CN114188870A - 一种110kV户外三相集成开变一体机 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种110kV户外三相集成开变一体机。本申请通过气体绝缘套管将主变压器和GIS设备以硬管方式密闭连接为一整体，并通过气体绝缘套管设置相应的转向结构将GIS设备沿主变压器侧边布置。本申请通过气体绝缘套管的硬连接管路不仅压缩了设备间的绝缘距离，而且能够将各相高压出线集成在同一管路内以进一步压缩管路元件结构，压缩GIS设备占地面积，保证气体绝缘可靠稳定，满足大容量小场地的变电需求。本申请的主变压器与GIS设备之间设计为全绝缘连接形式，两者之间连接线路未裸露在空气中，因此，本申请的110kV户外三相集成开变一体机完全不受恶劣自然气候环境及外界动物的影响，具有极高的安全系数，能满足对客户对安全可靠性能的要求。

Description

一种110kV户外三相集成开变一体机

技术领域

本申请涉及电力变压器技术领域，具体而言涉及一种110kV户外三相集成开变一体机。

背景技术

常规设计下，变电站的主变压器与GIS设备分开独立设计。主变压器与GIS设备之间采用开放式的连接方式，因而需要占用较大面积场地进行布线以满足绝缘间隔距离的安全要求。

按照建筑形式和电气设备的布置方式，分为户内，半户内，户外变电站。户外变电站需要按预定的接线方案将主变压器，GIS等一次设备连接在一起。

国家电网典型的110kV户外式高压变电站设计中，主变压器和GIS设备通常是分开独立布置的。主变压器高压侧的油-空气套管，与GIS设备主变间隔出线处的SF6-空气套管，需要通过软架空线连接起来。他们之间的连接方式是敞开式的。由于高压套管及接线端子等带电连接部分裸露在空气中，带电部分运行时需满足外部的电气绝缘距离要求，主变压器与GIS设备需要拉开一定的空间距离，所以变电站总体需要占据的土地面积和空间较大。

发明内容

本申请针对现有技术的不足，提供一种110kV户外三相集成开变一体机，本申请通过气体绝缘套管将主变压器与GIS设备连接为一体，使其能够通过三相集成的方式紧凑排列，压缩了软架空线所需的绝缘距离，可有效压缩110kV户外变电站所需安装场地面积。本申请能够在较小空间场所提供大容量、高可靠性变压输出。本申请具体采用如下技术方案。

首先，为实现上述目的，提出一种110kV户外三相集成开变一体机，其包括：主变压器，其包括主体结构和高压油-SF6套管，各高压油-SF6套管分别连接主变压器高压出线中的一相，各相高压油-SF6套管分别沿主体结构的长度方向竖直设置在所述主体结构的顶部一侧；气体绝缘套管，其一端与高压油-SF6套管固定连接，其另一端与GIS设备固定连接；所述GIS设备包括布置在高压油-SF6套管一侧的安装底架及设置于所述安装底架上的电气元件，安装底架上所设各电气元件由硬连接管路结构依次串联并按照高压油-SF6套管各相分别并排排列于主变压器一侧；储油柜，其内部存储有绝缘油，所述储油柜固定设置在主变压器主体结构的顶部，且位于气体绝缘套管的下方。

可选的，如上任一所述的110kV户外三相集成开变一体机，其中，每一组安装底架上均并排设置有分别匹配于主变压器三相的电气元件；主变压器与GIS设备电气元件之间所连接的气体绝缘套管包括顺序连接的：油气套管，垂直方向伸缩节，单相三通管路，水平方向伸缩节，三相共箱汇合管路，三相共箱直连管路，三相三通管路，三相共箱管路，其中，单相三通管路以及三相三通管路内的导电体分别设置有匹配于管路外壳连接口方向的90°转向弯折，且所述导电体还在其90°转向弯折位置上设置有直角拐弯电触头。

可选的，如上任一所述的110kV户外三相集成开变一体机，其中，油气套管与垂直方向伸缩节之间、水平方向伸缩节与单相三通管路之间、水平方向伸缩节与三相共箱汇合管路的各输入端之间分别由单相盘式绝缘子固定连接各管路内部的导电体，三相共箱汇合管路的输出端与三相共箱直连管路之间、三相共箱直连管路与三相三通管路之间、三相三通管路与三相共箱管路之间分别由三相盘式绝缘子固定连接各管路内部的导电体。

