> А почему тогда ругается, если ссылка не меняется?

Потому что ругается не на изменение списка, а на попытку ссылку на список присвоить элементу кортежа. При этом собственно сама ссылка не меняется.

Если разобраться, то тут питон делает последовательно три действия

1. Берет ссылку на список из элемента кортежа
2. Модифицирует список по ссылке
3. Пытается _ту же самую_ ссылку присвоить элементу кортежа.

И вот на третьем действии кортеж и выдает исключение, поскольку присваивать новые значения элементам кортежа нельзя. Но ссылка та же самая, и даже отказавшись выполнить третье действие, он по ней показывает уже новые данные как ни в чем ни бывало. Все логично.

>>> data = (1,2,3,[4,5])
>>> id(data[3])

4401056072
>>> v = data[3]
>>> id(v)

4401056072
>>> data[3] += [0, 1]

Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: 'tuple' object does not support item assignment
>>> id(data[3])

4401056072
>>> id(v)

4401056072
>>> v

[4, 5, 0, 1]
>>> data

(1, 2, 3, [4, 5, 0, 1])