Distributie
Elektriciteitscentrale
Een elektriciteitscentrale is een centrale productielocatie voor de opwekking van elektriciteit. De meeste elektriciteitscentrales wekken energie op door middel van een generator die wisselspanning (typisch 20.000 volt) produceert.
De generator wordt aangedreven door:
- Stoomturbine
- Gasturbine
- Dieselmotor
Generator.
Bij de centrale wordt de generatorspanning omhoog getransformeert naar 110 of 150 kV.
Schematische weergave van een driefase transformator.
De eerste elektriciteitscentrale van Nederland lag in Kinderdijk. Deze werd ontworpen en gebouwd in 1886 door Willem Benjamin Smit, tevens een van de oprichters van Electrisch-Licht-Machinen Fabriek Willem Smit & Co. en voorzag Kinderdijk van elektriciteit.
Hoogspanningsnet
Een hoogspanningsnet is een netwerk van elektrische geleiders onder hoge spanning waarmee elektrische energie wordt getransporteerd vanaf elektriciteitscentrales en tussen distributienetwerken. Het transport verloopt doorgaans bovengronds door middel van geleiders opgehangen aan hoogspanningsmasten, maar op bepaalde plaatsen worden ook ondergrondse kabels gebruikt (bijvoorbeeld door natuurgebieden of stedelijke gebieden) en er bestaan ook zeekabels op of in de zeebodem. Soms maakt de lokale politiek er een speerpunt van bovengrondse hoogspanningsverbindingen zoveel mogelijk uit de gemeente te verwijderen, bijvoorbeeld de gemeente Apeldoorn.
Hoogspanningsmasten.
Doorsnede van een ader. A is staal en B is aluminium.
Bij de koppeling van netwerken bevinden zich verdeelstations, waar de spanning wordt getransformeerd naar een lagere waarde. Doorgaans duidt men met hoogspanningsnet een netwerk aan dat gebruikmaakt van spanningen van ten minste enkele tientallen kilovolt (bijvoorbeeld 50 kilovolt in Nederland, 30 kilovolt in België). De onderliggende netwerken met lagere spanningen noemt men dan het middenspanningsnet.
In onderstations wordt de spanning getransformeerd naar een lagere waarde. Dit gebeurt door transformatoren. De spanning wordt aangegeven in kilovolt (kV).
Het eerste transport van driefasen wisselstroom met hoogspanning vond plaats tijdens de Internationale Elektrotechnische Tentoonstelling van 1891 in Frankfurt am Main. Een 25 kV bovengronds aangelegde hoogspanningslijn van 175 kilometer verbond Lauffen am Neckar met het tentoonstellingsterrein in Frankfurt.
De eerste koppeling tussen twee elektriciteitscentrales in Nederland was tussen Rotterdam en Den Haag. Dit gebeurde door middel van een ondergrondse oliegevulde hoogspanningskabel (oliedrukkabels). Om de oliedruk op peil te houden en te bewaken, bevonden zich op verschillende punten gebouwtjes met meetapparatuur en expansievaten. Langs de A13 staan nog twee van die gebouwtjes, die nu de status van industrieel erfgoed hebben. De olie zorgt, samen met papierwikkelingen om de geleiders, voor de isolatie.
Het hoogspanningsnet in Nederland is opgebouwd uit:
- Het landelijk koppelnet van 380 kV (220 kV in Noord-Oost Nederland): dit netwerk verbindt alle grote elektriciteitscentrales in Nederland met elkaar en met het buitenland.
- Het 150 kV-net (110 kV in Noord-Oost Nederland).
- Het 50 kV-net.
Historisch gezien waren de 110 kV- en 150 kV-netten de hoofdaders van de toen nog provinciale elektriciteitsmaatschappijen. De lagere spanningen werden gebruikt voor regionale distributie of verzorging van gebieden met weinig vraag. Het koppelnet was bedoeld om een betere verdeling te kunnen maken tussen productiecapaciteit en vraag. Met de privatisering en herstructurering van de elektriciteitsmarkt is deze functie nog belangrijker geworden.