可选的，如上任一所述的110kV户外三相集成开变一体机，其中，气体绝缘套管的三相共箱汇合管路平行于主变压器长轴方向设置在储油柜的顶部，三相共箱直连管路、三相三通管路、三相共箱管路均垂直于主变压器长轴方向设置在主变压器的一侧。

可选的，如上任一所述的110kV户外三相集成开变一体机，其中，气体绝缘套管中三相共箱汇合管路、三相共箱直连管路、三相三通管路、三相共箱管路的外径分别与GIS设备中各电气元件的硬连接管路结构外径一致。

可选的，如上任一所述的110kV户外三相集成开变一体机，其中，所述三相盘式绝缘子、所述单相盘式绝缘子的两侧分别设置有屏蔽环和电连接触头，所述屏蔽环和电连接触头分别与各管路内部的导电体固定电连接。

可选的，如上任一所述的110kV户外三相集成开变一体机，其中，所述三相共箱汇合管路包括：三相共箱汇合主管，其一侧设置有分别匹配各单相三通管路的输入端管，其另一侧设置有匹配于三相共箱直连管路的输出端管，所述三相共箱汇合主管的内部设置有分别连接在各单相三通管路以及三相共箱直连管路对应相之间的导电体，所述导电体的一端由单相盘式绝缘子的电连接触头固定于输入端管内部，沿输入端管轴向垂直伸入三相共箱汇合主管并在三相共箱汇合主管内部90度弯折，沿三相共箱汇合主管轴线方向延伸至输出端管位置，在输出端管位置90度弯折后沿输出端管轴向连接至设置于输出端管口的三相盘式绝缘子上对应相的屏蔽环。

可选的，如上任一所述的110kV户外三相集成开变一体机，其中，所述油气套管管、垂直方向伸缩节、单相三通管路、水平方向伸缩节、三相共箱汇合管路、三相共箱直连管路、三相三通管路、三相共箱管路之间法兰连接，其连接处还分别设置有抵接于单相盘式绝缘子或三相盘式绝缘子外周的O型密封圈。

可选的，如上任一所述的110kV户外三相集成开变一体机，其中，所述屏蔽环、导电体为铝合金材质，所述电连接触头为无氧铜材质。

可选的，如上任一所述的110kV户外三相集成开变一体机，其中，所述单相盘式绝缘子、所述三相盘式绝缘子由环氧树脂和铝合金法兰盘浇筑一体成型。

有益效果

本申请通过气体绝缘套管将主变压器和GIS设备以硬管方式密闭连接为一整体，并通过气体绝缘套管设置相应的转向结构将GIS设备沿主变压器侧边布置。本申请通过气体绝缘套管的硬连接管路不仅压缩了设备间的绝缘距离，而且能够将各相高压出线集成在同一管路内以进一步压缩管路元件结构，压缩GIS设备占地面积。本申请能在保证气体绝缘可靠稳定的前提下，通过对GIS设备排布方式的优化，将主变压器和GIS设备紧凑安装，提高场地面积利用率，满足了大容量小场地的变电需求。本申请的主变压器与GIS设备之间设计为全绝缘连接形式，两者之间连接线路未裸露在空气中，没有了套管的引出接线端子的裸露金属部分，因此，本申请的110kV户外三相集成开变一体机完全不受恶劣自然气候环境及外界动物的影响，具有极高的安全系数，能满足对客户对安全可靠性能的要求，并且无需考虑带电运行时的外部电气绝缘距离要求。本申请可极大地减少土建施工工程量，并降低实际建设成本，方便日常的带电巡检和维护。

由于本申请将主变压器与GIS设备直接密闭式的连接在一起，所以取消了GIS设备主变间隔里的出线套管，总共会节省9只126kV的SF6-空气套管的成本，而且套管连接处是电气绝缘比较薄弱的地方，相应的也增大了安全系数。并且由于主变压器与GIS设备直接密闭式的连接在一起，两者之间直接密闭连接，因此，变电站的工作人员无需再对裸露在外的主变压器126kV高压套管、GIS设备主变间隔上的出线用126kV套管、及连接主变压器与GIS设备的软架空线这一段连接部分进行日常和特殊气候下的巡检和维护，可以节约时间和人力成本。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。

