.JPG)
Eenhoogspanningsnet ofkoppelnet is een netwerk van elektriciteitslijnen waarmeeelektriciteit onderhoge spanning wordt getransporteerd. Het transport verloopt doorgaans bovengronds door middel vangeleiders opgehangen aanhoogspanningsmasten, maar op bepaalde plaatsen worden ook ondergrondse kabels gebruikt, bijvoorbeeld door natuurgebieden of stedelijke gebieden. Er bestaan ookonderzeekabels op of in de zeebodem.
Het hoogspanningsnet wordt ook koppelnet of hoogspanningskoppelnet genoemd, omdat het elektriciteitscentrales met elkaar verbindt en bijvoorbeeld het Nederlandse net koppelt aan overeenkomstige netten in buurlanden. De elektriciteitslijnen van het hoogspanningsnet lopen van eenelektriciteitscentrale naar een verdeelstation en daarna naar een distributienetwerk.[1] Waar netwerken aan elkaar worden gekoppeld bevinden zich deonderstations, waar despanning naar een lagere waarde wordtgetransformeerd. Dit gebeurt doortransformatoren. De spanning in het hoogspanningsnet wordt inkilovolt (kV) aangegeven.
Doorgaans duidt men met hoogspanningsnet een netwerk aan dat gebruik maakt van spanningen van ten minste enkele tientallen kilovolt, 110-380 kilovolt in Nederland en 70-380 kilovolt in België. De onderliggende netwerken met lagere spanningen vanaf 1000 volt, van 1 kV noemt men dan het middenspanningsnet. Er is onder 1000 volt sprake van het laagspanningsnet oflichtnet.
Het eerste transport vandriefasen wisselstroom met hoogspanning vond plaats tijdens deInternationale Elektrotechnische Tentoonstelling van 1891 inFrankfurt am Main. Een 25 kV bovengronds aangelegde hoogspanningslijn van 175 kilometer verbondLauffen am Neckar met het tentoonstellingsterrein in Frankfurt.
Het voordeel van energietransport onderhoogspanning is een hogere transportcapaciteit en een lager transportverlies. Bij transport van hetzelfdevermogen is bij een 10 keer zo hogespanning destroomsterkte een tiende, waardoor degeleiders dunner kunnen zijn of waardoor bij gelijke dikte van de geleider de verliezen in het net een honderdste zijn. De verliezen in een geleider als gevolg van de opwekking van warmte zijn namelijk afhankelijk van deweerstand van de geleider en de stroomsterkte. De weerstand van een kabel is vervolgens weer afhankelijk van zijn lengte, zijn diameter en uiteraard van het materiaal. Om dezelfde hoeveelheid energie per tijdseenheid te transporteren kan men de stroomsterkte laten afnemen door de spanning omhoog te brengen. Het vermogen is het product van de spanning en de stroomsterkte.
Als er stroom door een geleider loopt, wordt er warmte gegenereerd en ontstaat er een potentiaalverschil: de spanning ten opzichte van aarde aan het begin van de geleider is hoger dan die aan het einde. Volgens dewet van Joule is de hoeveelheid getransporteerde energie afhankelijk van de stroomsterkte, de weerstand van de geleider en de tijd:
Het energieverlies hangt van de stroom door de geleider af en niet van de spanning die er op staat. De invloed van de stroomsterkte blijkt uit bovenstaande formule, dus is het van belang deze waarde zo laag mogelijk te houden.
Omdat wisselstroom de eigenschap heeft dat de spanning eenvoudig is om te zetten ofwel te transformeren, is er na de uitvinding van de elektriciteit snel gekozen voor netwerken op basis vanwisselspanning, om transport tussen deelektriciteitscentrale en de eindgebruiker zo efficiënt mogelijk te maken. Voor transmissie van grote vermogens over lange afstanden is na de opkomst vanvermogenselektronica gelijkstroom, dushoogspanningsgelijkstroom weer belangrijk geworden. Doordat bij gelijkstroom hetskineffect niet optreedt, is er minder transportverlies. Hoogspanningsgelijkstroom wordt meestal afgekort tot HVDC.
Hoogspanningsnetten in Nederland en België verschillen van elkaar. Nederland en België maken deel uit van het internationale netEntso-e.
De eerste koppeling tussen twee elektriciteitscentrales inNederland was tussenRotterdam enDen Haag. Dit gebeurde door middel van een ondergrondse oliegevulde hoogspanningskabel, door oliedrukkabels. Om de oliedruk op peil te houden en te bewaken, bevonden zich op verschillende punten gebouwtjes metmeetapparatuur enexpansievaten. Langs deA13 staan nog twee van die gebouwtjes, die de status vanindustrieel erfgoed hebben. De olie zorgt, samen met papierwikkelingen om de geleiders, voor de isolatie.
