Wat is de Rol van een Schakelstation in Elektrische Energiesystemen?

Een schakelstation speelt een cruciale rol in het elektriciteitsnet. De continuïteit van de elektriciteitsvoorziening hangt af van de succesvolle werking van het schakelstation. Een schakelstation is een centrale locatie waar elektriciteit wordt aangeleverd vanaf de centrale en via een netwerk van transmissie- en distributielijnen wordt verdeeld. Daarom is zorgvuldig ontwerp en constructie essentieel.

Bij de inrichting van een schakelstation moeten de volgende punten in acht worden genomen:

1. Het moet op een geschikte locatie worden geplaatst, zo veel mogelijk in het zwaartepunt van de last.
2. Het moet een veilige en betrouwbare voorziening garanderen aan verbruikers. Ook voor betrouwbaarheid moet het naar behoren worden ontworpen en gebouwd.
3. Het moet eenvoudig te bedienen en te onderhouden zijn.
4. Het moet tegen economische kosten worden gerealiseerd.

Classificatie van Schakelstations

Er zijn verschillende manieren om schakelstations te classificeren. Hier bespreken we twee hoofdcategorieën.

• Functionele eisen

Transformatorschakelstations: Deze stations veranderen het spanningsniveau van de binnenkomende spanning en leveren het op een ander spanningsniveau aan de verbruikers.

• Schakelstations (alleen schakelen): Deze veranderen het spanningsniveau niet; ze voeren alleen schakeloperaties uit op de energielijnen.
• Vermogensfactorcorrectie-schakelstations: Deze verbeteren de vermogensfactor van het systeem, meestal met synchroon condensers.
• Frequentieomvormers: Deze veranderen de netfrequentie, nodig voor specifieke industriële toepassingen.
• Omvormerstations: Deze zetten wisselstroom om in gelijkstroom met gelijkrichters.
• Industriële schakelstations: Deze voorzien individuele industrieën van elektriciteit.

Constructieve Kenmerken

Volgens constructieve kenmerken hebben schakelstations veel componenten zoals stroomonderbrekers, schakelaars, zekeringen, meetinstrumenten, die naar behoren gerangschikt moeten zijn voor betrouwbare dienst. Constructief worden ze ingedeeld als:

• Binnenschakelstations: Geïnstalleerd voor 11 kV uit economische overwegingen. Gebouwd onder afdakken; bij vervuilde atmosfeer kunnen ze tot 66 kV worden opgevoerd.
• Buitenschakelstations: Bij spanningsniveaus boven 66 kV wordt de apparatuur buitenshuis geplaatst vanwege de hoge spanning. Apparatuur en geleiders vereisen vrije ruimte.
• Ondergrondse schakelstations: In dichtbevolkte gebieden waar geen vrije ruimte beschikbaar is, worden stations ondergronds gebouwd.
• Paalgemonteerde schakelstations: Buitenshuis op een 4-paalconstructie gemonteerd. De goedkoopste vorm voor spanningen tot 11 kV (soms 33 kV).

Transformatorschakelstation

De meeste energienetten gaan over spanningsverandering, wat bekend is als transformatorschakelstation omdat de transformator de hoofcomponent is. Transformatorschakelstations kunnen worden ingedeeld in:

1. a) Opwaarts-schakelstation b) Primair schakelstation
2. c) Secundair schakelstation d) Distributieschakelstation

In het onderstaande diagram een typisch elektriciteitsvoorzieningssysteem met de positie van de bovenstaande typen schakelstations.

• Opwaarts-schakelstation: Verhoogt de generatorspanning (11 kV) naar hoge spanning (220 kV) voor economische overdracht. Gelegen in centrales.
• Primair schakelstation: De 220 kV wordt via 3-fasen 3-draden overhead-systeem van het opwaartsstation naar het lastcentrum getransporteerd. Het primaire netschakelstation verlaagt de spanning naar 66 kV voor secundaire transmissie.
• Secundair schakelstation: De 66 kV van het primaire station wordt via 3-fasen 3-draden systeem naar diverse secundaire stations getransporteerd. Hier wordt de spanning verlaagd naar 11 kV, waarvoor transmissielijnen langs de wegen lopen.
• Distributieschakelstation: Ontvangt 11 kV van secundaire stations, gelegen nabij verbruikers. Hier wordt de spanning teruggebracht naar 400 V, 3-fasen 3-draden voor verbruikers. De spanning tussen twee fasen is 400 V, tussen één fase en nul 220 V.