />
ook uitstekend geplaatst om de rol van marktfacilitator op zich te<br />
nemen. Dat betekent dat Elia alles in het werk stelt om <strong>een</strong> vlotte<br />
doorstroming van energie mogelijk te maken en de vrije concurrentie<br />
in <strong>een</strong> open elektriciteitsmarkt zo goed mogelijk te laten<br />
spelen. Elia biedt de marktspelers diensten aan die de toegang tot<br />
het net en de markt zo vlot mogelijk maken.<br />
Distributie<br />
van 15 kV<br />
tot 230V<br />
Frankrijk, Nederland<br />
Luxemburg…<br />
EXPORT<br />
Grote en<br />
middelgrote<br />
industrie<br />
KMO’s,<br />
professioneel<br />
Huishoudelijk<br />
Decentrale<br />
productie<br />
1
2<br />
NETBEHEERDER<br />
<strong>een</strong> opdracht met<br />
veel facetten<br />
Het beheer van het hoogspanningsnet kan men vergelijken met<br />
het beheer van <strong>een</strong> wegennet, met snelwegen, grotere en kleinere<br />
banen en de nodige verkeerswisselaars ertussen. Er moet<br />
op worden toegezien dat het verkeer vlot verloopt, dat er g<strong>een</strong><br />
opstoppingen zijn en dat het verkeer op veilige wijze in goede<br />
banen wordt geleid. Hiervoor zorgen de dispatchings, de ‘verkeersleiders’.<br />
Een wegennet moet ook regelmatig onderhouden<br />
worden om in goede staat te blijven. En om aan de toenemende<br />
verkeersstromen tegemoet te komen zal het wegennet moeten<br />
worden uitgebreid waar nodig.<br />
Dit alles geldt ook voor het hoogspanningsnet.<br />
Als transmissienetbeheerder voor de elektriciteit in België heeft<br />
Elia <strong>een</strong> wettelijk vastgelegde opdracht. De netbeheerder moet<br />
immers alle marktspelers die dit wensen op <strong>een</strong>zelfde objectieve<br />
en transparante wijze toegang verlenen tot zijn net. Deze<br />
marktspelers zijn binnenlandse en buitenlandse producenten,<br />
distributienetbeheerders, elektriciteitsleveranciers en traders.<br />
Elia staat in voor de ontwikkeling en het onderhoud van de<br />
hoogspanningsinfrastructuur en zorgt voor de betrouwbare doorstroming<br />
van de elektriciteit over zijn net. Elia zorgt ook voor de organisatie<br />
van de energietransporten over zijn net: het organiseert<br />
de toegang op transparante en objectieve basis voor alle netgebruikers.<br />
Elia speelt daarbij ook <strong>een</strong> belangrijke rol in de ontwikkeling<br />
van de vrije elektriciteitsmarkt, door diensten ter beschikking<br />
te stellen en initiatieven op het getouw te zetten die bijdragen tot<br />
<strong>een</strong> vlotte werking van de elektriciteitsmarkt. Bij de ontwikkeling<br />
van al zijn activiteiten heeft Elia steeds het belang van de markt,<br />
de verbruikers en de gem<strong>een</strong>schap voor ogen. Enkele voorbeelden:<br />
het creëren van <strong>een</strong> Hub, <strong>een</strong> energie-uitwisselingsplatform<br />
waar marktspelers onderling energie kunnen uitwisselen en de<br />
oprichting van de Belgische energiebeurs, die gekoppeld is aan de<br />
Nederlandse en Franse energiebeurzen en waar anoniem elektriciteit<br />
kan worden verhandeld voor levering de <strong>vol</strong>gende dag of de<br />
dag zelf. Dergelijke initiatieven dragen bij tot betere werking van<br />
de markt en tot gunstiger energieprijzen voor de verbruikers.<br />
Naast zijn activiteiten op de Belgische elektriciteitsmarkt is Elia<br />
echter ook actief op Europees vlak: Elia neemt deel aan <strong>een</strong> aantal<br />
belangrijke Europese projecten, zoals bv. de uitbreiding tot<br />
vijf landen van de marktkoppeling via de energiebeurzen.
12<br />
10<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
0<br />
-2<br />
-4<br />
P totaal =<br />
P1 P2 P3<br />
0 60 120 180 240 300 360<br />
i 1<br />
ONZE ELEKTRICITEIT<br />
driefasige<br />
wisselstroom<br />
i 2<br />
i 3<br />
E L I A E E N W E R E L D V O L E N E R G I E<br />
De energie die in de elektriciteitscentrales geproduceerd wordt<br />
en over het hoogspanningsnet, de midden- en laagspanningsnetten<br />
wordt vervoerd, is driefasige wisselstroom. In Europa is<br />
de frequentie 50 Hertz. Dit betekent 50 periodes per seconde.<br />
Driefasige systemen hebben als voordeel tegenover <strong>een</strong>fasige<br />
systemen dat ze <strong>een</strong> effi ciënter energievervoer mogelijk maken:<br />
er is minder geleidend materiaal nodig en de alternatoren en<br />
motoren kunen <strong>een</strong> hoger rendement bereiken.<br />
Het principe van de driefazige wisselstroom blijft behouden over<br />
de verschillende spanningsniveaus tot in de laagspanningsnetten.<br />
In woningen kunnen zowel <strong>een</strong>fazige als driefazige circuits<br />
bestaan.<br />
3
De weg van<br />
de elektriciteit<br />
De bovengrondse lijnen<br />
Analoog aan het verkeersnet, zijn er in het hoogspanningsverkeersnet<br />
verschillende soorten wegen, elk gekenmerkt door <strong>een</strong> spanningsniveau.<br />
Het hoogste spanningsniveau, 380 kV, stemt over<strong>een</strong><br />
met de autosnelwegen, het 150 kV-net met de nationale wegen,<br />
het 70 kV net met de regionale wegen, enz...<br />
Om de elektriciteit op effi ciënte wijze vanuit de productieinstallatie<br />
tot bij ons thuis te voeren, speelt de wet<br />
<strong>een</strong> belangrijke rol: het vermogen is gelijk aan de spanning<br />
vermenigvuldigd met de stroomsterkte en de arbeidsfactor.
E L I A E E N W E R E L D V O L E N E R G I E<br />
Hiertoe beschikken we over <strong>een</strong> netwerk van bovengrondse<br />
lijnen en ondergrondse kabels, onderling verbonden via knooppunten<br />
(hoogspanningsstations, middenspanningsstations en<br />
laagspanningscabines).<br />
De elektriciteitscentrales leveren aan het uiteinde van de alternator<br />
<strong>een</strong> vermogen op <strong>een</strong> spanning van zo’n 20 kV. Willen<br />
we nu grote vermogens op effi ciënte wijze over grote afstand<br />
transporteren, dan zullen we dit op <strong>een</strong> zo hoog mogelijke spanning<br />
doen, om de stroomsterkte zo beperkt mogelijk te houden.<br />
Zo voorkomen we immers belangrijke energieverliezen en <strong>een</strong><br />
aantal technische problemen verbonden aan deze verliezen<br />
(opwarming). We zullen dus voor het transport over lange<br />
afstand optransformeren naar <strong>een</strong> zo hoog mogelijke spanning :<br />
380 kV, 220 kV, 150 kV. Bij <strong>een</strong> hogere spanning is immers, voor<br />
<strong>een</strong>zelfde vermogen, de stroomsterkte kleiner en blijven de<br />
energieverliezen beperkt.<br />
Om de energie nu bij de verschillende soorten verbruikers te<br />
brengen, zullen we ze terug op de spanningen moeten brengen<br />
die deze verbruikers nodig hebben.<br />
Naargelang het geval zullen één of meerdere op<strong>een</strong><strong>vol</strong>gende<br />
transformaties nodig zijn : naar 70 kV, 36 kV, 30 kV, 15 kV, 12 kV,<br />
6 kV en uiteindelijk 230 V, de spanning in onze woningen. Deze<br />
transformaties gebeuren via vermogenstransformatoren achter<strong>een</strong><strong>vol</strong>gens<br />
in de hoogspanningsstations van Elia en de middenspanningsstations<br />
van de distributienetbeheerders.<br />
De elektriciteitsnetwerken vormen zo de verbindende factor tussen<br />
producent en verbruiker.
