Evolución de las configuraciones de conexión del bus del lado de alimentación de la subestación de 110 kV

Las primeras subestaciones de 110 kV generalmente adoptaron la configuración de "conexión de bus interno" en el lado de alimentación, donde la fuente de energía comúnmente usaba el método de "conexión de puente interno". Esto se observaba a menudo en ciertas subestaciones de 220 kV que suministraban buses de 110 kV desde diferentes transformadores en un esquema de "doble alimentación en la misma dirección". Esta configuración involucraba dos transformadores, con el lado de 10 kV utilizando un solo bus con conexión seccionada.

Las ventajas incluían un cableado simple, operación conveniente, conmutación automática sencilla y solo tres interruptores necesarios en el lado de alimentación para los dos transformadores. Además, el bus de alimentación no requería protección separada, ya que estaba cubierto dentro de la zona de protección diferencial del transformador, y la inversión total era menor. Sin embargo, existían limitaciones: cada bus podía alojar solo un transformador, lo que restringía el crecimiento de la capacidad de carga de 10 kV. Además, cuando un transformador estaba en operación, la mitad de la subestación tenía que estar sin energía, creando un riesgo de apagón total de la estación si la otra mitad experimentaba una falla de equipo.

Para mejorar la capacidad de la estación y la confiabilidad del suministro, una solución intermedia para las subestaciones de 110 kV adoptó el método de "conexión de bus interno expandido", con el lado de alimentación principalmente usando la "conexión de puente expandida". Esta configuración involucraba tres transformadores. La alimentación se suministraba a través de dos "buses laterales" desde los buses de 110 kV de doble alimentación en la misma dirección de una sola subestación de 220 kV, y un "bus central" desde un suministro de alimentación única en dirección opuesta de otra subestación de 220 kV.

El lado de 10 kV continuaba utilizando un solo bus seccionado, idealmente segmentando la salida de 10 kV del transformador central en secciones A y B. Este enfoque aumentaba el número de circuitos de salida de 10 kV y permitía la redistribución de la carga del transformador central a los otros dos en caso de corte. Sin embargo, introducía mayor complejidad en la operación y la conmutación automática, junto con una inversión más alta.

Con la expansión urbana, la escasez creciente de terrenos y la demanda explosiva de electricidad, surgió la necesidad urgente de aumentar aún más la capacidad y confiabilidad de las subestaciones. El diseño actual para las subestaciones de 110 kV emplea principalmente un bus seccionado único en el lado de alimentación, conectando cuatro transformadores, cada uno vinculado a buses separados, con los dos transformadores centrales cruzados al suministro de alimentación aguas arriba. En el lado de 10 kV, se utiliza una configuración segmentada A/B, formando una conexión en anillo de ocho segmentos alimentada por los cuatro transformadores.

Este diseño aumenta el número de circuitos de salida de 10 kV y mejora la confiabilidad del suministro. La conexión cruzada de los dos transformadores centrales al suministro aguas arriba asegura un suministro ininterrumpido al bus de 10 kV de ocho segmentos, incluso si un bus de 110 kV está sin energía. Las desventajas incluyen la necesidad de protección dedicada en el bus de 110 kV, una alta inversión inicial y una mayor complejidad operativa.