Omformarstation 01

I ett berg utanför en mindre ort i Mellansverige finns två stora inslag i berget till den tidigare omformarstationen. Spåret in mot anläggningen är sedan länge borta och endast banunderbyggnaden finns kvar. Gamla grindar och staket omger berget och skyddar inslagen. När en närmar sig de mäktiga portarna märks en avsevärd lägre temperatur. Rosten har börjat titta fram på de stora portarna gjorda av galler med stenfyllning och innanför gör sig fukten påtaglig tillsammans med den typiska lukt som ofta associeras till dessa bergutrymmen. Belysningen tänds och anläggningens tunnlar uppenbaras.

Väggar och tak har under årens lopp täckts av färg och slemliknande sörja. Det täcker även elinstallationer och dörrar runt om i tunnlarna. Marken som till en början bestod av en grusbädd är även den täckt av sörjan i olika kulörer. Framför oss står en äldre stadsbuss och runt omkring finns en del skrot. Längst in i tunneln löper en mindre trappa upp några steg och ansluter till en form av plattform som omger rälsen i grusbädden. En dörr finns i änden plattformen som leder till utrymmen längre in i berget. Även dessa rum och utrymmen är täckta av sörja på väggarna och golvet täcks bitvis av några centimeter vatten. De inventarier som väl finns kvar är i ett förfärligt skick då fukten har satt sig hårt. Via en trappa längst in i berget nås en undre våning som huvudsakligen täcks av decimeterhögt kallt vatten. Härifrån går det att ta sig till den andra stora tunneln, som är i samma skick likt den första.

Omformarstation – omvandling av elkraften

Elkraften i järnvägsnätet skiljer sig från det regionala nätet och måste därför omvandlas för att kunna användas. Omformarstationens syfte är att omvandla elkraften från det regionala nätet. Idag är det Trafikverket som köper in den elkraft som sedan ska användas till järnvägsnätet. De regionala näten använder 3-fas högspänning och en frekvens av 50 Hz till skillnad mot järnvägen som behöver 1-fas och frekvensen 16,7 Hz. Utöver dessa två aspekter är det också en stor skillnad i kilovolt (kV) som levereras i ledningarna. Tågen drivs idag med 15 kV och det regionala nätet levererar mellan 40-130 kV. Omformarstationen är därför en nödvändig komponent för att elkraften ska omvandlas och i slutänden att eldrivna lok och andra eldrivna fordon som går på elkraft kan framföras (Trafikverket, 2014).

Dessa omformarstationer byggs utmed järnvägsnätet i olika storlek och utformning. Omformarstationen i artikeln var inhyst i bergrum och innehöll en roterande omformare. Dessa roterande omformare kom att placeras på vagnar och är därmed enkla att flytta mellan olika platser. Tekniken bygger på att den inkommande elkraften driver en elektrisk motor som i sin tur driver en generator på samma axel. Den elektriska motorn innehar tolv magnetpoler och generatorn innehar fyra magnetpoler. Detta resulterar i att generatorn levererar den korrekta frekvensen om 16,7Hz. Utöver dessa roterande omformare finns även statiska omriktare med kraftelektronik (Trafikverket, 2014).

Läs även: Omformarstation 02

Orsaken till att järnvägen har en annan nätfrekvens till skillnad mot det ordinarie nätet har ett historiskt skäl. Under järnvägens utveckling med elektrifiering var motorer till lok lättare att tillverka med en låg frekvens. Med dagens teknik skulle motorerna kunna tillverkas som innehar en frekvens om exempelvis 50 Hz och innebära att de nuvarande motorer på loken teoretiskt kan ersättas. Rent praktiskt skulle detta inte vara ekonomiskt försvarbart då antalet motorer är enormt, samt att stor del av Trafikverkets elanläggningar för driften skulle bytas ut. Det finns en del andra länder som använder frekvensen om 50 Hz, bland annat Danmark, Finland och Frankrike (Trafikverket, 2020)

Sedan 1920-talet har omformarstationer etappvis konstruerats då stambanorna elektrifierades. Under en femtonårsperiod kom ett tjugotal omformarstationer att uppföras inom “typ I-III”, där typ I och II var stationära omformare och III var mobila enheter. Övergången från stationära till mobila enheter utgjordes av flera skäl. Detta möjliggjorde enklare lösningar för underhåll och reparation av enheterna. Flexibiliteten att omgruppera aggregaten till andra omformarstationer blev betydligt smidigare, om effektbehovet på annat håll var högre (Biedermann, 2002). 

Det var först under 1940-talet som dessa stationer kom att förläggas i fortifikatoriskt skyddade utrymmen, ofta bergrum. Det säkerhetspolitiska läget under tiden för andra världskriget var orsaken till val om placering av utrustningen i bergrum. Som alternativ till de ordinarie omformarstationerna byggdes också upplagsplatser vars syfte var att kunna ta över omvandlingen av elkraften. En stor del av dessa upplagsplatser byggdes som berganläggningar där utrustningen skulle tillföras via den räls som gick in i berget (Eklund, u.å). När elkraften omvandlats matas den från omformarstationen ut till kontaktledningen (Biedermann, 2002).

Både SJ (Statens Järnvägar) och TGOJ (Trafikaktiebolaget Grängesberg-Oxelösunds Järnvägar) ägde skyddade omformarstationer och upplagsplatser runt om i landet. Dessa var belägna både ovanför och under marknivå (Eklund, u.å). Omformarstationen i Grängesberg är ett exempel på berganläggning som TGOJ var ägare till. Den anläggning är dock numera plomberad. Idag äger bland annat Trafikverket dessa anläggningar.

1948 påbörjades tillverkning av den större typen av ekipage. Benämningen på omformarvagnen kom att bli Q38 och innehar en uteffekt på 5,6 MVA. Tillsammans med omformarvagnen följer apparatvagn Q39. Längden uppgår till 18 meter och med en totalvikt på 144,4 ton, där största axeltrycket är 20,4 ton. Dessa tillverkades i 48 stycken ekipage fram till 1959.

Samtidigt som tillverkning av Q38/39 gick mot sitt slut påbörjades projektering och sedermera tillverkning av ett ännu större ekipage. Omformarvagn Q48 och apparatvagn Q49 väger tillsammans 197 ton där största axeltrycket är 23 ton. Längden uppgår till 20 meter, vilket är nästan fyra meter längre än den förstnämnda ekipaget (Q24/Q25). Uteffekten ligger på 10 MVA, cirka tre gånger så mycket effekt som Q24/Q25) (Biedermann, 2002). 

Den mobila ställverksvagnen fick benämning Q31 / Q41 och kom att placeras i bland annat upplagsplatser där ett ordinarie ställverk inte fanns tillhanda. I vagnen fanns brytare, frånskiljare och reläskydd. Via ställverksvagnen kunde flera linjer matas med elektricitet. Ställverksvagnen används inte längre, istället finns idag fasta installerade ställverk i omformarstationerna (Digitalmuseum, 2022).

Det finns även en mobil transformatorvagn som kom att tillverkas som modell Q26 och sedan Q27. Den förstnämnda tillverkades i en mängd olika typer med olika effekt och storlek, med en vikt som varirade mellan 45-86,3 ton (Ekeving, u.åB). Modellen Q27 med tillverkningsnummer 13 innehar fabrikatet Siemens typ KLUM 1575/120 och sex axlar. I jämförelse har tillverkningsnummer ett till tolv en mindre storlek och lägre effekt (Ekeving, u.åC).