“Middenspanning is een apart gebied”

26.05.2023 Niels van der Horst

“Bij alles wat boven de 1000 volt is, gaat het formeel over hoogspanning maar wij hebben het dan over middenspanning. In de praktijk loopt middenspanning tot 72 kV. Wij maken onder andere (prefab) trafostations voor het distributienet van de netbeheerders maar leveren ook aan installateurs en aannemers en voor eigen netten van bedrijven. Daarbij werken we meestal met spanningsniveaus van 10 of 20kV. Dat is het middenspanningsnet, dat ook naar de distributiestations gaat in alle dorpen en steden, en van waaruit terug wordt getransformeerd naar 420 volt wisselspanning, 3-fasen. Dat betekent dat je tussen fase en nul 230 volt hebt, wat benodigd is voor in huis.”

Alberts & Kluft is al decennia actief in het produceren en leveren van betonnen trafo’s voor met name netbeheerders. Teamleider sales Bouke de Jong van het bedrijf, vervolgt zijn verhaal: “Wat wij voor de distributienetten doen van netbeheerders als Liander en Stedin, is het bouwen, installeren, leveren en plaatsen van deze transformatorstations”.

Ringvormig net
“De netbeheerders leggen die stations - als het even kan - aan in wat we een ringvormig net noemen. Als er namelijk een transformatorstation uitvalt door bijvoorbeeld kortsluiting of brand, kan je via de andere kant de overige stations toch nog voorzien van energie.” Als de trafostations daarentegen in een lijn met elkaar worden verbonden, stopt de stroomvoorziening ook voor de stations na de uitgevallen trafo. “De middenspanningsschakelaar, die ook altijd in een transformatorstation zit, noemen ze ook niet voor niks een ‘ring main unit’, een RMU. “Een trafostation bestaat meestal uit drie compartimenten: een gedeelte met de middenspanningsschakelaar, dan een afgescheiden transformatorruimte en aparte ruimte voor de laagspanningsverdeler voor verdere distributie,” voegt De Jong toe.

Eigen net
“Wat tegenwoordig meer en meer aan de hand is, is dat industriegebieden of wind- of zonneparken hun eigen middenspanningsnet bouwen. Dat eigen net wordt dan gekoppeld aan het net van de lokale netbeheerder door middel van een overdrachtstation, ook wel inkoopstation genoemd. In dit inkoopstation worden de afgenomen en de terug geleverde energie met elkaar verrekend. Wij produceren voor die bedrijven de transformatorstations en/of schakelstations, zowel voor grote als kleine schakelinstallaties,” aldus De Jong. Soms kan er ook direct worden aangesloten op een inkoopstation van de netbeheerder. “We spreken dan van een klant-inkoopstation, wat dan de schakel is tussen het eigen net en het net van de netbeheerder. Hoe meer energie er gebruikt of (terug)geleverd wordt, des te vaker een eigen net wordt aangelegd, zoals bij grote industriële bedrijven, waaronder bijvoorbeeld Tata Steel. Een ander voorbeeld is het Westland, waar de glas- en tuinbouw heel veel energie gebruikt. Daar stonden bij de kassen vroeger al verschillende trafostationnetjes en hadden en hebben ze vaak een eigen net. Dat zie je nu dus steeds meer gebeuren.” In woonwijken gaat het eigenlijk net zo, met dat verschil dat na de middenspanningsschakelaar de netbeheerder nog steeds de eigenaar is van de infrastructuur.

Opslagsystemen en congestie
Zoals bekend is batterijopslag een mogelijke oplossing voor de netcongestie. Alberts & Kluft faciliteert en assisteert ook wanneer een klant een opslagsysteem wil hebben en daar een prefab station voor nodig heeft. “De behuizing voor de batterij zelf maken we overigens niet,” aldus De Jong. Batterijopslag is momenteel weliswaar in opkomst maar hij vermoedt dat het niet dé oplossing voor netcongestie is. “Daarvoor hebben we op bepaalde momenten veel te veel energie nodig. Je zou lokaal en bij mensen thuis wat kunnen doen, bijvoorbeeld dat de elektrische auto naast opladen ook levert, wanneer de vraag toeneemt.” Er is steeds vaker sprake van variabele tarieven voor elektriciteit en daar aan gepaard ook van slim energiegebruik en systemen die daarin voorzien.

