Frits Besseling en Martin Binnendijk

1. SPREKER:
Sessie 1: Network Components
Piet Soepboer
Piet Oosterlee
Frits Besseling
Martin Binnendijk

2. Session 1: Network Components
Totaal 136 papers
Blocks:
1. Asset Management and Condition Assessment of Cables
2. Asset Management and Condition Assessment of Substations, Switchgear and Transformers
3. Innovation in Network Components – Cables
4. Innovation in Network Components – Substations, Switchgear and Transformers

3. Session 1: Network Components
8 Nederlandse papers:
88
Compact green MV GIS with atmospheric air: Innovation built on decades of
heritage Martin Binnendijk, Gerard Schoonenberg, Frits Besseling Eaton
117 Upgrading internal arc resistance of existing substations
Maarten Berende, Hannes Van Lijsebeth, Corné Van Loon, Marco
Grooten Enexis Netbeheer
209
A scalable approach towards real-time cable ratings for underground medium
voltage cables. Sander Rieken, Tim Weelinck, Daan van der Gun, Tongyou Gu Alliander
365
Feasibility of implementing MV/LV Solid state transformers in the Dutch electricity
grids – from economic perspective Sharmistha Bhattacharyya, Maarten Berende Enexis
425
Practical verification of medium voltage switchgear thermal loadability based on
the IEC62271 thermal model Jur Erbrink, Robert Vosse, Matthijs Mosselaar, Theo van Rijn Qirion
427
Practical verification of power transformer thermal loadability based on the
IEC60076-7 thermal model for top oil and hot spot temperature
Jur Erbrink, Rory Leich, René van Etten, Roland Torensma, Robin de
Jong, Kees Heida Qirion
476 The impact of IEC60076-3 on solid-state transformer design
Bram van Dam, Korneel Wijnands, Dongsheng Yang, Vladimir Cuk,
Erik de Jong, Guus Pemen
Eindhoven University of
Technology
1056
Short circuit Ring for enhanced safety and lower risk in underground LV networks
with Bi-directional power supplies. Joost van der Poel Batenburg Energietechniek

4. SPREKER:
Piet Soepboer
Kabels en Garnituren

5. Kabels en Garnituren: Asset management, Conditiebepaling en Innovatie
• Totaal 26 papers uit 11 landen.
• De meeste vanuit Duitsland en Engeland (totaal 11), 2 papers vanuit Nederland.
• De papers omvatten globaal de volgende onderwerpen:
- Betrouwbaarheid van garnituren.
- Kabeldiagnostiek.
- Health Index en Machine Learning.
- Offshore / Subsea.
- Belastbaarheid.
- Innovaties.
• Enkele interessante papers zullen nader worden toegelicht …

6. 250: Impact of energy intermittence on cables and their accessories reliability.
• In navolging van Nederland heeft EDF onderzoek verricht naar het effect van sterk
cyclische belastingen op kabels en moffen gedaan.
• Zij concluderen dat temperatuurschommelingen t.g.v. windenergie (i.t.t. temperatuur-
schommelingen t.g.v. zonne-energie) niet verwaarloosd kunnen worden.
• Vooral de contactweerstand van de verbindingsklem in moffen ontspoort in een
“thermal runaway” en mantelkrimp verslechtert de waterdichtheid van moffen.
• Deze effecten zijn minder erg bij getwiste éénfase kabels dan bij ‘recht-toe-recht-aan’
geïnstalleerde éénfase kabels.

7. 500: Medium voltage cable screen connection behaviour.
• Er bestaat nog geen norm voor de specifieke aardschermverbindingen in moffen.
• Deze paper beschrijft een onderzoek naar de kwaliteit van aardschermverbindingen in
moffen waarbij de contactdruk tussen schermdraden en gaaskous wordt gerealiseerd
door een rolbandveer, een slangklem of een koudkrimpkous.
• Alleen de verbinding middels een rolbandveer, zonder onderliggende kopertape, voldeed
niet aan de aanbevolen eis dat de weerstand na de thermische cycli de factor 2 t.o.v. de
beginweerstand niet mag overschrijden.

8. 837: Foresight - LV network visibility and fault recognition.
• Velen zijn wel bekend met vormen van diagnostieken voor MS-kabels. Deze paper betreft
de toepassing van een “slimme automatische zekering” als diagnostiek in LS-netten.
• Defecten in LS-kabels leiden tot detecteerbare
verschijnselen voordat de beveiliging in werking
treedt. Deze verschijnselen kunnen worden
gebruikt om een potentiële storing in een
LS-kabel vroegtijdig te signaleren en om de
bron van deze ‘pre-fault’ verschijnselen te
lokaliseren.
• T.b.v. datacommunicatie is het apparaat
uitgerust met een 4G-modem.