附图说明

附图用来提供对本申请的进一步理解，并且构成说明书的一部分，并与本申请的实施例一起，用于解释本申请，并不构成对本申请的限制。在附图中：

图1是本申请110kV户外三相集成开变一体机整体结构的示意图；

图2是本申请110kV户外三相集成开变一体机侧向视角的结构图；

图3是本申请中所采用的的气体绝缘套管的外部结构示意图；

图4是本申请110kV户外三相集成开变一体机中气体绝缘套管的横向剖视图。

图中，1表示主变压器；2表示GIS设备；3表示气体绝缘套管；101表示126kV油气套管内导体；301表示电连接触头；302表示油气套管；303表示单相三通管路；304表示伸缩节；305表示三相共箱汇合管路；306表示三相共箱直连管路；307表示三相三通管路；308表示三相共箱管路；309表示单相盘式绝缘子；310表示屏蔽环；311表示电连接触头；312表示直角拐弯电触头；313表示导电体；314表示三相盘式绝缘子；315表示单相三通管路外壳法兰连接处用O型密封圈；316表示三相管路外壳法兰连接处用O型密封圈；317表示三相管路手孔法兰处密封用O型密封圈；318表示单相三通管路手孔法兰处密封用O型密封圈。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本申请实施例的附图，对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本申请的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本申请中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。

本申请中所述的“内、外”的含义指的是110kV户外三相集成开变一体机本身而言，由主储油柜的外壳指向胶囊内部的方向为内，反之为外；而非对本申请的装置机构的特定限定。

本申请中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。

本申请中所述的“上、下”的含义指的是使用者正对变压器时，由地面指向胶囊升高座顶部的方向即为上，反之即为下，而非对本申请的装置机构的特定限定。

图1及图2所示为根据本申请的一种110kV户外三相集成开变一体机，其包括：

主变压器1，其包括主体结构和高压油-SF6套管93，各高压油-SF6套管93分别连接主变压器高压出线中的一相，各相高压油-SF6套管93分别沿主体结构的长度方向竖直设置在所述主体结构的顶部一侧；

气体绝缘套管3，其一端与高压油-SF6套管93固定连接，其另一端与GIS设备固定连接；

所述GIS设备包括布置在高压油-SF6套管93一侧的安装底架959及设置于所述安装底架959上的电气元件，安装底架959上所设各电气元件由硬连接管路结构依次串联并按照高压油-SF6套管93各相分别并排排列于主变压器1一侧；

储油柜，其内部存储有绝缘油，所述储油柜固定设置在主变压器1主体结构的顶部，且位于气体绝缘套管3的下方。

本申请所采用的GIS设备，其通过气体绝缘套管3连接SF6-空气套管96，断路器954（CB）,隔离接地开关装配DES,快速接地开关9583（FES），电压互感器957（PT），电流互感器953（CT）,避雷器956（LA）等，这些组件通过一个安装底架959以及连接各电气元件之间法兰连接有机组合为一体。上述的GIS设备可通过一个安装底架959，平行于所述主变压器1长度方向水平布置在高压油-SF6套管93一侧。安装底架959上所设电气元件沿高压油-SF6套管93长度方向平行并排排布。各电气元件与高压油-SF6套管93之间电气连通。GIS。安装底架959上所布置的电气元件无固定排布方式要求，只要能够实现GIS设备功能即可以任意方式排布。

一般，为进一步保证主变压器与GIS设备之间连接可靠，不会因为运输过程中的位移偏差而产生损坏，两者的连接部位之间一般还可放置有伸缩波纹管管壳实现的位移调节装置，以提供纵向或横向的偏移、转向空间。更为具体，本申请可设置主变压器1与GIS设备电气元件之间所连接的气体绝缘套管3包括图3中顺序连接的：