De weg van<br />
de elektriciteit<br />
De ondergrondse kabel<br />
Om de elektriciteit op effi ciënte wijze vanuit de productieinstallatie<br />
tot bij ons thuis te voeren, speelt de wet<br />
<strong>een</strong> belangrijke rol: het vermogen is gelijk aan de spanning<br />
vermenigvuldigd met de stroomsterkte en de arbeidsfactor.
E L I A E E N W E R E L D V O L E N E R G I E<br />
Hoogspanning<br />
Middenspanning<br />
Laagspanning
8<br />
Een groot<br />
Europees net<br />
Wo Woe Wo Woe Wo Woe oe oee oesty sty s ty t ne<br />
Les Le Les L es estarquit s sta<br />
Avelin el<br />
Doel<br />
Chooz<br />
I
E L I A E E N W E R E L D V O L E N E R G I E<br />
Net zoals we met de wagen kunnen rondrijden over <strong>een</strong> groot Europees<br />
wegennet, zo is er ook <strong>een</strong> groot Europees hoogspanningswegennet:<br />
het UCTE-net (Unie voor de Coördinatie van de Transmissie<br />
van Elektriciteit), waarbinnen de elektriciteit rondstroomt.<br />
Het Elia-net maakt deel uit van dat grote Europese koppelnet<br />
van de UCTE. UCTE is <strong>een</strong> technisch samenwerkingsverband<br />
tussen de transmissienetbeheerders van 24 landen van het<br />
Europese continent, die hun netten exploiteren als één groot<br />
geheel waarbinnen de energie vrij rondstroomt. Dit UCTE-net<br />
wordt synchroon uitgebaat: dit wil zeggen dat de frequentie over<br />
geheel dit net gelijk is en dat elke schommeling, tenge<strong>vol</strong>ge van<br />
<strong>een</strong> onevenwicht tussen productie en verbruik, over geheel dit<br />
net op dezelfde wijze voelbaar is. Alle netbeheerders dragen op<br />
equivalente wijze bij tot de goede werking van dit Europese net<br />
en passen dezelfde technische exploitatiecriteria toe. Door de<br />
grootschaligheid is <strong>een</strong> grotere netstabiliteit en bevoorradingszekerheid<br />
mogelijk. Binnen zo’n groot net kan <strong>een</strong> incident<br />
zoals het plots uitvallen van <strong>een</strong> productiecentrale immers veel<br />
makkelijker worden opgevangen. Wel kan <strong>een</strong> incident zich<br />
uitbreiden tot <strong>een</strong> groter gedeelte van het net.<br />
Legende<br />
Centrales en HS-stations : Verbindingen :<br />
Hydraulische centrale<br />
Windmolenpark<br />
Thermische centrale<br />
Hoogspanningsstation<br />
Hoogspanningsstation + centrales<br />
Onvormingsstation<br />
Constructie<br />
380-400 kV transmissieverbindingen<br />
300-330 kV transmissieverbindingen<br />
220 kV transmissieverbindingen<br />
132-150 kV<br />
Gelijkstroomverbinding<br />
Interconnectie voor spanning < 220kV<br />
Spanning<br />
Tijdelijke spanning<br />
Een circuit<br />
Onder constructie<br />
Dubbel circuit<br />
Dubbel circuit met 1 circuit gemonteerd<br />
> = 3 circuits<br />
9
10<br />
SPANNING<br />
(kV)<br />
HET ELIA-NET<br />
<strong>een</strong> spinnenweb<br />
van verbindingen<br />
en knooppunten<br />
Elektrische verbindingen<br />
ONDERGRONDS<br />
(km)<br />
BOVENGRONDS<br />
(km)<br />
TOTAAL<br />
(km)<br />
380 891 891<br />
220 297 297<br />
150 410 2.014 2.424<br />
70 292 2.405 2.697<br />
36 1.922 8 1.930<br />
30 141 26 167<br />
Totaal 2.765 5.641 8.406<br />
gegevens op 31 december 2007<br />
Het hoogspanningnet dat Elia beheert beslaat zo’n 8400 km aan<br />
boven- en ondergrondse hoogspanningsverbindingen evenals<br />
<strong>een</strong> 800-tal hoogspanningsstations.<br />
De 380 kV-lijnen vormen de ruggengraat van het Belgische<br />
en Europese net. Langs deze lijnen verlopen de internationale<br />
energie-uitwisselingen. Op dit net zijn o.a. de kerncentrales van<br />
Doel en Tihange en de pompcentrale van Coo aangesloten. Elia<br />
heeft ook interconnecties met Frankrijk op 220 kV.<br />
De netten van 150 kV en lager die Elia beheert vervoeren de<br />
elektriciteit naar de belangrijke verbruikscentra. De distributienetbeheerders<br />
verdelen de energie op lagere spanningen (15 kV<br />
en lager) tot bij de KMO’s en de gezinnen.<br />
Het Eia-net is te vergelijken met <strong>een</strong> sterk vermaasd en ingewikkeld<br />
spinnenweb, bestaande uit lussen op <strong>een</strong> zelfde spanningsniveau<br />
en met andere spanningsniveaus. Op die manier is het<br />
mogelijk de verbruikers langs diverse wegen te bevoorraden, wat<br />
<strong>een</strong> grote leveringszekerheid biedt.
24 uur op 24<br />
het elektrische<br />
systeem beheren<br />
Om <strong>een</strong> vloeiend verkeer mogelijk te maken, worden de<br />
verkeers stromen op het autowegennet bewaakt door verkeersdispatchings,<br />
die, zo nodig, kunnen ingrijpen en het verkeer<br />
omleiden. Dit is ook het geval voor de elektriciteitsstromen op<br />
het hoogspanningsnet: de Elia controlecentra zorgen hiervoor.<br />
Zij waken 24 uur op 24 over de goede werking van het elektrische<br />
systeem.<br />
Onder elektrisch systeem verstaat men het hoogspanningsnet<br />
met alle elementen om energiedoorstroming mogelijk te maken:<br />
productie-<strong>een</strong>heden die elektriciteit injecteren en verbruikers<br />
die energie afnemen op verschillende spanningsniveaus; evenals<br />
de internationale verbindingen of interconnecties die het net<br />
verbinden met de buurlanden en de verbindingen met de netten<br />
op lagere spanningen.<br />
Elia waakt 24 uur op 24 over de goede werking van het net en<br />
over het beheer van de energiestromen en regelt het evenwicht<br />
tussen productie en verbruik in de Belgische regelzone. Dit is<br />
het Belgische hoogspanningsnet dat door Elia beheerd wordt<br />
en deel uitmaakt van <strong>een</strong> groter Europees net. Ook de energieuitwisselingen<br />
met de omringende landen zijn van belang voor<br />
<strong>een</strong> zekere, betrouwbare en stabiele elektriciteitstransmissie. Dit<br />
beheer wordt echter ook op langere termijn gepland.<br />
De vier controlecentra (‘dispatchings’) van Elia zijn de verkeersleiders<br />
die het hoogspanningsnet 24 uur op 24 bewaken en<br />
besturen. De nationale dispatching bevindt zich in Linkebeek;<br />
de drie regionale dispatchings liggen in Antwerpen (Merksem),<br />
Brussel en Namen. De nationale dispatching beheert de grensoverschrijdende<br />
verbindingen en is exclusief verantwoordelijk<br />
voor het 380 kV-koppelnet. Hij regelt het globale evenwicht<br />
tussen productie en verbruik in de Belgische regelzone (het Belgische<br />
net) en coordineert de werking tussen de drie regionale<br />
centra.De regionale dispatchings waken elk in hun regio over<br />
de netten op lagere spanningen (220 kV tot 30 kV). Zij staan in<br />
