Seriekompensering. Sätter turbo på kraftledningen

Över alla världens länder löper långa kraftledningar som överför elström från stora kraftverk till andra delar av landet. Seriekompensering skulle kunna göra systemet mer effektivt då det är en teknik som förbättrar överföringsförmågan hos långa kraftledningar. Likt en turbo i en bilmotor ger tekniken mer energi tanken.

Tekniken för seriekompensering togs fram av Hitachi Energy på 1950-talet. Genom samarbete med dåtidens Vattenfall världens första anläggningar i de svenska 400 kV-kraftledningarna som överför elström från kraftverken i norr till södra Sverige byggas. Anläggningarna byggdes ute i skogarna i norra Mellansverige och där har de fungerat sedan dess.

Ute på var och en av de åtta kraftledningarna finns en anläggning för seriekompensering som ökar överföringskapaciteten med cirka 50 procent. Utan seriekompensering hade det behövts tolv kraftledningar för att överföra samma effekt. 

Seriekompensering handlar om att "ta bort" en del av ledningens motstånd och därmed göra det möjligt att överföra mer effekt på ledningen. Samtidigt ska elströmmens två olika ”effekter”, den aktiva och den reaktiva, som bägge tar utrymme i ledningen, balanseras.

Förenklat kan man säga att aktiv effekt är den som utför ett arbete, till exempel får en motor att snurra. Ju mer plats det är för aktiv effekt, desto mer användbar elström kommer fram till förbrukaren.

Den reaktiva effekten utför inget arbete, men behövs ändå i viss mängd för att elöverföringen ska fungera. Mest effektivt är att producera den önskade mängden reaktiv effekt på plats nära förbrukaren. Det kan Hitachi Energy åstadkomma med en teknik kallad shuntkompensering, som även används för att reglera spänningen i nätet.

En viktig komponent i en anläggning för seriekompensering är kondensatorer. De ligger hopkopplade och staplade på varandra till packar, placerade på en plattform som står på stöttor högt upp i luften för att vara isolerade från jord. Strömmen passerar genom kondensatorerna som då bland annat kompenserar för och minskar det växelströmsmotstånd som finns i kraftledningen. Mer plats för aktiv effekt blir resultatet. Förutom kondensatorer finns i anläggningen skydd, exempelvis reaktorer, för olika fel som kan uppstå.

Seriekompensering har sitt namn för att anläggningen ligger direkt sammankopplad med kraftledningen så att all ström går igenom kondensatorerna. Det kallas på ingenjörsspråk att anläggningen ligger i ”serie” med ledningen.

Anläggningar för seriekompensering används i kraftledningar på i stort sett alla högre spänningsnivåer, för närvarande upp till 800 kV. Största nytta får man när kraftledningarna är långa.