Onderstation

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken

Een onderstation is een elektrische installatie in het hoogspanningsnet. Het maakt een verbinding tussen twee of meerdere hoogspanningsnetten of vormt een aansluitingspunt op het hoogspanningsnet. Naargelang de functie van het onderstation spreekt men van:

  • Een tractieonderstation; voedt de bovenleidingen van de railinfrastructuur.
  • Een distributieonderstation; levert de elektrische energie aan een groep verbruikers en/of transformeert de energie naar een lager spanningsniveau ter voeding van een onderliggend netwerk van een lager spanningsniveau.
  • Een generatoronderstation; voedt elektrische energie in het hoogspanningsnet.
  • Een interconnectieonderstation; maakt verbinding tussen twee hoogspanningsnetten van verschillende landen.

Al naargelang het gebruikte isolatiemateriaal spreekt men ook van:

  • Een open-lucht of AIS-onderstation (Air Insulated Switchgear) waar alles buiten opgesteld staat.
  • Een SF6 of GIS-onderstation (Gas Insulated Switchgear) of HIS-installatie (Hybride Insulated Switchgear) waar alle (de meeste) aansluitingen onder SF6 gemaakt worden. Deze onderstations zijn zeer compact en kunnen eenvoudig in een gebouw ondergebracht worden.
  • Een mobiel onderstation dat, bestaat uit een vrachtwagentrailer met daarop een vermogentransformator, schakelapparatuur en een controleruimte.

Meestal bestaat een tractieonderstation uit[bewerken]

400kV Onderstation voor de Franse hogesnelheidstrein

Een onderstation kan verschillende functies hebben[bewerken]

Onderstation te Wijhe
Bovenaanzicht van de Generator transformator 375MVA 22/150kV van de centrale van Ruien

Voeding van het spoorwegnet[bewerken]

Hier wordt de elektrische stroom van het middenspanningsnet (10.000 volt wisselspanning) getransformeerd naar een lagere spanning. Dit kan bijvoorbeeld 600 (tram, trolleybus), 750 (metro, modern tram/trolleynet), 900 (Brusselse metro), 1800 (Nederlandse trein) of 3300 volt (Belgische trein) zijn. Daarna wordt de wisselspanning gelijkgericht en aan de bovenleiding of derde rail doorgegeven. Tractieonderstations voor treinen op 25 kV wisselspanning (50 Hz) maken gebruik van hoogspanning van het hoogspanningsnet. Uiteraard wordt de stroom in dit geval niet gelijkgericht. Hiervoor maken ze gebruik van een speciale spoorwegtransformator.

Optransformeren aan de centrale[bewerken]

Dat is nodig om de generator met een spanning van ca. 20kV te kunnen verbinden met het hoogspanningsnet (110 à 400kV) voor de verdeling van de geleverde energie. Een dergelijke transformator wordt ook wel opspantransformator of met de Engelse benaming Generator Step Up (GSU) transformator genoemd. Een GSU transformator is een zeer kritische transformator omdat er geen back-up voor bestaat in het net; indien de transformator eruit ligt zal ook de generator buiten dienst zijn. De laagspanningsdoorvoeringen hebben typisch een spanning van rond de 20kV maar voeren een zeer hoge stroom. Wegens het enorme kortsluitvermogen zijn de generator en de GSU transformator vaak vast aan elkaar verbonden zonder vermogensschakelaar en wordt de volledige laagspanningsverbinding in geïsoleerde buizen ondergebracht; de isolated phase busducts.

Omlaag transformeren voor distributie[bewerken]

Dit zijn veruit de meest voorkomende onderstations. Ook hier zijn gradaties te vinden naargelang hun spanningsniveau. Er zijn landelijke onderstations voor distributie met een binnenkomende spanning van 400kV die naar 220kV transformeren voor regionale distributie. Er zijn onderstations op 110kV of 70kV om te transformeren naar 15 à 10kV voor stedelijke distributie.

Koppelen van verschillende netten[bewerken]

Netten worden met elkaar verbonden voor redundantie en om de stabiliteit van het net te vergroten. Zo zal bij het uitvallen van één hoogspanningspost de energie via een andere weg op z'n bestemming moeten geraken. Dat kan alleen als er verbindingen zijn op andere punten. Meestal is het hoogspanningsnet dan ook een ringnet en geen sternet met bijkomende koppelingen met andere netten. Op ogenblikken dat er iets fout gaat in het hoogspanningsnet is de topologie van het net zeer belangrijk. Door privatisering en besparingen zien we dat de redundantie echter steeds meer afgebouwd wordt en bij problemen een volledige regio zonder elektriciteit zit.[bron?] Om netten met elkaar te koppelen worden zeer vaak autotransformatoren (of spaartransformatoren) gebruikt. Ze hebben geen galvanische scheiding tussen hoog- en laagspanning maar hebben minder kernmateriaal nodig en zijn dus compacter en goedkoper. Om netten van verschillende landen met elkaar te koppelen worden ook meer en meer dwarsregeltransformatoren of phase-shifters gebruikt

Voorbeelden[bewerken]

Een 225kV onderstation nabij Perpignan voedt de bovenleiding van de TGV Perpignan-Figueras op 27,4kV

Zie ook[bewerken]