Evoluzione delle configurazioni di connessione del bus di alimentazione lato fornitura della sottostazione a 110 kV

Le prime sottostazioni a 110 kV adottavano tipicamente la configurazione di "connessione interna alla barra" sul lato alimentazione, dove la fonte di alimentazione utilizzava comunemente il metodo di "connessione a ponte interno". Questo era spesso osservabile in alcune sottostazioni a 220 kV che fornivano barre a 110 kV da trasformatori diversi in un'organizzazione "doppia alimentazione nella stessa direzione". Questa disposizione prevedeva due trasformatori, con il lato a 10 kV che utilizzava una singola barra con connessione sezionata.

I vantaggi includevano un cablaggio semplice, un'operazione comoda, un commutazione automatica diretta e la necessità di solo tre interruttori sul lato alimentazione per i due trasformatori. Inoltre, la barra del lato alimentazione non richiedeva una protezione separata, essendo coperta all'interno della zona di protezione differenziale del trasformatore, e l'investimento complessivo era inferiore. Tuttavia, esistevano limiti: ogni barra poteva ospitare solo un trasformatore, limitando la crescita della capacità di carico a 10 kV. Inoltre, quando un trasformatore era in funzione, metà della sottostazione doveva essere disconnessa, creando un rischio di blackout totale se l'altra metà subiva un guasto al dispositivo.

Per migliorare la capacità della sottostazione e l'affidabilità dell'alimentazione, una soluzione intermedia per le sottostazioni a 110 kV ha adottato il metodo di "connessione interna alla barra espansa", con il lato alimentazione che utilizzava principalmente la "connessione a ponte espansa". Questa configurazione prevedeva tre trasformatori. L'alimentazione avveniva attraverso due "barre laterali" dalle barre a 110 kV a doppia alimentazione nella stessa direzione di una singola sottostazione a 220 kV, e una "barra centrale" da un'alimentazione singola in direzione opposta di un'altra sottostazione a 220 kV.

Il lato a 10 kV continuava a utilizzare una singola barra sezionata, idealmente dividendo l'uscita a 10 kV del trasformatore centrale in sezioni A e B. Questo approccio aumentava il numero di circuiti uscenti a 10 kV e permetteva la ridistribuzione del carico dal trasformatore centrale agli altri due in caso di guasto. Tuttavia, introduceva una maggiore complessità nell'operazione e nella commutazione automatica, insieme a un investimento superiore.

Con l'espansione urbana, la crescente scarsità di terreni e la domanda sempre maggiore di elettricità, è sorta la necessità urgente di ulteriormente aumentare la capacità e l'affidabilità delle sottostazioni. La progettazione attuale per le sottostazioni a 110 kV impiega principalmente una singola barra sezionata sul lato alimentazione, collegando quattro trasformatori, ciascuno collegato a barre separate, con i due trasformatori centrali interconnessi alla fonte di alimentazione upstream. Sul lato a 10 kV, viene utilizzata una configurazione segmentata A/B, formando una "connessione anulare" a otto segmenti alimentata dai quattro trasformatori.

Questo progetto aumenta il numero di circuiti uscenti a 10 kV e migliora l'affidabilità dell'alimentazione. L'interconnessione dei due trasformatori centrali alla fonte upstream assicura un'approvvigionamento ininterrotto alla barra a 10 kV a otto segmenti anche se una barra a 110 kV è disconnessa. Gli svantaggi includono la necessità di una protezione dedicata sulla barra a 110 kV, un alto investimento iniziale e una maggiore complessità operativa.