rechtstreeks contact met de industriële verbruikers die op het<br />
Elia-net zijn aangesloten en voeren veel schakelingen uit.<br />
E L I A E E N W E R E L D V O L E N E R G I E<br />
De dispatchings kunnen op schermbeelden elk onderdeel van<br />
het net bekijken: elke verbinding en elk hoogspannings station<br />
met de railstelsels, de koppelingen en de transformatoren is<br />
weergegeven en kan in detail bekeken worden om van op<br />
afstand in te grijpen.<br />
De dispatchings beschikken voor alle verbindingen en hoogspanningsstations<br />
ook over cijfermatige real time gegevens<br />
inzake de belangrijke parameters die <strong>een</strong> stabiele en kwaliteits<strong>vol</strong>le<br />
stroomlevering uitmaken:<br />
> het evenwicht van de Elia-regelzone;<br />
> de frequentie (deze is over geheel het Europees net dezelfde);<br />
> de actieve energie;<br />
> de reactieve energie<br />
> de spanning.<br />
Zij beschikken even<strong>een</strong>s over de real time gegevens van alle<br />
productie-installaties die injecteren in het Elia-net.<br />
De dispatchings kunnen ingrijpen in de topologie van het net en<br />
kunnen wijzigingen in de productie van de centrales (van actief<br />
en reactief vermogen) vragen. Zij kunnen ook verbruikers afschakelen<br />
die hiertoe met Elia <strong>een</strong> contract hebben afgesloten.<br />
De dispatchings kunnen onmiddellijk van op afstand hoogspanningselementen<br />
in en uit dienst nemen en zo de topologie van<br />
het net wijzigen. Dit gebeurt om congesties (overbelasting) te<br />
vermijden of om werken uit te voeren. Door de verscheidene<br />
rails (zie verder) in <strong>een</strong> hoogspanningsstation te koppelen of te<br />
ontkoppelen, kan de dispatching inspelen op de wisselstroomweerstand<br />
of impedantie. Faseverschuivers, ook dwarsregeltransformatoren<br />
genoemd, maken het ook mogelijk om de stromen<br />
beter te spreiden en zo congesties te vermijden. Deze transformatoren<br />
zorgen voor <strong>een</strong> verschuiving van de fasehoeken tussen<br />
de drie fasen en werken zoals <strong>een</strong> soort kraantje, dat de energiestromen<br />
kan ‘doseren’.<br />
11
12<br />
De veilige werking<br />
van het net<br />
ondersteunen<br />
Zoals de weggebruikers <strong>een</strong> verantwoordelijkheid hebben om<br />
de verkeersveiligheid te waarborgen, moeten ook de netgebruikers<br />
bijdragen tot de betrouwbare werking van het net.<br />
Om <strong>een</strong> zekere en kwaliteits<strong>vol</strong>le energietoelevering aan alle verbruikers<br />
mogelijk te maken, moet de werking van het hoogspanningsnet<br />
van Elia <strong>een</strong> beroep kunnen doen op ondersteunende<br />
diensten. Deze worden voor <strong>een</strong> groot deel geleverd door<br />
netgebruikers: productie-<strong>een</strong>heden en afnemers aangesloten op<br />
het net. Elia koopt deze diensten aan op contractuele basis.<br />
Een permanent evenwicht<br />
Omdat elektriciteit niet kan worden opgeslagen tenzij in batterijen,<br />
moet ze geproduceerd worden op het ogenblik van het<br />
verbruik en in precies de vereiste hoeveelheden. Is het verbruik<br />
hoger dan de productie, dan zal de frequentie dalen. Omgekeerd,<br />
zal ze stijgen wanneer er meer geproduceerd wordt dan<br />
verbruikt. Een onevenwicht in het Europese koppelnet zal over<br />
geheel dit net de frequentie op dezelfde wijze beïnvloeden. Als<br />
netbeheerder is Elia verantwoordelijk voor het globale evenwicht<br />
binnen zijn regelzone.<br />
Daar Elia zelf g<strong>een</strong> productie-installaties bezit, zal het de netgebruikers<br />
(producenten en afnemers) vragen <strong>een</strong> aantal diensten<br />
te leveren om het evenwicht in stand te houden.<br />
> primaire reserve : <strong>een</strong> onmiddellijke reserve wordt binnen de<br />
15 seconden vrijgemaakt wanneer de frequentie binnen het<br />
Europese net schommelingen vertoont door <strong>een</strong> onevenwicht<br />
tussen productie en verbruik (bijvoorbeeld door het plots uitvallen<br />
van <strong>een</strong> productie-<strong>een</strong>heid). De netbeheerder bij wie dit<br />
onevenwicht optreedt, kan rekenen op de solidaire bijdrage<br />
aan de primaire reserve van alle Europese transmissienetbeheerders.<br />
Deze wordt geleverd, tot 15 minuten na het voorval.<br />
> secundaire reserve : deze kan tussen de 15 en 30 seconden<br />
opgestart worden om het evenwicht in de regelzone (het Belgische<br />
net) te herstellen. Zij moet na 15 minuten de primaire<br />
reserve hebben vervangen.<br />
> tertiaire reserve : deze kan over <strong>een</strong> langere periode (tot 12<br />
uur) worden aangewend om langdurige onevenwichten of<br />
congesties (overbelastingen) op te vangen. Productie-<strong>een</strong>heden<br />
leveren deze reserve door energie te injecteren, afnemers<br />
door op contractuele basis gedurende <strong>een</strong> vooraf bepaalde tijd<br />
vermogen af te schakelen.<br />
Spanning op peil houden<br />
Elia moet de spanning regelen, om in alle delen van zijn net<br />
steeds <strong>een</strong> goed spanningsniveau te kunnen handhaven. De<br />
spanning is <strong>een</strong> lokaal gegeven en kan dus verschillen naargelang<br />
van de plaats in het net. Ze hangt af van verschillende<br />
factoren, waarvan sommige gebonden zijn aan het net zelf<br />
en andere te maken hebben met de netgebruikers. Zo wordt<br />
ze beïnvloed door de samenstelling van het net (luchtlijnen –<br />
ondergrondse kabels), de belasting op de verbinding en door<br />
de verscheidene types van installaties aangesloten op het net,<br />
waarvan sommige reactieve energie absorberen en andere ze<br />
daarentegen injecteren.<br />
Elia heeft in verscheidene hoogspanningsstations condensatorenbatterijen<br />
om de spanning te ondersteunen. Ook door de<br />
regeling van de transformatoren (in ‘stappen’) kan de spanning<br />
bijgestuurd worden. Elia moet ook <strong>een</strong> beroep doen op de productiecentrales<br />
om reactieve energie te leveren of te absorberen<br />
om de spanning te ondersteunen.<br />
Het net weer opstarten na black-out<br />
Wanneer geheel het Belgische net zou uitvallen door <strong>een</strong> groot<br />
incident, moeten bepaalde productiecentrales kunnen opstarten<br />
zonder eerst energie uit net nodig te hebben. Dit is de blackstartdienst,<br />
die enkele welbepaalde centrales aan Elia leveren.<br />
Op verschillende plaatsen in het net zijn er centrales die Elia deze<br />
dienst leveren.