9. 113: Self-healing dielectric fluid for fluid filled circuits.
• De ontwikkeling van een zelfherstellende vloeistof biedt een alternatieve oplossing bij
lekkende oliekabels. De zelfherstellende vloeistof heeft dezelfde functie als een
diëlectrische vloeistof. Wanneer een lek ontstaat zal de zelfherstellende vloeistof echter
terplekke geleren, waardoor de lekkage wordt verminderd of stopt. Hiermee wordt de
milieuschade beperkt.
356: Self-repair, water blocking materials for sub-sea power cables.
• Hetzelfde bedrijf heeft een zelf-herstellend thermoplastisch
elastomeer ontwikkeld voor gebruik als waterbarriëre in
subsea kabels. Dit materiaal herstelt mantelschade door
uitzetting zodra het wordt blootstelling aan water.

10. 1056: Short circuit ring for improved personal safety in underground LV networks.
• Nederlandse paper van Batenburg Energietechniek B.V.
• Door de toename van decentrale opwekking zoals zonnepanelen, is veiligheid steeds
belangrijker geworden voor laagspanningsmonteurs.
• Deze tijdelijk op de werkplek te installeren ring
garandeert de veiligheid van monteurs door
kortsluiting van de kabelgeleiders. Hierdoor
kunnen zonnepanelen of andere bronnen niet
meer per ongeluk worden ingeschakeld en
stroom leveren aan het LS-net terwijl de
monteur aan het werk is.

11. 209: A scalable approach towards real-time cable ratings for underground medium
voltage cables.
• Nederlandse paper van Alliander en Navara.
• Zij zijn er in zijn geslaagd het thermisch model van een kabel, geofysische bodemgegevens
en de real time kabelbelasting bijeen te brengen in een nieuw real time beoordelings-
instrument voor de belastbaarheid van ondergrondse MS-kabels.
• Het model is geschikt voor zowel éénaderige als drie-aderige kabels en realistische
scenario's zoals gronduitdroging en onderlinge
opwarming van kabels. Hoewel het model in veel
situaties voldoende nauwkeurig is, kent de
eendimensionale benadering nog wel beperkingen
in het modelleren van realistische situaties
met bijvoorbeeld asfalt of kabels in buizen.

12. 744: Cable connection bushing type C acc. to EN 50181 with Rogowski coil current
sensor and capacitive voltage sensor according to IEC 61869-10 and IEC 61869-11.
• Deze paper presenteert de nieuwe ‘SIBushing’ van Siemens.
Dit is een kabelaansluitconus type C met geïntegreerde
Rogowski-spoel-stroomsensor en een capacitieve spanningssensor.
1007: Accurate thermal monitoring by sensor embedded in switchgear bushing.
• Deze paper presenteert nieuwe kabelaansluitconus met
een ingebouwde sensor voor thermische bewaking van MS-
kabelaansluitingen. De sensor is hierdoor niet alleen
mechanisch goed beschermd, maar zit ook dicht op de te
monitoren kabelgeleider.

13. SPREKER:
Piet Oosterlee
Sessie 1: Transformatoren

14. Transformatoren: Asset management, Conditiebepaling en Innovatie
• Totaal 24 papers uit 15 landen.
• De meeste vanuit Polen (4 stuks) en verder zeer divers. 3 papers vanuit Nederland.
• De papers omvatten globaal de volgende onderwerpen:
- Conditiemonitoring / Diagnostiek
- Kernmateriaal
- Isolatiepapier
- Isolatievloeistoffen
- Thermische belastbaarheid.
- Trafo’s met online Tapchanger (OLTC)
- Droge transformatoren
- Solid state transformatoren
• Enkele interessante papers zullen nader worden toegelicht …

15. 261: Optimization of transformers for solar / battery storage installations based
on a cyclic loading
• Betreft het dimensioneren van een transformator voor een PV-park
• Het maximaal in te voeden vermogen is bekend en treedt slechts incidenteel op.
• Daarnaast is er een invoedingscurve gedurende een etmaal
• Als je dan ook nog eens Nomex-papier toepast in
combinatie met een esterolie dan kun je een trafo plaatsen
met een fors lager vermogen dan de invoedingspiek
• In de paper wordt geconcludeerd dat een trafo van 750 kVA
in dat geval voldoende is voor 1.100 kVA PV-piekvermogen

16. 1116: Refurbishment of distribution transformers with benefits in the
exchange of mineral oil by natural ester insulating liquid
• In de 28 steden in de regio Sao Paulo (4 miljoen aansluitingen) worden sinds 2019 alle
nieuw aangeschafte distributietrafo’s voorzien van natuurlijke ester-olie (Cargill FR3)
• Daarnaast is er een pilot geweest om bij te reviseren trafo’s eveneens de minerale olie te
vervangen door FR3. Vanaf nu wordt dit de standaard.
• Overwegingen van EDP Sao Paulo:
• Levensduurverlenging
• Voorkomen brandgevaar.
• Overige aspecten worden opgesomd in de paper

