Beheersing Netcode elektriciteit

De Europese norm NEN-EN 50160 blijft de basis

De spanning op een aansluitpunt van het elektriciteitsnetwerk moet voldoen aan een bepaalde kwaliteit, de zogenaamde spanningskwaliteit. Om de spanningskwaliteit effectief te monitoren, voeren netbeheerders binnen het project Spanningskwaliteit metingen uit in de elektriciteitsnetten in Nederland. Movares, een onafhankelijke partij, analyseert de metingen en stelt jaarlijks een rapport op dat door Netbeheer Nederland wordt uitgegeven. Uit het laatste rapport blijkt dat de spanningskwaliteit in de Nederlandse elektriciteitsnetten nog altijd van een hoog niveau is. De vraag is echter voor hoe lang.

Er zijn vele landen waar je niet kunt rekenen op een netspanning die stabiel is, vrij is van ellende en 24 uur per dag beschikbaar is. Wat dat betreft leven we hier in Europa in een Luilekkerland. Zeker in Nederland is de kwaliteit van onze elektriciteitsvoorziening heel erg hoog. De jaarlijkse rapporten die uitgebracht worden door Netbeheer Nederland tonen dat telkens maar weer aan. Toch is het eigenlijk een klein wonder dat we nog altijd zulke goede cijfers behalen, want er is de afgelopen jaren het nodige veranderd. Met z’n allen zijn we veel meer elektrische energie gaan gebruiken en tegelijkertijd zijn we ook op veel meer plekken energie aan het opwekken gegaan. Daar komt bij dat de gebruikers die we op het net aan het aansluiten zijn, de laatste jaren aanzienlijk anders het net belasten dan de ohmse belastingen van vroeger. De netkwaliteit staat dus meer en meer onder druk. Zeker op plekken waar de infrastructuur al aardig ‘bejaard’ is, wordt het voor de netbeheerder lastig om te kunnen voldoen aan de hoge norm die we gewend zijn. Nu al is het op heel veel plekken in Nederland lastig om energie van zonnepanelen aan het net te leveren. Te veel vergelijkbare installaties en te weinig energieverbruik in de omgeving laten de spanning dusdanig ver oplopen dat de omvormers van de zonnepanelen er mee stoppen. Op die plekken is het dan lastig om de netspanning aan de norm te laten voldoen en tegelijkertijd de eigenaren van de zonnepanelen niet teleur te stellen.
Dit is zoals de situatie vandaag de dag is, maar hoe gaat dat over een paar jaar als we nog meer elektrische energie gebruiken voor o.a. verwarming en onze auto’s, en tegelijkertijd ook nog meer decentraal gaan opwekken. Wat dat betreft moet er heel veel aangepakt worden om de norm hoog te houden.

Hoe is het nu
Op de aansluiting in de meterkast (het zogenaamde aansluitpunt) moet de spanning voldoen aan de Europese norm NEN-EN 50160. Daarnaast gelden in Nederland diverse aanvullende eisen die door het ministerie van Economische Zaken in de Netcode Elektriciteit zijn vastgelegd. De toezichthouder Autoriteit Consument & Markt (ACM) bewaakt naleving van deze eisen.
De Netcode bevat de voorwaarden met betrekking tot de wijze waarop netbeheerders en afnemers zich gedragen ten aanzien van het in werking hebben van de elektriciteitsnetten, het voorzien van een aansluiting op het net en het uitvoeren van het transport van elektriciteit over het net. Het gaat hier om een besluit van de Autoriteit Consument en Markt van 21 april 2016, kenmerk ACM/DE/2016/202151, houdende de vaststelling van de voorwaarden als bedoeld in artikel 31 van de Elektriciteitswet 1998 (Netcode elektriciteit).
Binnen het project “Spanningskwaliteit in Nederland” bewaken de netbeheerders de netkwaliteit waarbij ze vooral kijken naar de volgende verschijnselen:

• Langzame spanningsvariatie: Voor het laagspanningsnet is bepaald dat de spanning op een aansluitpunt tussen 207 en 253 volt moet liggen. Spanningsvariatie wordt bijvoorbeeld veroorzaakt door duurzame en decentrale energieopwekking zoals zonnepanelen.
• Snelle spanningsvariatie: Ook wel flicker genaamd – komt door het veelvuldig in- en uitschakelen van zware belastingen.
• Spanningsasymmetrie: Fasespanningen niet aan elkaar gelijk door een verkeerde verdeling van belastingen of opwekkers. Een illegale aansluiting van wiettelers kan voor onbalans zorgen.
• Harmonische vervorming: Bijvoorbeeld afkomstig van vermogensregelingen, voedingen, LED-lampen, etc. Kan leiden tot extra energieverliezen, overbelasting of uitval van apparatuur.
• Spanningsdips: Dit zijn kortdurende verlagingen van de spanning op het aansluitpunt. Spanningsdips worden gekenmerkt door hun diepte en tijdsduur. De oorzaak is vaak een kortsluiting, bijvoorbeeld als gevolg van een kapot getrokken kabel. Ook het in- en uitschakelen van grote belastingen, denk aan een hele grote motor in een fabriek, kan leiden tot spanningsdips.