油气套管302，垂直方向伸缩节，单相管路303，水平方向伸缩节，三相共箱汇合管路305，三相共箱直连管路306，三相三通管路307，三相共箱管路308，其中，单相管路303以及三相三通管路307内的导电体分别设置有匹配于管路外壳连接口方向的90°转向弯折，且所述导电体还在其90°转向弯折位置上设置有直角拐弯电触头312。其中，油气套管302与垂直方向伸缩节之间、水平方向伸缩节与单相管路303之间、水平方向伸缩节与三相共箱汇合管路305的各输入端之间分别由图4所示的单相盘式绝缘子309固定连接各管路内部的导电体，三相共箱汇合管路305的输出端与三相共箱直连管路306之间、三相共箱直连管路306与三相三通管路307之间、三相三通管路307与三相共箱管路308之间分别由图4所示的三相盘式绝缘子314固定连接各管路内部的导电体。

上述110kV户外三相集成开变一体机可进一步在主变压器1顶部安装储油柜，其通过将外壳设置为具有扁平八角形截面形状而通过横向布置在主变压器上以进一步降低变压器主体结构的高度，该扁平八棱柱外壳内部存储有绝缘油，绝缘油顶部由胶囊密封，所述储油柜可通过固定安装架设置在主变压器1主体结构的顶部，储油柜与主变压器1安装间隙之间可安装主导气管，连通储油柜内部的压力调整通道可配合主变压器外箱由储油柜的顶部水平延伸至主变压器1的侧壁边缘后弯折向下延伸至主变压器1侧壁下部；

由此，通过上述方式实现的110kV户外三相集成开变一体机，其主变压器在计算电磁方案时可调整合适的铜铁比例和器身尺寸，配合结构布置时严格控制油箱内空尺寸和GIS硬管连接结构，GIS优化管道走向，可保证本方案所提供的主变压器和GIS安装连接后总的外形尺寸控制在矩形安装场地范围内，可以较小的设备间间隙充分利用整个安装场地的内部空间紧凑布置、安装变电设备，以较小安装空间实现大容量、高可靠性变压输出。

本申请将主变压器的高压出线通过GIS管线与GIS设备直接相连，将其高压出线与GIS设备融为一体，以使得主变压器与GIS设备有机组合为一体。通过主变压器内部线路、外部箱体结构的优化布局配合高压侧引出的三相油-SF6套管，中性点侧引出的油-SF6套管，低压侧引出的电缆插拔头式的套管，以及匹配于主变压器箱体的特殊矮八角形或长圆形储油柜，和侧面布置的冷却器等部件，本申请的GIS设备、主变压器以及连接两者的GIS管线能够配合于安装场地的尺寸进行布置，以降低运输成本和对安装场地的要求。

其他实现方式下，本申请还可将从主变压器的三相126kV油-SF6套管处开始连接至GIS设备主变间隔之间的GIS气体绝缘套管构造为：由主变压器126kV油-SF6套管、管路外壳，导电体，盘式绝缘子，电连接触头、屏蔽球、伸缩节、O型密封圈、紧固件及SF6气体等组成。电连接触头1先与变压器126kV油-SF6套管的顶部带电体相连，再连接至导电体，导电体置于管路外壳的轴中心处，由盘式绝缘子固定支撑，而盘式绝缘子则置于管路外壳法兰之间的连接处，每个盘式绝缘子的中心需安装电连接触头2，电连接触头2外部需安装屏蔽环。当管路和导电体一起直角拐弯时，此时导电体在拐弯处需安装连接用的电连接触头3。管路外壳之间连接的合适位置也需安装伸缩节来调节公差及膨胀收缩。因为气体绝缘套管的GIS管线与现有的GIS设备融为一体，所以此部分各个部件的尺寸，与GIS设备的尺寸保持一致，保证两部分连接后相匹配。

由此，高压油-SF6套管93所输出的高压信号通过三相汇合套管体沿变压器主体的长度方向传输至安装底架959的一侧。该主变压器高压侧引出的三相126kV油-SF6套管，可竖直安装，以利用其与变压器主体之间间隙容纳高度较小的八角形或长圆形的储油柜，从而降低主变压器的整体高度。本申请变压器可采用在油箱侧面加挂风冷却器来散热的冷却方式，既减小了主变压器的总体宽度，又与主变压器的高压出线方式相匹配。本申请在将GIS设备的内部导电体与主变压器高压油-SF6套管直接相连时，内部导电体连接处设计了位移调节装置以便于现场的安装，在导体连接处还设计了屏蔽环以减小连接处的电场强度。