Er zijn gebieden in Nederland waar de spanning van 150 kV of 110 kV rechtstreeks wordt omgezet naar 20 kV of 10 kV.
Middenspanningsnet
Hieronder een schema van de koppelingen van trafo's in de diversen netten.
Transformatorschakelingen van HS naar LS.
Transformatorhuisje, (Vries Drenthe).
Het 10 kV-net, ook wel het middenspanningsnet genoemd, wordt doorgaans niet onder het hoogspanningsnet gerekend. Dit 10 kV-net voedt de transformatorhuisjes, waar de spanning wordt getransformeerd naar laagspanning van 230/400 V of 400/690 V (industriespanning)).
Links 10 kV in en rechts 230/400 V uit.
Laagspanningsnet
Vanuit het trafohuisje lopen laagspanningskabels naar de woningen en bedrijven.
Het sterpunt van de secundaire is geaard en hier is de nulleider mee verbonden.
Bij de klant komt de kabel binnen in een overname punt die de hoofdzekeringen en de kWh-meter bevat. →
De klant heeft een eigen aardpunt welke in de installatie gebruikt wordt. We hebben nu een TT-stelsel.
Alles boven de meter is eigendom en verantwoording van de gebruiker.
De meter is eigendom van de netwerkbeheerder en wordt gehuurd door de klant. De hoofdzekeringen zijn ook van de netbeheerder. Beide zijn verzegeld. →
Indien er automaten worden gebruikt i.p.v. zekeringen kunnen die door de klant bedient worden.
Distributiekabels
| TN-C | TN-S |
|---|---|
 |
 |
Kleuren fase- en nuldraad in het distributienet
Van oorsprong worden de kleuren van de fase met rood - geel - blauw aangeduid. Dit wordt nog steeds gedaan tot aan de hoofdzekeringen en meter. De nulleider is geel met blauwe streep.
De geel-blauwe draad is de nulleider.
Na de meter gelden de huidige draadkleuren voor laagspanningsinstallaties. Voor 3 fase zijn dat bruin - zwart - grijs in kabels.
Spanning toleranties
Netspanning is wisselspanning van minder dan 1000 volt die via het elektriciteitsnet aan de kleinverbruikers wordt geleverd. Gewoonlijk wordt met netspanning de spanning bedoeld die thuis op het stopcontact staat, namelijk een spanning van circa 220 tot 240 volt. Dit is een RMS-waarde, ook wel een effectieve waarde genoemd. Het is de spanning die binnen de Europese Unie standaard aan de consument wordt geleverd via het laagspanningsnet, traditioneel aangeduid als het lichtnet. Buiten Europa wordt ook wel wisselspanning geleverd met een andere elektrische spanning en netfrequentie. Ook netstekkers kunnen per land verschillen.
De 230 V fasespanning dient ±10 % (207 V - 253 V) te zijn in 220 V landen en -6 % tot +10 % (216 V - 253 V) in de UK en Ierland.
Nieuwe apparatuur is ontworpen voor een spanningstolerantie van ±10 %.
Bij oude 220 V apparatuur is ±10 % (198 V - 242 V) binnen de normen zolang de spanning niet meer dan 5 % stijgt. Er kan wel een versnelde slijting van bepaalde onderdelen optreden.
Hoofdzekeringen
Hoofdzekeringen beschermen de distributie kabel en beperken de maximale stroom die opgenomen kan worden door de klant.
| Zekering | 1 fase | 3 fasen |
|---|---|---|
| 10 A | 2300 W | |
| 25 A | 5750 W | 17250 W |
| 35 A | 8050 W | 24150 W |
| 50 A | 11500 W | 34500 W |
| 63 A | 14490 W | 43470 W |
| 80 A | 18400 W | 55200 W |
| Aansluitwaarde |
|---|
| 1 × 10 A |
| 1 × 25 A t/m 1 × 80 A / 3 × 25 A |
| 3 × 35 A / 3 × 40 A1 |
| 3 × 50 A |
| 3 × 63 A |
| 3 × 80 A |
- Bij gebruik van automaten i.p.v. zekeringen
Welke aansluiting hebben we nodig?