17. 183: A new sustainable, readily biodegradable and high performance
insulating liquid
• Nynas is bekend als leverancier van minerale olie (bijv. Lyra, Taurus, 10GBN)
• Ze hebben nu ook een duurzame, biologisch afbreekbare olie ontwikkeld
• Voordeel t.o.v. bestaande natuurlijke esters is een goede oxidatie-stabiliteit
• Mengen met restanten minerale olie (bijv. 10%) doet geen afbreuk aan de eigenschappen
• Thermisch gezien beter dan huidige minerale oliën
• Benaming van deze olie is NYTRO BIO 300X
• Deze olie is ook aan de orde geweest op de
DNV Transformatordag 2021.

18. 427: Practical verification of power transformer thermal loadability based on
the IEC60076-7 thermal model for top oil and hot spot temperature
• Nederlandse paper van Alliander
• Aan de hand van een theoretisch onderzoek op basis van de Loading Guide, onderbouwd
door praktijkmetingen is bepaald wat de thermische grenzen van de trafo zijn.
• Conclusie: Bij cyclische belastingen is er nog voldoende ruimte voor piekbelastingen
• Voor Alliander aanleiding om de trafo’s tot 130% te belasten
bij cyclische belasting waar dit tot nu toe 110% was.
• Paper is ook al aan de orde geweest tijdens de
DNV Transformatordag 2021

19. 642: Outdoor, 3D wound core, VPI transformer
• Innovatieve droge transformator van Chinese makelij
• Principe: Vacuum Pressure Impregnated (dus geen cast-resin)
Voordelen: lager gewicht, hogere therm. belastbaarheid, geen risico op “epoxybreuken”
• Driehoekvormige kern
Voordelen: beperking afmetingen, uniforme veldverdeling door symmetrische lay-out
• Kern is gewikkeld met GOES-kernmateriaal (dus niet gestapeld, “stacked”)
Gewikkelde kernen zie je meestal bij amorf kernmateriaal. Dit is de volgende stap om de verliezen te
beperken
• Ook hier wordt Nomex toegepast als isolatiepapier

20. 476: The impact of IEC60076-3 on solid-state transformer design
• Nederlandse paper van TU-e, Prodrive Technologies, Kema Flex Power Lab
• In samenwerking met Enexis en Alliander
• Solid State Transformer (SST) is veelbelovend maar er zijn nog wat issues:
• Voldoen aan overspanningseisen (AV/IVW/IVPD) volgens IEC600076-3 vergt overdimensionering
• Aantal elektronische componenten verdubbelt hierdoor nagenoeg, dus veel hogere investering
• HF-tussentrafo is gevoelig voor luchtholtes in de droge isolatie
• Voor het voorkomen van luchtholtes wordt in deze paper een oplossing aangedragen
365: Feasibility of implementing MV/LV Solid state transformers in the Dutch
electricity grids from economic perspective
• Nederlandse paper van Enexis
• TCO-kosten van een SST worden vergeleken met die van een traditionele trafo
• Op dit moment is de SST economisch nog niet rendabel
• De verwachting is dat de investeringskosten de komende jaren drastisch zullen dalen

21. SPREKER:
Frits Besseling
Sessie 1: Switchgear

22. Banked SF6 is nooit zo hoog geweest
• In 2020 bereikten SF6
concentraties in the atmosfeer
een record van 10 parts per
triljoen (10 ppt)
• De snelheid van de stijging van
SF6 in de atmosfeer, is
verdubbeld sinds 2003
• SF6 blijft 3000 jaar in de
atmosfeer
• Eenmaal terechtgekomen in de
atmosfeer, zal het er blijven

23. SF6 vrije compacte alternatieven zijn commercieel
beschikbaar van verschillende fabrikanten met volgende
technologien (MS + HS t/m 400kV):
• Fluorketonen, Fluornitrilen
• CO2 / N2
• Natuurlijke lucht onder (relatief hoge) druk
• GIS met lucht onder atmosferische druk
Conclusie
• De enige manier om te veranderen is het
te doen
• Regulering / Normatieve tools zijn nodig
• LCA – Life Cycle Assessment -
Environment
• IEC en Cenelec zijn ook op zoek naar
eliminatie van broeikasgassen

24. Interessante papers over dit onderwerp
De voor- en nadelen
van de verschillende
technologien:
• Betrouwbaarheid
• Gas Lekkage
• Toxiciteit
• Afmetingen
• TCO
• Einde levensduur
behandeling
• Circulariteit

25. BEDANKT
VOOR UW
AANDACHT
https://www.EATON.com/Sf6-free