Het hoogspanningsnet in Nederland is opgebouwd uit:
Historisch gezien waren de 110kV- en 150kV-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 deelektriciteitsmarkt is deze functie nog belangrijker geworden. Er zijn gebieden in Nederland waar de spanning van 150 kV of 110 kV rechtstreeks naar 20 kV of 10 kV wordt omgezet.
Het koppelnet is vrijwel geheel bovengronds. InZuid-Holland wordt als experiment 20 km ondergrondse hoogspanningskabel van 380 kV aangelegd. Volgens onderzoekers van deTU Delft is het mogelijk die lengte aan leidingen ondergronds te brengen zonder de leveringszekerheid in gevaar te brengen.[bron?] De 150kV- en 110kV-netten bestaan uit zowel bovengrondse lijnen als ondergrondse kabels.
Het 50.000 volt-net, ook wel het tussenspanningsnet genoemd ligt tussen het hoogspanningsnet en het middenspanningsnet in. Het vervult gedeeltelijk de rol van regionaal transport van elektriciteit en dient gedeeltelijk voor regionale distributie. Het maakte in het verleden deel van het bovengrondse hoogspanningsnet uit, maar is geheel in beheer bij deregionale netbeheerders. Het ligt vrijwel geheel ondergronds, hoewel er met name in deGelderse Vallei, in de zuidelijke delen vanZuid-Holland en inZeeland nog enkele verbindingen bovengronds zijn. Bijna alle bovengrondse 50kV-lijnen zijn van vóór 1960, maar de meeste zijn inmiddels door ondergrondse kabelverbindingen vervangen.[3]
Het 10kV-net, ook wel het middenspanningsnet genoemd, wordt doorgaans niet onder het hoogspanningsnet gerekend. Dit 10kV-net voedt de transformatorhuisjes, waar de spanning wordt getransformeerd naar laagspanning. Dat kan hetlichtnet van 230 volt zijn, 400 voltkrachtstroom of 690 volt industriespanning.
Het hoogspanningsnet inBelgië is opgebouwd uit:
Het Belgische hoogspanningsnet omvat 8276 km, daarvan is 5674 km bovengronds of zijn luchtlijnen en er ligt 2602 km aan ondergrondse kabels. Er zijn meer dan 800hoogspanningsposten.[bron?]
Langs de 380kV-lijnen verlopen de internationale transits en zijn dekerncentrales vanDoel enTihange en despaarbekkencentrale van Coo aangesloten. Het Belgische hoogspanningsnet is inMonceau-sur-Sambre door middel van eendwarsregeltransformator van 400 MVA aan het Franse hoogspanningsnet en dekerncentrale van Chooz gekoppeld. Er zijn ook vanuitAvelgem twee andere lijnen met aansluiting op het Franse net inAvelin enMastaing in gebruik. Het Belgische hoogspanningsnet is tussenZandvliet enRilland over een dwarsregeltransformator met het Nederlandse net gekoppeld. Een tweede, dubbele connectie ligt tussen Elia Van Eyck op de grens vanMaaseik enKinrooi en het NederlandseMaasbracht. Met de kabel van deNemo Link is het Belgische hoogspanningsnet van ELIA teZeebrugge via een lijn voorhoogspanningsgelijkstroom met het Britse hoogspanningsnet van deNational Grid teRichborough verbonden. Het ELIA project ALEGrO, vanAachen Liège Electric Grid Overlay, is op 9 november 2020 ingehuldigd, waarbij het Belgisch hoogspanningsnet teLixhe bijLuik over een 400kilovolt HVDC hoogspanningslijn met het Duitse hoogspanningsnet teOberzier bijAken is verbonden.[4] Het binnenlandse 380-kV net omvat 1.452 km hoogspanningslijnen.
De verbindingen van 220 en 150 kV transporteren de elektriciteit naar belangrijke verbruikscentra en waarborgen het binnenlandse verkeer. De Belgischewindmolenparken in de Noordzee zijn ook met 220kV-lijnen gekoppeld. Een uitzondering in de internationale transits is teAubange bij hetdrielandenpunt België–Frankrijk–Luxemburg een koppeling met 220kV-lijnen zowel metSanem als met Belval bijEsch-sur-Alzette in hetLuxemburg als metMont-Saint-Martin in Frankrijk. Het binnenlandse 220kV-net omvat 373 km hoogspanningslijnen.
De verdere verdeling naar de aansluitpunten van de netten van de distributiemaatschappijen verloopt grotendeels via verbindingen van 70 en 36 kV. Grote industriële verbruikers zijn rechtstreeks op het hoogspanningsnet aangesloten.[5]