本申请主变压器将126kV油-空气套管更换成126kV油-SF6套管，用GIS管线代替原连接主变压器与GIS设备之间的软架空线，将主变压器与GIS设备直接密闭式的连接在一起。原有的GIS设备可基本维持不变，只是取消了GIS设备主变间隔的出线用126kV的SF6-空气套管。在本发明的新的连接方式中，更换后的 GIS管线与现有的GIS设备融为了一体，并与主变压器有机的组合在一起。具体实施后的效果见如下附图1，其中间连接部分即为本发明的新的连接方式的主变压器1与GIS设备2之间的气体绝缘套管3。连接部分的管路外壳302与主变压器1的油气套管上法兰相连，管路外壳308与GIS设备主变间隔的管路外壳相连，气体绝缘套管3内部的中心导体导电体313一头与主变压器1的油气套管顶部带电体101的顶部带电体相连，另一头与GIS设备主变间隔管路内的中心导体导电体相连导通。气体绝缘套管3的外部结构如下附图3所示，气体绝缘套管3的内部结构如下附图4所示。

管路外壳连接顺序依次为：先是每相的油气套管管路外壳302下部法兰与主变压器1中的126kV油-SF6套管顶部带电体101的上部法兰相连，然后油气套管管路外壳302上部法兰与单相盘式绝缘子309相连，单相盘式绝缘子309再与伸缩节304相连，伸缩节304上部法兰再连至单相三通管路外壳303的下部法兰，单相三通管路外壳303的水平法兰再安装单相盘式绝缘子309，单相盘式绝缘子309连至伸缩节304，三个单相的伸缩节304再一起连至三相管路外壳305的三个水平的单相小法兰处，然后三相管路外壳305的水平的三相大法兰再安装三相盘式绝缘子314，三相盘式绝缘子314再连至三相管路外壳306，三相管路外壳306再安装三相盘式绝缘子314，然后三相盘式绝缘子314再连至三相三通管路外壳307的水平法兰，三相三通管路外壳307的下部法兰再安装三相盘式绝缘子314，三相盘式绝缘子314再与三相管路外壳308相连，三相管路外壳308最后安装三相盘式绝缘子314密闭，至此整个外部管路连接完成。在法兰的连接处的凹槽里均需放置相应的O型密封圈密封。

为了保证实际的制造偏差，在管路外壳之间连接的合适位置，安装了伸缩节304来调节公差及膨胀收缩。管路上还加开了安装操作用手孔，便于现场的安装及检查用。管路之间连接处一侧的法兰上还开了凹槽用来安装O型密封圈，以防止漏气。另外所有的外壳管道的相互连接处，均安装有接地线，保证所有外壳连接后一点可靠接地。

图4内部连接的顺序依次为：每相的电连接触头301先与主变压器1每相的126kV油-SF6套管顶部带电体101的顶部带电体相连，然后连接至电连接触头311和屏蔽环310，中心导体导电体313置于电连接触头311和屏蔽环310内部，并与电连接触头311和屏蔽环310导通，在上部单相三通管路直角拐弯处，中心导体导电体313先与电连接触头311相连，再连至直角拐弯电触头312，进行直角拐弯后，每相的中心导体导电体313与电连接触头311和屏蔽环310相连后一起汇入三相共箱管路外壳305三相共箱汇合管路305，A，C相的中心导体导电体313在通过三相共箱管路外壳305三相共箱汇合管路305也需要拐弯后才能与B相一起通过三相盘式绝缘子314， 再连接2次电连接触头311和屏蔽环310并通过三相共箱管路外壳306三相共箱直连管路306，然后在三相共箱管路外壳307三相三通管路307内部，三相中心导体导电体313再连接直角拐弯电触头312，一起进行一次直角拐弯，最后再连接2次电连接触头311和屏蔽环310并通过三相共箱管路外壳308三相共箱管路308，至此整个内部的导电导体连接完成。

