Evolution of 110 kV Substation Power Supply Side Bus Connection Configurations Эволюция конфигураций соединения шин стороны питания подстанции 110 кВ

در زیرстанیون‌های ۱۱۰ کیلوولت اولیه معمولاً از ساختار "اتصال داخلی شین" در سمت تامین برق استفاده می‌شد، جایی که منبع برق غالباً از روش "اتصال پل داخلی" استفاده می‌کرد. این وضعیت معمولاً در برخی زیرستانیون‌های ۲۲۰ کیلوولت مشاهده می‌شد که با استفاده از دو ترانسفورماتور مختلف به شین‌های ۱۱۰ کیلوولت در یک آرایش "توپر دومنبعی هم‌جهت" تامین می‌کردند. این سیستم شامل دو ترانسفورماتور بود و سمت ۱۰ کیلوولت آن از یک شین واحد با تقسیم‌بندی استفاده می‌کرد.

مزایای این طراحی شامل سادگی سیم‌کشی، عملیات آسان، تغییر خودکار ساده و نیاز به تنها سه قطعه روی سمت تامین برای دو ترانسفورماتور بود. علاوه بر این، شین سمت تامین نیازی به حفاظت جداگانه نداشت و در منطقه حفاظت دیفرانسیل ترانسفورماتور قرار می‌گرفت و سرمایه‌گذاری کلی کمتر بود. با این حال، محدودیت‌هایی وجود داشت: هر شین فقط یک ترانسفورماتور را می‌توانست تحمل کند که ظرفیت بار ۱۰ کیلوولت را محدود می‌کرد. علاوه بر این، زمانی که یک ترانسفورماتور در حال کار بود، نیمی از زیرستانیون باید بدون برق می‌ماند و در صورت خرابی تجهیزات در نیمه دیگر، خطر قطع کامل برق زیرستانیون وجود داشت.

برای افزایش ظرفیت زیرستانیون و بهبود قابلیت اطمینان تأمین برق، راه‌حل میانی برای زیرستانیون‌های ۱۱۰ کیلوولت از روش "اتصال شین داخلی گسترده" استفاده کرد، که سمت تامین عموماً از "اتصال پل گسترده" استفاده می‌کرد. این سیستم شامل سه ترانسفورماتور بود. برق از طریق دو "شین جانبی" از شین‌های ۱۱۰ کیلوولت دومنبعی هم‌جهت یک زیرستانیون ۲۲۰ کیلوولت و یک "شین میانی" از تأمین برق یکمنبعی غیرهم‌جهت یک زیرستانیون ۲۲۰ کیلوولت دیگر تأمین می‌شد.

سمت ۱۰ کیلوولت همچنان از یک شین واحد با تقسیم‌بندی استفاده می‌کرد و بهترین راه برای تقسیم خروجی ۱۰ کیلوولت ترانسفورماتور میانی به بخش‌های A و B بود. این رویکرد تعداد مدارهای خروجی ۱۰ کیلوولت را افزایش داد و در صورت قطع برق، امکان توزیع مجدد بار از ترانسفورماتور میانی به دو ترانسفورماتور دیگر فراهم می‌کرد. با این حال، این رویکرد عملیات و تغییر خودکار را پیچیده‌تر کرد و سرمایه‌گذاری بالاتری نیاز داشت.

با گسترش شهری، کمبود زمین و افزایش نیاز به برق، ضرورت افزایش ظرفیت و قابلیت اطمینان زیرستانیون‌ها احساس شد. طراحی فعلی زیرستانیون‌های ۱۱۰ کیلوولت عموماً از یک شین واحد با تقسیم‌بندی در سمت تامین استفاده می‌کند که چهار ترانسفورماتور را متصل می‌کند - هر یک به شین‌های جداگانه متصل است و دو ترانسفورماتور میانی به منبع برق بالادستی متصل هستند. در سمت ۱۰ کیلوولت، از یک آرایش تقسیم‌بندی A/B استفاده می‌شود که یک اتصال "حلقه‌ای هشت‌بخشی" را با چهار ترانسفورماتور تشکیل می‌دهد.

این طراحی تعداد مدارهای خروجی ۱۰ کیلوولت را افزایش می‌دهد و قابلیت اطمینان تأمین برق را بهبود می‌بخشد. اتصال متقاطع دو ترانسفورماتور میانی به منبع برق بالادستی اطمینان می‌دهد که حتی اگر یک شین ۱۱۰ کیلوولت قطع شود، تأمین برق به شین ۱۰ کیلوولت هشت‌بخشی بدون وقفه باقی بماند. معایب این طراحی شامل نیاز به حفاظت اختصاصی برای شین ۱۱۰ کیلوولت، سرمایه‌گذاری اولیه بالا و پیچیدگی عملیاتی بیشتر است.