De 1 × 10 A is voor verdelerkasten voor b.v. glasvezel en cai. Ook een kleine stal zal hier voldoende aan hebben.
Voor een woning wordt standaard 1 × 25 A gebruikt. Dit is voldoen als we een gasaansluiting hebben. Indien nodig kan deze opgewaardeerd worden zolang de voedingskabel dit aan kan.
Nieuwere woningen hebben bij drie fase een 3 × 25 A aansluiting. Genoeg om electrisch te koken. Zeker als er gas beschikbaar is voor verwarming en warmwater. Ook geschikt als we stads- of blokverwarming hebben.
Willen we meer - warmtepomp, EV charger, elektrisch koken - dan kan het nodig zijn om een 3 × 35 A aan te vragen. Deze aansluiting is wel 2,5 × duurder dan de 3 × 25 A aansluiting dus blijf op het gas aangesloten. Als er automaten gebruikt worden als hoofdzekering dan kunnen voor dezelfde vastrecht kosten 40 A types geplaatst worden.
Zwaarderer aansluitingen ≥ 3 × 50 A zijn bedoeld voor bedrijven, wonen en werken e.d.
Als u een nieuwe kabel moet laten aanleggen naar uw aansluiting laat deze dan geschikt zijn voor 3 × 50 A. Het verschil in kosten met lichter kabels is niet zo groot. Later een nieuwe zwaardere leggen zal zeker duurder zijn. U bent niet verplicht dan ook 3 × 50 A af te nemen. U heeft dan ook een ruime veligheids marge indien we veel stroom nodig hebben. Hoe dikker de ader des te lager de weerstand en dus spanningsverlies.
kWh meter
De kWh meter meet het opgenomen vermogen en registreert dat tegen de tijd.
Om het vermogen te meten wordt de spanning tussen de L en N gemeten en de stroom door L. De N is een doorverbinding. Bij 3 fase worden alle drie de fasen apart gemeten en opgeteld.
Ferraristeller met twee telwerken.
Vanaf de kWh meter mag alleen nog met koperen bekabeling gewerkt worden.
De kWh-meter wordt als 1- of 3-fase versie geplaatst.
Analoge meters
Oude kWh meters werkten mechanisch. Een speciale motor drijft een telwerk aan dat het verbruikte energie in kWh registreerd.
Deze meters werden geleverd met een of twee telwerken.
Het omschakelen tussen laag en hoogtarief werd met een schakelklok of signalen gedaan.
Digitale kWh meters
Bij digitale kWh meters is het telwerk door een electronische systeem vervangen.
Digitale meters worden altijd met vier telwerken geleverd. Twee voor gebruik en twee voor teruglevering.
Goede digitale meters hebben ook een verbruiks uitlezing.
Smartmeters
Bij smartmeters is het mogelijk om deze op afstand uit te lezen. Hierbij zijn wel bedenkingen met betrekking to privacy.
Hebben we ook een gasmeter dan kan de kWh-meter ook de gasstanden doorgeven.
Smartmeters communiceren via GSM. Dit was tot 1-12-2027 (KPN) met 2G/GPRS en daarna met 4G/5G.
Smartmeters hebben een P1-poort welke gebruikt kan worden om stroom en gas verbruik real-time weer te geven.
EAN-code
Elke elektriciteitsaansluiting in Nederland en België heeft een 18-cijferige EAN-code (European Article Number). In het aansluitregister wordt onder andere bijgehouden wie de huidige energieleverancier is. De EAN-code van de elektriciteitsaansluiting staat op de energierekening (jaarafrekening). Voor Nederland valt deze op te zoeken op de website van EDSN. Er zouden per 2005 7.512.932 kleinverbruiker-elektriciteitsmeters in Nederland zijn.