内部导体连接时，中心导体导电体313置于管路外壳的轴中心处，由盘式绝缘子309或314固定支撑，在管路外壳法兰之间的连接处，均放置有单相盘式绝缘子309或三相盘式绝缘子314，中心导体导电体313通过盘式绝缘子309或314的开孔中心处需安装电连接触头311和屏蔽环310。当管路和中心导体导电体313一起直角拐弯时，此时中心导体导电体313在拐弯处需安装连接用的电连接触头312。当整个内部连接完成后，形成了一个能导通电流的电气回路。但由于中心导体导电体是由盘式绝缘子的绝缘材料支撑的，中心导体导电体与管路外壳之间是绝缘的。

本申请的方案中，各管路外壳、导电体、屏蔽球可分别根据需要选择不同材质的铝合金。盘式绝缘子为环氧树脂和铝合金法兰盘浇筑一体成型。其一侧 电连接触头的材料是无氧铜，而伸缩节、紧固件的材料是不锈钢，管壳之间所设的O型密封圈选择三元乙丙橡胶。

与常规GIS设备相比，本申请对GIS设备进行了以下几方面的优化：

1.取消原GIS设备主变间隔引出的，与主变压器高压出线连接用的SF6-空气套管。GIS设备外部管道壳体与主变压器高压油-SF6套管直接相连时，外部管道连接处在高度和水平方向上均设计了位移调节装置以便于现场的安装，所有的主变压器高压出线至GIS设备连接的GIS外壳管道用接地线可靠一点接地，完全不受自然环境的影响，并使日常的带电巡检和维护安全方便快捷。

2.将主变压器和GIS设备连接用的软架空线，替换为封闭式的GIS硬管道，控制此段GIS管道与GIS设备主变间隔相连接 ，并设置图4中管道外壳942，内部中心导体941及管道连接处的盘式绝缘子的尺寸与GIS尺寸匹配一致，其中，内部中心导体941连接处可设计位移调节装置以便于现场的安装，导体连接处还可选设计屏蔽环以减小连接处的电场强度。气体绝缘套管3的三相共箱汇合管路305平行于主变压器1长轴方向设置在储油柜的顶部，三相共箱直连管路306、三相三通管路307、三相共箱管路308均垂直于主变压器1长轴方向设置在主变压器1的一侧。由此，GIS设备管线的走向与主变压器的外形相匹配，主变压器与GIS设备可进一步进行一体化设计，工厂预制式生产，现场模块化安装。由此使得本申请所提供的开变一体机总体外形布置紧凑合理，大幅缩小了变电站的面积连接完成后，GIS管线可与GIS设备融为一体。

3.整体性的设计主变压器与GIS设备的连接接口，在GIS内部中心导体和外部管道连接结构上均设计位移调节补偿装置，在GIS设备外部管道壳体与主变压器高压油-SF6套管直接相连位置的外部管道上分别在高度方向和水平方向上均设置波纹管以作为位移调节装置，方便安装现场调节连接位置，使主变压器与GIS设备的安装连接更安全可靠。

4.本发明与现有传统技术相比较，两者的主要区别是从变压器连接至GIS这一小段的连接结构发生了改变，由原来的开放式连接变成了密闭式的连接。两者之间连接的导体材料发生了变化，由软的架空线变成了成型的铝管，而且这段导体所处的环境也由原来的直接裸露在外而变成了密闭在充满SF6气体的管线之中。此段连接部分的高压带电部件完全不受天气及大气环境的影响，增大了变电站运行时的安全系数。由于典型的连接方式中原来裸露的主变压器高压126kV油-空气套管，GIS设备主变间隔的出线用126kV的SF6-空气套管，及接线端子带电连接部分均为裸露在外面的，带电运行时均需满足外部的电气绝缘距离要求，所以需占据较大的用地空间，而且检修和维护也不安全，不方便。而本发明的连接方式为密闭式连接，无需考虑连接时外部的电气绝缘距离要求，只需预留变电站巡检和维护用空间即可，布置更紧凑合理，因此可大幅缩小变压器的安装和占地空间。

综上，本申请所提供的110kV户外三相集成开变一体机可两种一次设备集成为一体设计，变压器与GIS设备直接密闭式的连接在一起。并用GIS管线代替了连接主变压器和GIS设备用的软架空线。本发明新的连接方式的技术，相比于现有技术，本申请存在着以下的优点：