Een net in<br />
permanente<br />
e<strong>vol</strong>utie<br />
E L I A E E N W E R E L D V O L E N E R G I E<br />
Net zoals het wegennet wordt uitgebreid om het aan te passen<br />
aan de toenemende verkeersstromen, zo wordt ook het hoogspanningsnet<br />
steeds verder ontwikkeld en verbeterd. Ook het<br />
elektriciteitsverkeer e<strong>vol</strong>ueert immers: er komen nieuwe verbruikers<br />
bij, er komt in de vrije elektriciteitsmarkt meer internationaal<br />
verkeer, ...<br />
Het net ontwikkelen en verbeteren, zodat het steeds tegemoet<br />
komt aan de – veranderende – behoeften van de markt en de<br />
gem<strong>een</strong>schap: ook dat is <strong>een</strong> belangrijke opdracht van Elia.<br />
Elia voert deze ontwikkelingen uit <strong>vol</strong>gens ontwikkelings- of<br />
investeringsplannen die ter goedkeuring aan de bevoegde<br />
(federaal of gewestelijk) worden voorgelegd.<br />
Elia investeert continu in de verbetering, vernieuwing en<br />
uitbreiding van zijn net.<br />
De voornaamste drijfveren voor de investeringen zijn:<br />
> de e<strong>vol</strong>utie van de elektriciteitsvraag in België;<br />
> de opening van de elektriciteitsmarkt door verhoging van de<br />
internationale uitwisselingscapaciteit;<br />
> de onafhankelijkheid van het net t.o.v. de lokalisatie van de<br />
productie;<br />
> de beleidsopties van de overheden met betrekking tot de<br />
energie en de duurzame ontwikkeling, o. m. de aansluiting van<br />
decentrale en hernieuwbare productie-<strong>een</strong>heden, waaronder<br />
de windmolenparken op zee;<br />
> de vervanging van oudere installaties met het oog op en<br />
hogere effi ciëntie;<br />
> de aansluiting van nieuwe klanten-netgebruikers, enz...<br />
De investeringen van Elia beantwoorden aan drie doelstellingen:<br />
> energie: waken over <strong>een</strong> betrouwbare elektriciteitstransmissie<br />
op lange termijn, rekening houdend met e<strong>vol</strong>uties in productie,<br />
verbruik en geografi sche spreiding;<br />
> milieu: opteren voor duurzame oplossingen;<br />
> economie: streven naar het meest voordelige transmissietarief<br />
voor de eindverbruiker.<br />
13
14<br />
De ontwikkelingsprojecten<br />
van<br />
A tot Z beheren<br />
Om de meest passende economische oplossingen te zoeken<br />
voor de uitbreiding en verbetering van het wegennet wordt<br />
<strong>een</strong> beroep gedaan op gespecialiseerde engineeringbureaus.<br />
Ook de verbeteringen, uitbreidingen en vernieuwingen van het<br />
hoogspanningsnet gebeuren onder leiding van het engineeringbureau<br />
van Elia.<br />
Elia’s engineeringbureau Bel Engineering beheert de ontwikkelingsprojecten<br />
van Elia van A tot Z: van de eerste studie, het concept<br />
en de keuze van de gebruikte materialen, het projectontwerp,<br />
het aanvragen en op<strong>vol</strong>gen van de verscheidene vergunningen,<br />
de keuze van de contractors, de coördinatie van de uitvoering van<br />
de werken, het toezicht op de werf tot de oplevering van het werk.<br />
De projectleiders van Bel Engineering zijn elk verantwoordelijk<br />
voor <strong>een</strong> project, van begin tot einde. Dit kan gaan om hoogspanningsstations<br />
of hoogspanningsverbindingen, zowel boven- als<br />
ondergrondse.<br />
De designers tekenen de ontwerpen uit en zorgen voor de actualisering.<br />
Zij hebben verschillende specialisaties: hoogspanning<br />
en laagspanning.
Een professioneel<br />
onderhoud voor <strong>een</strong><br />
betrouwbaar net<br />
Voor <strong>een</strong> veilig en vlot verkeer is het van belang dat onze wegen<br />
in goede staat blijven en hersteld worden wanneer er <strong>een</strong> beschadiging<br />
optreedt. Ook dit geldt voor het hoogspanningsnet.<br />
Alle onderdelen van het net worden regelmatig gecontroleerd<br />
en onderhouden door de technici van Elia om steeds optimaal<br />
te blijven functioneren en <strong>een</strong> zekere elektriciteitsvoorziening<br />
mogelijk te maken. Bij defecten of beschadiging staan de Eliatechnici<br />
op elk ogenblik van de dag paraat om in te grijpen.<br />
Elia staat in voor het onderhoud en de instandhouding van de<br />
hoogspanningsinstallaties (op de spanningsniveaus van 30 kV<br />
tot 380 kV): lijnen, kabels, transformatoren... Dit onderhoud kan<br />
worden onderverdeeld in 2 types van taken:<br />
> het preventieve onderhoud: dit zijn de geplande controles,<br />
nazichten en onderhoudsbeurten;<br />
> het curatieve onderhoud: de interventies en herstellingen bij<br />
defecten en schadegevallen.<br />
E L I A E E N W E R E L D V O L E N E R G I E<br />
Elia kan hiervoor rekenen op vier gespecialiseerde onderhoudsdisciplines<br />
:<br />
> hoogspanning : de onderhoudsactiviteiten aan de hoogspanningsinstallaties<br />
van de hoogspanningsstations : de transformatoren,<br />
vermogenschakelaars, scheiders, meettransformatoren<br />
enz...;<br />
> laagspanning : alle laagspanningsapparatuur van de hoogspanningsposten<br />
: beveiligingen, automaten, hulpsystemen,<br />
afstandsbedieningen enz...;<br />
> lijnen en kabels: het onderhoud van de hoogspanningsverbindingen:<br />
de bovengrondse lijnen met de pylonen, en de<br />
ondergrondse kabels met hun bijhorende installaties;<br />
> verder staan de onderhoudsdiensten van Elia ook in voor de<br />
algemene onderhoudswerken op de Elia-sites en in de nabijheid<br />
van de hoogspanningsinstallaties, zoals snoeiwerken,<br />
schoonmaakacties... en begeleiden ze de werken en projecten<br />
op de site.<br />
De Elia-onderhoudsspecialisten voeren in opdracht ook onderhoudstaken<br />
uit aan de hoogspanningsinstallaties van de Elianetgebruikers.<br />
Sommige elementen van het hoogspanningsnet hebben <strong>een</strong><br />
lange levensduur, zelfs tot 50 jaar. Andere elementen (met name<br />
de elektronische laagspanningsapparatuur) kennen <strong>een</strong> veel<br />
kortere levensduur en <strong>een</strong> zeer snelle technologische e<strong>vol</strong>utie.<br />
Vandaar dat het net niet all<strong>een</strong> <strong>een</strong> ruime waaier aan verschillende<br />
apparatuur telt, maar bovendien ook veel verschillende<br />
technologieën. Elia heeft daarom ook <strong>een</strong> eigen expertisedepartement<br />
met specialisten die de bijzondere onderhoudspolitieken<br />
uitstippelen voor elk type en soort apparaten. Elia heeft ook<br />
<strong>een</strong> eigen technisch opleidingcentrum, het Education Center,<br />
waar de onderhoudstechnici alle verschillende technieken kunnen<br />
aanleren en oefenen.<br />
15
16<br />
De elementen van het hoogspanningsnet<br />
In de analogie met het verkeersnet, zouden we het hoogspanningsstation<br />
vergelijken met de verkeerswisselaar. Om echter<br />
goed te begrijpen hoe het hoogspanningsnet met zijn verbindingen<br />
en hoogspanningsstations in elkaar zit en werkt, stellen we<br />
<strong>een</strong> andere interessante analogie voor, die ons toelaat meer in<br />
de details te treden: het elektrisch verdeelbord bij ons thuis of<br />
in <strong>een</strong> industriële installatie.<br />
Een elektrisch verdeelbord heeft immers dezelfde functie als <strong>een</strong><br />
