Høyspent til besvær

Høyspentkabler er ikke noen nytt i Norge, verken til lands eller vanns. Tradisjonelt har høyspent strøm med store strømstyrker blitt overført i luftliner montert i master, men vi har også en rekke undersjøiske kabler som overfører strøm over fjorder, til øyer og til oljeplattformer.

Dessuten har vi virkelig lange kabler, basert på likestrøm, som sender strøm frem og tilbake til kontinentet. Og flere slike blir det.

Artikkelen fortsetter etter annonsen

annonsørinnhold

Oppretter egen serviceavdeling for å levere totalløsninger til industrien

I mellomtiden går debatten høyt om vi skal bygge en 420 kV kraftledning med en overføringkapasitetpå 2500 MW over fjellet fra Sima kraftverk i Eidfjord til Samnanger nær Bergen, eller legge den som kabler i Hardangerfjorden(delvis luftledning).

Kabeltradisjon

Allerede for 34 år siden ble de første to kablene lagt til Danmark og i 1993 ble en tredje satt i drift. Nylig fullførte Statnett verdens lengste kraftsjøkabel på hele 580 km og med en kapasitet på 700 MW til Nederland.

Disse kabelforbindelsene er likestrømskabler. Det er ikke mulig å overføre så store effekter så langt med vekselstrøm. Det var dyrt, men det betaler seg tilbake på relativt kort tid.

Forbindelsene gjør det mulig å få synergi mellom det kontinentale elkraftsystemet, som er basert på termisk energi, og det norske med over 99 prosent vannkraft.

Kontinental-Europa og Norge har også ulikheter i forbruksmønstre som bidrar til lønnsomheten. For Norge er kablene også en forsikring mot tørrår.

Likestrøm

Likestrøm har store fordeler når det skal overføres mye effekt over lange avstander. I land som har behov for å overføre ”bulk transport” av store mengder elkraft (opptil 6000 MW på 800 kv) over lange avstander (typisk over 600-800km) brukes likestrøm.

Fordelen med likestrøm er at det ikke oppstår reaktiv effekt og at man klarer seg med to i stedet for tre faser som man må ha med vekselstrømsledning.

Ulempen er, at elkraft genereres som vekselstrøm, og må omformes til og fra likestrøm før og etter overføringen. Slike anlegg er svært kostbare og tar relativt store arealer.

Med de effektene det er snakk om i Hardanger vil omformeranleggene for like- og vekselretting koste vesentlig mer enn to milliarder kroner og tillegg kommer kabelkostnaden. For vekselstrømsalternativet er kostnaden inklusive kabler mer enn fire milliarder kroner.

Artikkelen fortsetter etter annonsen

annonse

Podcast: AI og autonomi forbedrer drift av industrielle anlegg

Vekselstrøm i vann

Praktisk talt all høyspent strøm i Norge overføres som vekselstrøm, mens noen undersjøiske kabler mellom Norge og andre land bruker likestrøm. Vi har mange undersjøiske høyspentkabler i Norge basert på vekselstrøm. Mest kjent er kablene over Oslofjorden som har vært i drift siden 50-tallet. Typisk for slike anlegg er at avstandene for det meste er relativt korte, eller at effekten er moderat.

Til nå har vekselstrømskabler vært isolert med papir og olje under trykk, men PEX-isolasjon ser ut til å kunne bli et bedre isolasjonsmateriale i fremtiden. Ikke minst fordi slike vekselstrømskabler kan være oppimot dobbelt så lange før man må kompensere for den reaktive effekten.

PEX er en form for polyetylenplast hvor polymermolekylene er bundet til hverandre noe som bidrar til å forbedre materialegenskapene. Foreløpig er PEX såpass nytt som sjøkabel på 420 kV-nivå at det er nødvendig med forsiktig, trinnvis erfaringsoppbygging. Skjøte- og reparasjonsteknologien er ennå ikke tilstrekkelig utviklet. Til Ormen Lange-prosjektet ble det benyttet det 420 kV PEX-kabler uten skjøter.

Kompensering

Hvis så store effekter som det er snakk om i Hardanger, skal overføres med vekselstrømskabler på sjøbunnen vil det oppstå store reaktive effekter. Kabelen vil virke som en gigantisk kondensator som gjør at det bygger seg opp en faseforskyvning mellom strøm og spenning.

Slike reaktive effekter, eller ladestrømmer, må kompenseres og det gjøres ved hjelp av store spoler som tvinger strømmen og spenningen tilbake i fase. I dag er verdens lengste kabelanlegg med 400 kV høyspenning på 40 km uten kompensasjon underveis.

Vekselstrømskabler i Hardangerfjorden vil sannsynligvis trenge en stasjon for kompensasjon underveis i tillegg til de som må bygges ved hver ende av kabelen. Det betyr at kablene må føres i land omtrent midtveis.

Verdensrekord

En eventuell vekselstrømskabel i Hardangerfjorden vil sette flere verdensrekorder. Det å benytte PEX-isolerte kabler er sannsynligvis uaktuelt, da teknologien ikke er utprøvd under slike forhold. Det lengste 420 kV kabelføringen basert på PEX-kabler er en skjøtefri strekning på 20 km med en effekt på 550MVA.

Derfor er en oljeisolert kabel det mest sannsynlige kabelalternativet i Hardanger, men her er det også store utfordringer. Ingen har lagt en så lang kabel så dypt og med så stor effekt noe sted i verden.

Hvis dette alternativet velges til den 67 km lange strekningen mellom Sima og Norheimsund er den ekstra kostnaden i forhold til føring i master på land anslått til rundt tre milliarder kroner. Den undersjøiske overføringen vil fordeles på 2 ganger 3 kabler, hver med en lengde på 67 km, altså over 40 mil til sammen. Kostnadsoverslaget inkluderer to anlegg for å regenerere den reaktive effekten.

Reparasjoner

En av utfordringene med de undersjøiske kabelalternativene er tiden det vil ta og utføre reparasjoner på kablene. Mens luftledninger kan repareres på noen dager er det antatt at det vil kunne ta opptil tre måneder fra en feil meldes til kabelen er reparert.

Likevel er det stor usikkerhet rundt det å trekke opp en kabel fra så store dyp det er snakk om i Hardangerfjorden.

På land

Traseen til landbaserte alternative langs Hardangerfjorden er valgt for å være minst mulig synlig fra steder hvor det bor folk. Ideelt sett burde traseen gått enda lenger oppe i fjellet slik at man kunne unngått en eller flere av de tre fjordkryssingene.

Men det ville gjort at den hadde kommet svært høyt i terrenget og det øker risikoen for ising og kabelbrudd.

For å gjøre traseen minst mulig synlig velges matte liner og delvis grønnmalte master. De fleste mastene blir totalt mellom 25 og 35 meter høye og det går ca. tre master per kilometer.