IEC 60071-5:2014-10

Mit IEC 60071-5 liegt jetzt eine verbindliche Norm zur Ablösung der Technischen Spezifikation aus dem Jahr 2002 vor. Die Norm beschreibt Grundsätze und Richtlinien für die Isolationskoordination von HGÜ-Stromrichterstationen, ohne genormte Isolationspegel vorzuschreiben. Erstellt wurde die Norm vom Technischen Komitee IEC/TC 28 auf Basis der gesammelten Erfahrungen seit Erscheinen der Spezifikation in 2002. Der technische Inhalt ist grundsätzlich gleich geblieben, jedoch neu strukturiert und entsprechend ergänzt worden. Als Deutsche Norm wird die Internationale Norm in DIN EN 60071-5 (VDE 0111-5) unverändert übernommen.
Die Anwendung von Leistungselektronik-Thyristorventilen in Reihen- und/oder Parallelanordnungen gemeinsam mit den eingesetzten charakteristischen Steuerungs- und Schutzstrategien hat Auswirkungen, die im Vergleich zu Stationen in Wechselstromnetzen (AC-Netzen) eine besondere Betrachtung des Überspannungsschutzes in Stromrichterstationen erforderlich machen. Die Grundprinzipien und Entwurfsziele der Isolationskoordination von Stromrichterstationen werden beschrieben, soweit sie sich von der üblichen Praxis in AC-Netzen unterscheiden.
Es werden Verfahren zur Bewertung der Beanspruchungen durch Überspannungen in Form von kombinierten Gleichspannungen, Wechselspannungen mit Netzfrequenz und Oberschwingungen sowie Stoßspannungen dargestellt. Ebenso werden Verfahren zur Bestimmung der Schutzpegel von Reihen- und/oder Parallelanordnungen der Überspannungsableiter vorgestellt, die zur Sicherstellung eines optimalen Schutzes zum Einsatz kommen. Hinsichtlich des Schutzes durch Überspannungsableiter werden ausschließlich Metalloxid-Ableiter ohne Funkenstrecken betrachtet, die in modernen HGÜ-Stromrichterstationen eingesetzt werden. Die grundsätzlichen Kennwerte der Ableiter, die Anforderungen an dieselben und Verfahren zur Bewertung der höchsten Überspannungen, denen sie im Betrieb ausgesetzt werden dürfen, werden anhand typischer Schaltungen für den Überspannungsschutz vorgestellt. Anhand neuer praktisch ausgeführter Anlagenauslegungen der 800-kV-DC-Spannungsebene werden die Einsatzorte von Ableitern in Bezug auf deren Erfordernisse, der zu erwartenden Überspannungen und Betriebsbeanspruchungen betrachtet.
Die eingesetzten Untersuchungsmethoden und Einzelheiten der Modellierungen sind in einem eigenen Abschnitt zusammengestellt. Ergänzende Informationen zu Kriechwegen und Schlagweiten für die DC-Anwendungen werden für die unterschiedlichen Spannungsbeanspruchungen ausgeführt.
Diese Norm umfasst die Isolationskoordination der Betriebsmittel, die zwischen der AC-Sammelschiene des Stromrichters (einschließlich AC-Oberschwingungsfilter, Stromrichtertransformator und Leistungsschalter) und der Gleichstromseite (DC-Seite) der Glättungsdrossel angeschlossen sind. Die Leitungs- und Kabelanschlüsse werden auch behandelt, sofern sie einen Einfluss auf die Isolationskoordination der Betriebsmittel der Stromrichterstation haben.
Der Schwerpunkt dieser Norm ist auf herkömmliche HGÜ-Anlagen gerichtet, bei denen sich die Sammelschiene mit der Kommutierungsspannung an der Sammelschiene des AC-Filters befindet. In den Anhängen wird aber auch die Isolationskoordination von kondensatorgeführten Stromrichtern (en: capacitor commutated converter - CCC) sowie gesteuerten Reihenkondensator-Stromrichtern (en: controlled series compensated converter - CSCC) und einige weitere Stromrichter-Sonderanordnungen dargestellt.
In dieser Norm wird die Isolationskoordination hinsichtlich der netzgeführten Stromrichter (en: line commutated converter - LCC) beschrieben. Die Isolationskoordination von Spannungszwischenkreis-Stromrichtern (en: voltage sourced converter - VSC) wird nicht behandelt.