hoogspanningsstation, all<strong>een</strong> kleiner en op <strong>een</strong> lagere spanning.<br />
Het elektrische vermogen komt via <strong>een</strong> of meerdere leidingen<br />
toe en wordt over verschillende elektrische circuits verdeeld, via<br />
de elektrische kabels of leidingen die zich tussen de vermogensschakelaars<br />
en bijvoorbeeld de stopcontacten bevinden. Zowel<br />
de inkomende als uitgaande feeders van het verdeelbord zijn beveiligd<br />
door vermogensschakelaars die ervoor zorgen dat defecte<br />
apparaten (ofwel het apparaat zelf, ofwel de leiding waarop het is<br />
aangesloten) afgeschakeld kunnen worden. In industriële installaties<br />
zijn deze borden dan nog <strong>een</strong>s uitgerust met meettoestellen.<br />
Het hoogspanningsnet bestaat uit enerzijds hoogspanningsverbindingen<br />
en anderzijds hoogspanningsstations.<br />
Bij de hoogspanningsverbindingen onderscheiden we twee<br />
grote families: de bovengrondse verbindingen of luchtlijnen, en<br />
de’ ondergrondse verbindingen, ook kortweg ‘kabels’ genoemd.<br />
Beide hebben dezelfde functie: de energie over <strong>een</strong> bepaalde<br />
afstand transporteren, vanuit de elektriciteitscentrales naar de<br />
hoogspanningsstations en vanuit deze stations naar de grote<br />
verbruikers en de middenspanningsinstallaties van de distributienetbeheerders.<br />
In ons verdeelbord vormen ze de circuits.<br />
De hoogspanningsstations of ‘posten’ zijn knooppunten in het<br />
net, waar de koppeling naar verscheidene verbindingen kan worden<br />
gemaakt en waar de energie kan getransformeerd worden<br />
naar verscheidene spanningsniveaus.<br />
Een hoogspanningsstation is dus vergelijkbaar met het verdeelbord<br />
in onze laagspanningsinstallatie thuis.<br />
1 draadstel<br />
waakdraad<br />
isolator<br />
rode of witte<br />
bebakeningsbollen<br />
fase (3 fasen = 1 draadstel)<br />
De hoogspanningsverbindingen
Een bovengrondse hoogspanningsverbinding wordt gerealiseerd<br />
aan de hand van draadstellen van metalen geleiders, die<br />
ondersteund worden door pylonen of masten. Een draadstel<br />
bestaat uit drie geleiders of fazes, die samen driefazige wisselstroom<br />
vervoeren. De lengte van <strong>een</strong> overspanning kan uit<strong>een</strong>lopend<br />
zijn, maar bedraagt voor de 380 kV tot 150 kV-lijnen tussen<br />
de 300 en 600 m.<br />
Naargelang van het spanningsniveau zijn er <strong>een</strong> of twee en<br />
soms ook drie of vier draadstellen.<br />
Doorgaans zijn er bovenaan nog <strong>een</strong> of twee waakdraden of<br />
wachtkabels. Zij hebben verscheidene functies :<br />
> de lijn tegen blikseminslag te beschermen;<br />
> bij <strong>een</strong> fout <strong>een</strong> deel van de foutstroom evacueren;<br />
> zij zijn vaak uitgerust met teletransmissievezels om gegevensoverdracht<br />
tussen de posten mogelijk te maken.<br />
De pylonen bestaan in verschillende dimensies en vormen, naar<br />
gelang van de wijze van aanhechting van de geleiders.<br />
Isolatorenkettingen isoleren de geleiders van de pylonen.<br />
Zij bestaan uit reeksen schotels uit <strong>een</strong> isolerend materiaal,<br />
meestal uit glas en soms uit porselein. Naargelang van de<br />
spanning, zullen er meer of minder schotels zijn.<br />
De geleiders bestaan doorgaans uit gebundelde draden van<br />
koper, aluminium of aluminiumlegeringen. Zij zijn niet omhuld<br />
met <strong>een</strong> isolatiemateriaal: de lucht eromh<strong>een</strong> dient als isolator.<br />
E L I A E E N W E R E L D V O L E N E R G I E<br />
DE BOVENGRONDSE LIJNEN DE ONDERGRONDSE KABELS<br />
Ondergrondse verbindingen worden in de ondergrond gelegd<br />
doorgaans langs infrastructuur (de openbare weg). In dat geval<br />
zijn vaak langs hetzelfde traject nog andere nutsleidingen aanwezig.<br />
Langere verbindingen lopen echter ook regelmatig langs<br />
niet-stedelijke milieus.<br />
Doorgaans liggen ze op <strong>een</strong> diepte tussen 80 cm en 1,20 m in de<br />
ondergrond.<br />
Er zijn kabels op verscheidene spanningen in het net aanwezig,<br />
tot 150 kV.<br />
De ondergrondse verbindingen bestaan even<strong>een</strong>s telkens<br />
uit drie geleiders, met eromh<strong>een</strong> <strong>een</strong> isolerende stof en <strong>een</strong><br />
beschermende mantel. Er zijn drie grote families van kabels te<br />
onderscheiden :<br />
> monopolaire kabels met <strong>een</strong> synthetische isolatie van polyethur<strong>een</strong><br />
(PRC of XLPE). Dit is de nieuwste technologie; in deze<br />
kabels worden vaak ook optische vezels ingebouwd, waarmee<br />
de temperatuur gemonitored wordt (all<strong>een</strong> voor de 150 kV<br />
-kabels).<br />
> monopolaire kabels met <strong>een</strong> papierisolatie gedrenkt in vloeibare<br />
olie. Deze techniek bestaat nog voor kabels van 150 kV en<br />
70 kV, maar verdwijnt stilaan.<br />
> tripolaire loodkabels met geïmpregneerd papier, waar de drie<br />
geleiders samen in één kabel zitten. Deze techniek bestaat<br />
voor spanningen lager dan 40 kV.<br />
Ronde aluminium<br />
geleider met<br />
geslagen draden<br />
Geleiderscherm<br />
XLPE isolatie<br />
Isolatiescherm<br />
Zwelband<br />
halfgeleidend<br />
Loodmantel<br />
PE-mantel<br />
17
18<br />
De hoogspanningsstations<br />
De hoogspanningsstations zijn dus, in onze laagspanningsinstallatie,<br />
het verdeelbord zelf.<br />
Er zijn in grote lijnen twee families van hoogspanningsstations :<br />
> de luchtgeïsoleerde hoogspanningsstations of AIS-stations<br />
(Air Insulated Stations); de stations met spanningen van 380 kV<br />
tot 36 kV van dit type zijn doorgaans openluchtstations, terwijl<br />
deze op lagere spanningen veelal in gebouwen ondergebracht<br />
worden.<br />
> de gasgeïsoleerde gepantserde stations (GIS of Gas Insulated<br />
Stations) : hier zijn alle functionele elementen in <strong>een</strong> geheel<br />
omsloten geheel ondergebracht, dat met gas (doorgaans SF6)<br />
geïsoleerd is. Door het grotere isolatievermogen tegenover<br />
lucht, kunnen deze installaties aanzienlijk kleiner uitgevoerd<br />
worden, zodat het geheel veel minder plaats inneemt.<br />
De structuur van <strong>een</strong> hoogspanningsstation<br />
Ook in het hoogspanningsstation vinden we het principe van de<br />
drie geleiders (voor de driefasige wisselstroom) terug.<br />
Een hoogspanningsstation is, ongeacht zijn type, opgebouwd<br />
rond één, twee of zelfs drie railstelsels (dus 1, 2 of 3 sets van<br />
3 rails). Deze zijn de gem<strong>een</strong>schappelijke verbinding voor de<br />
verschillende velden , die op hun beurt het vertrek vormen naar<br />
de transfos, luchtlijnen, of kabelverbindingen vanuit de hoogspanningspost.<br />
Men spreekt dan ook van: lijnveld, kabelveld, transformatorveld<br />
en koppelveld.<br />
Een station met slechts één railstelsel heeft het nadeel dat bij <strong>een</strong><br />
defect op deze rail, geheel het station buiten dienst moet.<br />
Wanneer er meer railstelsels zijn, kan er één buiten dienst<br />
worden gesteld zonder geheel het station te moeten snijden.<br />
Bovendien is het mogelijk de rails met elkaar te koppelen of te<br />
ontkoppelen en zo in te spelen op de wisselstroomweerstand.