De werkelijkheid
Uiteraard is het leuk om te weten dat we in Europa een behoorlijk stabiele netvoorziening hebben, maar dat wil nog niets zeggen over uw eigen situatie. Voldoet de spanning op uw aansluitpunt aan de Netcode Elektriciteit? Wie bijvoorbeeld als ‘buurman’ een bedrijf heeft met zware lasapparatuur, heeft misschien een netspanning die toch niet op alle punten aan de norm voldoet. Door te meten kun je er achter komen wat de werkelijke situatie is. Daarbij is het natuurlijk wel van belang dat je weet wat je meet, want de netbeheerder de schuld geven van allerlei afwijkingen is natuurlijk snel gedaan, maar het wordt een beetje slordig als de netvervuiling niet van buiten komt, maar vanuit de eigen installatie. In dat geval moet eerst de eigen situatie aangepakt worden, want de netbeheerder stelt ook eisen aan de gebruiker. Eisen die overigens alleen maar zwaarder worden, want de netbeheerder zit niet te wachten op gebruikers die het toch al moeizaam op peil gehouden energienetwerk vervuilen.

Analyzers
Voor het bepalen van de kwaliteit van de netspanning worden natuurlijk power-quality-analyzers gebruikt. Hiervan worden er vele aangeboden. Fluke is bijvoorbeeld een aanbieder die verschillende instrumenten in hun leveringsprogramma hebben. Met name in de afdeling draagbare instrumenten zijn zij zeer goed vertegenwoordigd (afbeelding 1). Met regelmaat brengen zij ook nieuwe instrumenten uit die weer aangepast zijn aan nieuwe normen of vragen uit de markt. Binnenkort komen zij met een geheel nieuwe analyzer waarover nu nog niets bekend is. Waarschijnlijk zult u echter in de komende e-totaal bij het productnieuws meer over deze meter kunnen lezen. Draagbare instrumenten zijn natuurlijk bedoeld voor een installateur of een bedrijf die inspecties uitvoert. Er zijn echter ook instrumenten die bedoeld zijn om vast opgesteld te worden. Deze worden gebruikt door de netbeheerders om de genoemde metingen te kunnen verrichten voor de rapportage, maar ook zijn ze interessant voor bedrijven die hun eigen gebruik van de netspanning willen monitoren om zo de kosten van een slechte netkwaliteit te verlagen of om te voorkomen dat ze door de netbeheerder op de vingers getikt worden. Over de kosten van een slechte netspanningskwaliteit heeft Fluke een lezenswaardig document gemaakt. Een link hiernaartoe is op onze site te vinden.
Vandentempel is één van de bedrijven die zowel voor mobiele als voor vaste opstellingen diverse meetinstrumenten kan leveren. Voor een vaste opstelling is dat bijvoorbeeld de UP-2210 van het merk Unipower (afbeelding 2). Dit is een Power Quality Analyzer, klasse A volgens IEC 61000-4-30 Editie 3, en een Digital Fault Recorder (DFR). Het instrument is uitgevoerd voor stationaire meetopstelling en uitermate geschikt voor langdurige power quality monitoring. De UP-2210 kan worden voorzien van communicatie-interfaces als ethernet, waarmee een compleet netwerk van power-quality-analyzers opgezet kan worden zodat bijvoorbeeld een heel midden- of hoogspanningsnet kan worden gemonitord. Uiteraard wordt er hierbij rekening gehouden met normen als de EN50160 en Netcode.
De UP-2210 maakt gebruik van het PQ Secure software pakket waarmee de meetresultaten automatisch in een database worden opgeslagen. Daarnaast kunnen de resultaten in overzichtelijke rapporten verwerkt worden (afbeelding 3).

Tot besluit
De komende jaren rusten er op de netbeheerders vele taken om er voor te zorgen dat ons elektriciteitsnetwerk betrouwbaar blijft. Meten van de netkwaliteit is daarbij een belangrijk hulpmiddel om te zien waar eventuele problemen zich voordoen. Power-quality-analyzers zijn voor hen dan ook van levensbelang, maar zoals we al aangaven, zijn deze instrumenten voor menige gebruiker ook interessant. Alleen al om de kosten te bewaken die gepaard gaan met netvervuiling.