Utvecklingen av 110 kV understations elförsörjningsbussanslutningskonfigurationer

Tidiga 110 kV-omvandlingsstationer antog vanligtvis "inre buskoppling" på strömförsörjningssidan, där strömkällan ofta använde "inre brokoppling". Detta observerades ofta i vissa 220 kV-omvandlingsstationer som försörjer 110 kV-bussar från olika transformatorer i en "samriktad dubbelströmförsörjning". Denna uppställning involverade två transformatorer, med 10 kV-sidan som använde en enda bussbar med avdelningskoppling.

Fördelarna inkluderade enkel kablage, bekväm drift, enkel automatisk övergång och bara tre brytare behövdes på strömförsörjningssidan för de två transformatorerna. Dessutom krävde inte strömförsörjningsbussen separat skydd – den täcktes inom transformatorernas differentiella skyddszon – och det totala investeringsbehovet var lägre. Dock fanns begränsningar: varje bussbar kunde endast rymma en transformator, vilket begränsade tillväxten av 10 kV-belastningskapaciteten. Vidare, när en transformator var i drift, måste hälften av omvandlingsstationen vara utan ström, vilket skapade en risk för fullständig stationens mörkning om den andra halvan upplevde utrustningsfel.

För att öka stationens kapacitet och förbättra strömförsörjningens tillförlitlighet antog en mellanstadielösning för 110 kV-omvandlingsstationer "utökad inre buskoppling", med strömförsörjningssidan som huvudsakligen använde "utökad brokoppling". Denna konfiguration involverade tre transformatorer. Ström levererades genom två "sidobussar" från samriktad dubbelströmförsörjning 110 kV-bussar av en enda 220 kV-omvandlingsstation, och en "mittenbuss" från en motsattriktad ensam strömförsörjning av en annan 220 kV-omvandlingsstation.

10 kV-sidan fortsatte att använda en enda avdelningsbuss, idealiskt segmenterande mittentransformatorns 10 kV-utmatning till avsnitt A och B. Denna metod ökade antalet 10 kV-utgående ledningar och tillät omlastning från mittentransformatorn till de andra två vid avbrott. Men den introducerade större komplexitet i drift och automatisk växling, tillsammans med högre investering.

Med urban expansion, ökande markbrist och ökande elkrav uppstod ett brådskande behov av att ytterligare öka omvandlingsstationens kapacitet och tillförlitlighet. Den aktuella designen för 110 kV-omvandlingsstationer använder huvudsakligen en enda avdelningsbuss på strömförsörjningssidan, ansluter fyra transformatorer – var och en länkad till separata bussar, med de två mittentransformatorerna korskopplade till den upströmsa strömförsörjningen. På 10 kV-sidan används en A/B-segmenterad konfiguration, som bildar en åttasegment "ringkoppling" drivet av de fyra transformatorerna.

Denna design ökar antalet 10 kV-utgående ledningar och förbättrar strömförsörjningens tillförlitlighet. Korskopplingen av de två mittentransformatorerna till den upströmsa källan säkerställer oavbruten strömförsörjning till den åttasegment 10 kV-bussen även om en 110 kV-buss är utan ström. Nackdelarna inkluderar behovet av dedikerat skydd på 110 kV-bussen, högt initialt investeringsbehov och ökad driftkomplexitet.