E L I A E E N W E R E L D V O L E N E R G I E<br />
De elementen van <strong>een</strong> hoogspanningsstation<br />
In grote lijnen zijn de elementen van <strong>een</strong> hoogspanningsstation<br />
onder te verdelen in 2 grote groepen:<br />
> de hoogspanningselementen<br />
Dit zijn de stroomvoerende elementen van het hoogspanningsstation.<br />
> de laagspanningselementen<br />
Dit zijn de zogenaamde hulpinstallaties die instaan voor alle<br />
functies van controle, sturing en beveiliging van de hoogspanningselementen.<br />
19
20<br />
De hoogspanningselementen<br />
Het railstelsel<br />
De railstelsels vormen in het hoogspanningsstation het gem<strong>een</strong>schappelijke<br />
aansluitingspunt tussen de verschillende velden<br />
(vertrekken) en hun hoogspanningselementen (scheiders,<br />
vermogensschakelaars, meetapparatuur) waarlangs de verscheidene<br />
verbindingen en transformatoren aangesloten zijn.<br />
In luchtgeïsoleerde stations of buitenposten worden de railstelsels<br />
uitgevoerd onder de vorm van gespannen kabels of <strong>een</strong><br />
buizenstelsel.<br />
In open binnenposten (36 kV, 30 kV, middenspanning) bestaan<br />
de railstelsels uit koperen staven.<br />
Elk railstelsel bestaat op zijn beurt uit drie fazen (rails).<br />
Doorgaans staan de drie fazen in lijn naast elkaar opgesteld.<br />
De scheiders<br />
De scheider is het <strong>een</strong>voudigste onderbrekingsapparaat. Hij<br />
heeft in hoofdzaak twee functies:<br />
> via <strong>een</strong> zichtbare onderbreking <strong>een</strong> isolerende afstand creëren<br />
tussen twee punten van <strong>een</strong> elektrisch circuit;<br />
> de aansluiting van <strong>een</strong> circuit aan <strong>een</strong> bepaalde bron mogelijk<br />
maken door <strong>een</strong> veld aan te sluiten op het ene of het andere<br />
railstelsel.<br />
Een scheider kan enkel spanning onderbreken zonder stroom<br />
en stroom onderbreken zonder spanningsverschil. Hij mag<br />
daarom enkel buiten belasting worden gemanipuleerd.<br />
Er zijn verscheidene types van scheiders, <strong>vol</strong>gens van de wijze<br />
waarop de onderbreking tot stand komt. Voor de spanningsniveaus<br />
van 380 kV tot 70 kV zijn ze van het type pantograaf, semipantograaf<br />
of rotatief.<br />
Voor de spanningsniveaus 36 kV tot middenspanning, worden<br />
scheiders van het type met bewegend mes gebruikt.
De aardscheider<br />
Aardscheiders of aardmessen zijn vaste aardingsinstrumenten<br />
die in het hoogspanningsstation aanwezig zijn. Zij zorgen voor<br />
de aansluiting of onderbreking aan het aardnet in het station. Zo<br />
kan en installatie aan het aardpotentiaal aangesloten worden,<br />
om werken in alle veiligheid mogelijk te maken.<br />
De vermogensschakelaar<br />
In ons elektrisch verdeelbord is het ook de vermogensschakelaar<br />
of zekering die deze functie vervult.<br />
De vermogensschakelaar kan in het circuit waar hij in serie is<br />
geschakeld, elke stroom onderbreken of inschakelen. Dit kan<br />
buiten belasting, onder normale belasting of bij <strong>een</strong> foutstroom<br />
het geval zijn.<br />
E L I A E E N W E R E L D V O L E N E R G I E<br />
Er zijn verschillende types, naargelang van het spanningsniveau<br />
en de constructie. In tegenstelling tot de automaat in ons verdeelbord,<br />
waar de thermische en elektromagnetische bescherming de<br />
stroomwaarden controleert, kan de vermogensschakelaar in het<br />
hoogspanningsstation enkel schakelen maar niet beveiligen.<br />
De vermogenstransformator<br />
Wanneer ons elektrisch verdeelbord <strong>een</strong> apparaat met <strong>een</strong> ander<br />
spanningsniveau moet voeden (bijvoorbeeld 24 V) dan gebruiken<br />
we <strong>een</strong> transformator (bv. <strong>een</strong> beltransfo) om de spanning te<br />
verminderen. Dit is, in het hoogspanningsstation, de rol van de<br />
vermogenstransformator.<br />
Vermogenstransformatoren dienen om de spanning van één<br />
bepaald net (bv. 150 kV) om te zetten naar deze van <strong>een</strong> ander<br />
net (bv. 36 kV) en dit met <strong>een</strong> hoog rendement (99 %).<br />
Een vermogenstransformator is opgebouwd rond <strong>een</strong> magnetische<br />
kern met <strong>een</strong> primaire en secundaire wikkeling; elk met <strong>een</strong><br />
verschillend aantal windingen.<br />
Het vermogen aan de primaire kant is gelijk aan het vermogen<br />
dat aan de secundaire kant wordt geleverd.<br />
21
22<br />
I 1<br />
U 1 N 1 N 2<br />
U 1 x I 1 = U 2 x I 2<br />
De spanning is evenredig aan het aantal windingen; de stroom is<br />
omgekeerd evenredig aan de spannngsverhouding.<br />
U 1 /U 2 = N 1 / N 2<br />
dus<br />
U 2 = N 2 / N 1 x U 1<br />
en<br />
I 2 = N 1 /N 2 x I 1<br />
I 2<br />
U 2<br />
Het nominaal vermogen van <strong>een</strong> transfo is weergegeven in MVA.<br />
In het hoogspanningsnet vinden we transfo’s van 380/220 kV,<br />
380/150 kV, 220/70 kV 150/70 kV en 150/36 kV en transfo’s die<br />
naar middenspanning transformeren: 220 kV/MS, 150 kV/MS,<br />
70 kV/MS en 36 kV/MS.<br />
De koppeling van <strong>een</strong> transformator (zijn primaire en secundaire<br />
wikkeling) gebeurt doorgaans <strong>vol</strong>gens twee basissystemen : ster-<br />
ster of ster-driehoek.<br />
In grote lijnen zijn de transfo’s 380/220 kV, 380/150 kV, 220/70 kV,<br />
150/70 kV en 150/36 kV in ster-ster koppeling uitgevoerd. Dit<br />
betekent dat de primaire en secundaire windingen op dezelfde<br />
wijze gekoppeld zijn. Een aantal 150/36 of 30 kV transfo’s en<br />
van de transfo’s naar middenspanning (220 kV/MS, 150 kV/MS,<br />
70 kV/MS en 36 kV/MS) zijn in ster-driehoekkoppeling uitgevoerd.<br />
Een transformator kan in verscheidene ‘stappen’ geregeld worden<br />
om de spanning op <strong>een</strong> optimaal niveau te regelen.<br />
Transformatoren moeten gekoeld worden. Dit gebeurt aan de<br />
hand van oliecirculatie en door ventilatoren.