Energiemanagement via warme baden
“Interessant is dat er industrieparken zijn die formeel losgekoppeld zijn van het net. Ze hebben wel een koppeling maar hebben met de netbeheerder een contract afgesloten voor een bepaald maximaal af te nemen vermogen. Gaan ze daar overheen, betalen ze daar flink voor,” vertelt De Jong. “Stel, er zijn een paar bedrijven die veel energie gebruiken voor zoiets als baden die ze continu moeten verhitten. Dreigen ze over het afgesproken verbruik heen te gaan, dan zetten ze die energie slurpende verwarmer tijdelijk uit. Aan de andere kant, kan men die baden ook wat warmer maken als ze veel energie beschikbaar hebben. In die zin dient dat bad als energiebuffer, als energieopslag om de pieken op te vangen. Die aansturing gaat dan via een energiemanagementsysteem (EMS).”

Middenspanning en veiligheid
“Bij ons gaat het zo dat een klant een wens heeft, zoals een nieuwe middenspanningsaansluiting met een transformator voor een bepaald vermogen. Onze opgave is dat wij vervolgens gaan ontwerpen, uiteraard moeten zorgen dat het aan de systeemeisen voldoet en dat er een passende levertijd aan wordt gekoppeld.” De Jong en zijn collega’s bij Alberts & Kluft stemmen vervolgens het ontwerp af op de vereisten van de lokale netbeheerder en conform IEC veiligheidsnormen. “Middenspanning is wat anders dan laagspanning. Als je kortsluiting hebt op 220V of 10kV is nogal een verschil. Wij doen daar om die reden allerlei tests voor om die veiligheid zeker te stellen.”

Afleiden van vlamboog
Ten behoeve van de veiligheid zitten in de middenspanningsschakelaar allerlei voorzieningen waardoor deze niet ontploft bij kortsluiting. “Daarnaast moet het gebouwtje de drukgolf kunnen hebben die ontstaat bij kortsluiting. Tijdens een kortsluiting ontstaat er een vlamboog – een soort bliksembol - en die moet worden afgeleid. Transformatorstations hebben een kelder waarin zogeheten ‘absorbers’ zitten, waar bij kortsluiting de vlamboog doorheen wordt geleid en gedoofd zodat mensen in en buiten het station geen verwondingen oplopen.” Elk type station wordt altijd uitgebreid getest, waarbij ook kortsluiting wordt geforceerd zodat te zien valt of de schakelaar en absorbers hun werk doen en aan alle eisen is voldaan.

Gevaar van vonkoverslag
De Jong: “Middenspanning is een apart gebied, waar op scholen nauwelijks aandacht aan wordt besteed. Het is anders omdat je met andere factoren te maken hebt dan bij laagspanning. Bij hoge(re) spanningen worden met het oog op vonkoverslag zaken als de afstand tussen draden, aarding en mensen veel belangrijker.” Als je in contact komt met middenspanning, ben je gegarandeerd dood. Veilig gebruik is daarom prioriteit bij het gebruik van bijvoorbeeld stekers waarmee de middenspanningskabel aan de transformator wordt gekoppeld. Het risico is de voornaamste reden dat middenspanning officieel onder hoogspanning valt. “Een steker bevestigen is een heel precieze handeling, waarbij je moet invetten en goed moet opletten op de diameter en het materiaal van de kabel. Dat is nogal specifiek en je hebt veel verschillende soorten stekers.” Meer aandacht in het technisch onderwijs voor wat er speelt bij middenspanning, zou daarom geen overbodige luxe zijn.