Meettransformatoren<br />
Zoals reeds vermeld kunnen verscheidene meetinstrumenten<br />
op de verschillende circuits worden aangesloten. Om ze aan te<br />
sluiten zijn vaak transformatoren nodig die het mogelijk maken<br />
de meetwaarden te verkleinen tot waarden die aanvaardbaar zijn<br />
voor het meettoestel. Dit is in het hoogspanningsstation de rol<br />
van de meettransformatoren.<br />
Spanningstransformatoren (ook wel potentiaaltransformatoren<br />
of kortweg TP’s genoemd en stroomtransformatoren,<br />
(ook intensiteitstransformatoren of kortweg TI’s genoemd) zijn<br />
toestellen die de spanning en de stroom reduceren tot het<br />
meetbereik van de verschillende meettoestellen. Zo kan men de<br />
spanning en stroomsterkte in de hoogspanningscircuits meten<br />
Zij hebben vaak <strong>een</strong> aantal kernen en secundaire windingen die<br />
toelaten verschillende soorten metingen te doen, voor verscheidene<br />
doeleinden.<br />
E L I A E E N W E R E L D V O L E N E R G I E<br />
Deze dienen onder meer voor de lokale metingen van het<br />
synoptisch bord in de relaiszaal, of ze leveren telemetingen die<br />
worden verwerkt tot cijfermatige parameters ten behoeve van<br />
de dispatchings.<br />
Overspanningsafl eider<br />
De overspanningsafl eider of bliksemafl eider is <strong>een</strong> apparaat dat<br />
de verscheidene hoogspanningselementen beschermt tegen<br />
sterke spanningsgolven, zowel van atmosferische aard (bliksem)<br />
als tijdelijke overspanningen tijdens schakelingen. Zij worden<br />
vooral gebruikt om de transformatoren en de overgangen van<br />
luchtlijnen naar ondergrondse verbindingen te beschermen<br />
tegen gevaarlijke overspanningen.<br />
Condensatorenbatterijen<br />
Condensatorenbatterijen kennen g<strong>een</strong> parallel in ons laagspanningsverdeelbord.<br />
Zij dienen om de spanning te ondersteunen<br />
en op <strong>een</strong> correct niveau te houden, wat in onze elektrische<br />
installatie thuis niet nodig is.<br />
Aangezien reactieve energie moeilijk te transporteren is, is het<br />
van belang de geabsorbeerde reactieve energie te compenseren<br />
zo dicht mogelijk bij de verbruikers ervan. Condensatorenbatterijen<br />
bestaan uit <strong>een</strong> groot aantal condensatoren, in serie parallel<br />
geschakeld, die deze reactieve energie compenseren. Ze staan in<br />
verscheidene hoogspanningsstations opgesteld.<br />
23
24<br />
De laagspanningsinstallaties<br />
Zoals aangegeven voor de vermogensschakelaar, vormen de<br />
thermische en elektromagnetische overstroombewaking de<br />
elementen die toelaten om de stromen te bewaken. Als deze<br />
te groot worden zal <strong>een</strong> uitschakelbevel <strong>vol</strong>gen. Het equivalent<br />
van deze overstroombewaking in het hoogspanningsnet wordt<br />
gevormd door de beveiligingen.<br />
Om de werking van <strong>een</strong> hoogspanningsstation mogelijk te<br />
maken is <strong>een</strong> hele reeks hulpfuncties nodig. De eigenlijke hoogspanningsinstallaties<br />
maken het mogelijk elektriciteit op hoge<br />
spanningen te laten transiteren maar beschikken niet over de<br />
informatie om op gepaste wijze in te grijpen; bijvoorbeeld om bij<br />
<strong>een</strong> incident <strong>een</strong> circuit te onderbreken.<br />
Hiertoe dienen de hulpdiensten van het hoogspanningsstation,<br />
waarvan het merendeel in de relaiszaal opgesteld staan. Het zijn<br />
laagspanningsinstallaties, met verscheidene functies.<br />
De beveiligingen<br />
Een beveiliging dient om snel en op selectieve wijze <strong>een</strong> beschadigd<br />
of gebrekkig netelement uit te schakelen. Er zijn vele soorten<br />
beveiligingen. Sommige beveiligingen dienen om individuele<br />
netelementen (<strong>een</strong> lijn, kabel, transformator ...) te beveiligen,<br />
andere dienen om grotere gehelen zoals de railstelsels in hun<br />
geheel te beveiligen.<br />
De meettransformatoren (TI’s en TP’s) zorgen voor de meetgegevens.<br />
De voornaamste beveiligingen zijn:<br />
> beveiligingen tegen overstromen en kortsluiting, met onder<br />
meer impedantiebeveiligingen en diff erentieelbeveiligingen.<br />
Verder onderscheiden we:<br />
> back-up beveiligingen: deze zorgen voor de uitschakeling van<br />
alle vermogensschakelaars op <strong>een</strong> railstelsel, wanneer één<br />
van de vermogensschakelaars van dit railstelsel weigert af te<br />
schakelen op <strong>een</strong> bevel van zijn beveiligingen.<br />
> wederinschakelaars van luchtlijnen: deze zorgen voor<br />
<strong>een</strong> onmiddellijke automatische wederinschakeling bij <strong>een</strong><br />
uitschakeling van <strong>een</strong> luchtlijn. Indien de fout blijvend is, zal<br />
de lijn onmiddellijk daarna weer uitschakelen; bij <strong>een</strong> voorbijgaande<br />
fout (door bliksem) kan de lijn na de wederinschakeling<br />
weer normaal in dienst blijven. Is de fout er echter nog<br />
steeds dan zal er <strong>een</strong> defi nitieve uitschakeling <strong>vol</strong>gen. We<br />
zullen met andere woorden slechts één maal trachten opnieuw<br />
in te schakelen daar <strong>een</strong> fout niet steeds <strong>een</strong> tijdelijke blikseminslag<br />
zonder beschadiging is maar even goed door <strong>een</strong><br />
werfkraan, luchtballon, … kan veroorzaakt zijn die in onze lijn<br />
is terechtgekomen. We kunnen wel stellen dat het gebruik van<br />
wederinschakelaars de netveiligheid (continuïteit van levering)<br />
verhoogt.
Lokale en afstandsbesturing<br />
De besturing en controle van <strong>een</strong> hoogspanningsstation gebeurt<br />
hoofdzakelijk op afstand, vanuit de dispatching. Hiertoe beschikt<br />
de dispatcher over alle nuttige informatie over de toestand van<br />
de elementen, via de metingen. De dispatcher kan bepaalde<br />
bevelen tot in- of uitschakeling geven. Een aantal handelingen<br />
kunnen echter enkel lokaal (in het hoogspanningsstation zelf)<br />
worden uitgevoerd; bovendien moeten alle schakelingen ook<br />
lokaal kunnen gebeuren, als back-up van de dispatching.<br />
De meeste bedieningen in het station gebeuren vanuit <strong>een</strong><br />
centraal punt, het synoptisch bord in de relaiszaal, dat geheel<br />
de post schematisch (<strong>een</strong>dradig) voorstelt. Hier zijn ook alle<br />
alarmen van het station gegroepeerd.<br />
Vergrendelingen<br />
De vergrendelingen hebben als doel foute handelingen (schakelingen)<br />
te vermijden. Er zijn zowel mechanische vergrendelingen,<br />
op de apparaten zelf, als elektrische vergrendelingen op de<br />
afstandsbesturing.<br />
Tellers, registratietoestellen<br />
In de stations worden ook de verscheidene tellingen gedaan,<br />
nodig voor de exploitatie van het net en de facturatie. Deze zijn<br />
voornamelijk onderverdeeld in real-time tellingen en kwartuurtellingen.<br />
Ook zijn er verscheidene registraties gedaan zoals de<br />
perturbografi e, de registratie van de spanningskwaliteit, ...<br />
Deze zijn belangrijk onder meer voor de analyse van incidenten<br />
en fouten.<br />
E L I A E E N W E R E L D V O L E N E R G I E<br />
Hulpdiensten<br />
Om de werking van al deze functies mogelijk te maken, moet<br />
het hoogspanningsstation over de nodige energiebronnen<br />
op laagspanning beschikken. Zij omvatten voornamelijk de<br />
110 V DC en de 380 V AC voeding.<br />
De vitale elementen, de bedienings- en signalisatiekringen, de<br />
beveiligingen en de voeding van motoren in de hoogspanningstoestellen,<br />
werken op gelijkstroom.<br />
Zij worden gevoed door batterijen die worden opgeladen door<br />
wisselstroom. Dit is nodig om in geval van <strong>een</strong> stroomonderbreking<br />
in het station alle bedieningen te kunnen uitvoeren.<br />
De 380 V AC voeding dient voornamelijk voor verlichting, verwarming<br />
enz van de post en de gebouwen.<br />
Telecommunicatie<br />
Ook in het hoogspanningsstation zijn telecommunicatie-uitrustingen<br />
aanwezig die het station met het Elia-telecommunicatienet<br />
verbinden. De datatransmissie betreft onder meer de uitwisselingen<br />
met de dispatching, de gegevensuitwisseling tussen de<br />
afstandsbeveiligingen, het opnemen en verwerken van tellingen<br />
en metingen enz.<br />
25
26<br />
Veilig in<br />
de omgeving van<br />
hoogspanning<br />
Bij alle werken gelden de vitale zeven<br />
1.<br />
Voorbereiden<br />
2. Vrijschakelen<br />
3. 3. Vergrendelen tegen wederinschakeling<br />
4. 4. Meten van afwezigheid van<br />
spanning<br />
5. Aarden en kortsluiten<br />
6. Afbakenen van de veilige<br />
werkzone<br />
7.<br />
Installatie vrijgeven<br />
Het belangrijkste risico bij hoogspanninginstallaties is elektrisering<br />
of elektrocutie (<strong>een</strong> elektrisering met dodelijke afl oop)<br />
door overslag. Bij hoge spanningen kan dit zelfs gebeuren<br />
zonder <strong>een</strong> rechtstreekse aanraking: het niet respecteren van de<br />
veiligheidsafstand is reeds <strong>vol</strong>doende om <strong>een</strong> overslag teweeg<br />
te brengen. Hoe hoger de spanning, hoe groter ook de afstand<br />
die men moet bewaren. Vuistregel is rekening te houden met<br />
1 cm per kV. Dit is echter moeilijk in te schatten. Elia vraagt het<br />
publiek dan ook steeds <strong>een</strong> afstand van 10 meter te behouden<br />
(rechtstreeks of onrechtstreeks) van hoogspanningslijnen en<br />
–stations met naakte geleiders en in het bijzonder oplettend<br />
te zijn bij sporten en recreatie die <strong>een</strong> risico met zich brengen:<br />
hengelen, vliegeren, parachutespringen, paragliding enz...<br />
Voor de mensen die in de nabijheid van hoogspanningsinstallaties<br />
moeten werken gelden bijzondere instructies om de risico’s<br />
van elektrisering of elektrocutie te voorkomen en te beletten<br />
dat ondergrondse verbindingen kunnen worden geraakt bij<br />
graafwerken.<br />
Elia besteedt veel aandacht aan het sensibiliseren en informeren<br />
van alle mogelijke betrokkenen : aannemers, hulpdiensten,...<br />
Het spreekt vanzelf dat ook voor de eigen werknemers van Elia,<br />
en de contractors die werken uitvoeren aan de Elia-installaties<br />
veiligheid eerste prioriteit is.<br />
De veiligheidsvoorschriften die Elia hanteert voor de eigen werknemers<br />
en ook voor de aannemers en contractors die aan de Eliainstallaties<br />
werken uitvoeren, zijn dan ook uiterst streng.<br />
Alle personen die werken voor Elia uitvoeren moeten <strong>een</strong> bijzondere<br />
opleiding inzake de veiligheidsinstructies in hoogspanningsstations<br />
en/of bij hoogspanningslijnen hebben ge<strong>vol</strong>gd.<br />
Naast het risico van overslag, wordt ook bijzondere aandacht<br />
besteed aan inductiespanning. Deze kan aanwezig zijn op<br />
elementen die zelf spanningsloos zijn gesteld, onder invloed van<br />
elementen onder spanning in de nabijheid. Inductiespanning<br />
kan oplopen tot 1/10e van de nominale spanning! Aarden is<br />
daarom van essentieel belang.<br />
Daarnaast wordt uiteraard ook aandacht besteed aan alle andere<br />
mogelijke risico’s (op hoogte werken, vallen en struikelen, vallende<br />
voorwerpen enz...) die werken aan industriële installaties<br />
met zich kunnen brengen.<br />
Het gebruik van de vereiste persoonlijke en collectieve beschermingsmiddelen<br />
maakt daarom integraal deel uit van de veiligheidsprocedures.<br />
G<strong>een</strong> enkel werk mag worden aangevat zonder de formele<br />
werktoelating, die precies weergeeft hoe tewerk moet worden<br />
gegaan, welke veiligheidscontroles tijdens elke fase van de werken<br />
moeten worden uitgevoerd en welke persoonlijke beschermingsmiddelen<br />
moeten worden gedragen. De technici van Elia<br />
waken steeds over de naleving van alle veiligheidsprocedures.<br />
Bij alle werken gelden de vitale zeven.<br />
Al deze maatregelen moeten ervoor zorgen dat de werken<br />
steeds in alle veiligheid kunnen verlopen.
Hoogspanning<br />
en elektrische en<br />
magnetische velden<br />
Elektromagnetisch spectrum<br />
Hoge frequentie<br />
Lage frequentie<br />
N S<br />
Ioniserende<br />
straling s<br />
Ultravioletstraling<br />
Zichtbaar Z licht<br />
Infraroodstraling<br />
Radiofrequentie<br />
en e microgolven<br />
Elektrische en<br />
magnetische<br />
wisselvelden<br />
w<br />
Statische S elektrische en<br />
magnetische<br />
velden v<br />
E L I A E E N W E R E L D V O L E N E R G I E<br />
Elektrische en magnetische velden zijn overal rondom ons aanwezig.<br />
Sommige zijn van natuurlijke oorsprong, andere ontstaan<br />
door de technologieën ontwikkeld door de mens.<br />
Elektrische velden ontstaan wanneer er <strong>een</strong> spanning aanwezig<br />
is; er hoeft daarom nog g<strong>een</strong> stroom aanwezig te zijn. Zij worden<br />
gemeten in V/m. Hoe groter de voedingsspanning van <strong>een</strong> toestel,<br />
hoe sterker het elektrisch veld dat het voortbrengt.<br />
Een magnetisch veld ontstaat wanneer er <strong>een</strong> elektrische lading<br />
aanwezig is, dus wanneer er elektrische stroom vloeit.<br />
De magnetische velden worden gemeten in Tesla (T) of microtesla<br />
(μT).<br />
Hoe hoger de frequentie (het aantal golven per seconde), hoe<br />
korter ook de golfl engte en hoe groter de energie die het veld<br />
genereert.<br />
Het elektromagnetisch spectrum geeft van laag naar hoog de<br />
verschillende elektromagnetische golven en hun frequenties<br />
weer. Het gaat van 0 tot ongeveer 6.10 21 . Naarmate de frequentie<br />
groter wordt en de golfl engte kleiner, zullen ook de eff ecten<br />
van het elektromagnetisch veld veranderen: van g<strong>een</strong> zicht- of<br />
voelbare eff ecten (elektriciteit, radio), over thermische eff ecten<br />
(televisie, microgolven, radar, infrarood licht) tot <strong>een</strong> impact op<br />
de moleculaire verbindingen (ultraviolet licht, ioniserende straling,<br />
kosmische straling...).<br />
Het elektromagnetisch veld van onze elektriciteit op wisselstroom<br />
is met zijn 50 Hz van zeer lage frequentie en heeft <strong>een</strong><br />
zeer lange golfl engte (6000km).<br />
Voor alle elektrische en magnetische velden geldt ook dat ze in<br />
kracht verzwakken naarmate men er verder van verwijderd is.<br />
Zo bedraagt de maximale waarde van het elektrisch veld van<br />
<strong>een</strong> 380 kV-lijn op 1,5 m van de grond zo’n 5 tot 8 kV/m. Deze<br />
waarde daalt snel wanneer de afstand vergroot: op 20 m afstand<br />
is dit elektrisch veld al 10 keer zwakker.<br />
Het magnetisch veld onder dezelfde hoogspanningslijn kan op<br />
1,5 m tot enkele tientallen μT bedragen; aan de grond bedraagt<br />
het doorgaans al niet meer dan 3 μT.<br />
Daar ondergrondse verbindingen <strong>een</strong> isolerend metalen omhulsel<br />
hebben, brengen ze g<strong>een</strong> elektrisch veld voort. Het magnetisch<br />
veld wordt echter niet tegengehouden. In verhouding tot<br />
<strong>een</strong> luchtverbinding, neemt het wel sneller af met de afstand.<br />
De aanbeveling van de Europese Unie en de ICNIRP (International<br />
Commission on Non-Ionising Radiation protection - Internationale<br />
Commissie voor Bescherming tegen Niet-Ioniserende<br />
Straling) geven als aanbeveling voor blootstelling van het publiek<br />
aan elektrische en magnetische velden <strong>vol</strong>gende maximale<br />
waarden :<br />
Magnetische velden : 100 μTesla<br />
Elektrische velden : 5 kV/m<br />
Voor meer informatie, consulteer de Elia-brochure “Elektrische en<br />
magnetische velden en hoogspanning”.<br />
27
Colofon<br />
> Concept, redactie en eindredactie:<br />
Elia, departement Communicatie<br />
> Foto’s: Elia en Stock.xchng<br />
> Infografi e: De Visu Digital Document Design<br />
> Grafi sche vormgeving en drukbegeleiding:<br />
De Visu Digital Document Design<br />
> Verantwoordelijke Uitgever:<br />
Jacques Vandermeiren, Keizerslaan 20, 1000 Brussel<br />
www.elia.be
Elia<br />
Keizerslaan, 20<br />
B-1000 Brussel<br />
Tel: +32 2 546 70 11<br />
Fax: +32 2 546 70 10<br />
Website: www.elia.be<br />
e-mail: info@elia.be