整体设计布置更紧凑合理，节约了建设用地面积，主变压器至GIS设备连接用的高压带电部分完全不受天气及大气环境的影响，增大了变电站运行时的安全系数，还能减少变电站工作人员日常和特殊气候下的巡检和维护的工作量，由于无需考虑带电运行时的外部电气绝缘距离要求，日常的带电巡检和维护更安全，更方便，更快捷。电部件完全不受天气及大气环境的影响，增大了变电站运行时的安全系数。由于典型的连接方式中原来裸露的主变压器高压126kV油-空气套管，GIS设备主变间隔的出线用126kV的SF6-空气套管，及接线端子带电连接部分均为裸露在外面的，带电运行时均需满足外部的电气绝缘距离要求，所以需占据较大的用地空间，而且检修和维护也不安全，不方便。而本发明的连接方式为密闭式连接，无需考虑连接时外部的电气绝缘距离要求，只需预留变电站巡检和维护用空间即可，布置更紧凑合理，因此可大幅缩小变压器的安装和占地空间。

本申请的开变一体机，其主变压器高压出线可以有多种方式，既可以从油箱箱盖上竖直向上引出，也可以从油箱箱壁上水平引出，还可以将高压升高座设计成L型结构安装在油箱箱壁中部再向上引出，这些都可以作为以后的替代方案。

目前的主变压器110kV高压套管引出一般都是分相引出的，而GIS设备和GIS管线为三相共箱，后期还可以考虑将主变压器高压套管三相共箱引出。

以上仅为本申请的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种110kV户外三相集成开变一体机，其特征在于，包括：

主变压器（1），其包括主体结构和高压油-SF6套管（93），各高压油-SF6套管（93）分别连接主变压器高压出线中的一相，各相高压油-SF6套管（93）分别沿主体结构的长度方向竖直设置在所述主体结构的顶部一侧；

气体绝缘套管（3），其一端与高压油-SF6套管（93）固定连接，其另一端与GIS设备固定连接；

所述GIS设备包括布置在高压油-SF6套管（93）一侧的安装底架（959）及设置于所述安装底架（959）上的电气元件，安装底架（959）上所设各电气元件由硬连接管路结构依次串联并按照高压油-SF6套管（93）各相分别并排排列于主变压器（1）一侧；

储油柜，其内部存储有绝缘油，所述储油柜固定设置在主变压器（1）主体结构的顶部，且位于气体绝缘套管（3）的下方。

2.如权利要求1所述的110kV户外三相集成开变一体机，其特征在于，每一组安装底架上均并排设置有分别匹配于主变压器（1）三相的电气元件；

主变压器（1）与GIS设备电气元件之间所连接的气体绝缘套管（3）包括顺序连接的：

油气套管（302），垂直方向伸缩节，单相三通管路（303），水平方向伸缩节，三相共箱汇合管路（305），三相共箱直连管路（306），三相三通管路（307），三相共箱管路（308），其中，单相三通管路（303）以及三相三通管路（307）内的导电体分别设置有匹配于管路外壳连接口方向的90°转向弯折，且所述导电体还在其90°转向弯折位置上设置有直角拐弯电触头（312）。

3.如权利要求2所述的110kV户外三相集成开变一体机，其特征在于，油气套管（302）与垂直方向伸缩节之间、水平方向伸缩节与单相三通管路（303）之间、水平方向伸缩节与三相共箱汇合管路（305）的各输入端之间分别由单相盘式绝缘子（309）固定连接各管路内部的导电体，三相共箱汇合管路（305）的输出端与三相共箱直连管路（306）之间、三相共箱直连管路（306）与三相三通管路（307）之间、三相三通管路（307）与三相共箱管路（308）之间分别由三相盘式绝缘子（314）固定连接各管路内部的导电体。

4.如权利要求2所述的110kV户外三相集成开变一体机，其特征在于，气体绝缘套管（3）的三相共箱汇合管路（305）平行于主变压器（1）长轴方向设置在储油柜的顶部，三相共箱直连管路（306）、三相三通管路（307）、三相共箱管路（308）均垂直于主变压器（1）长轴方向设置在主变压器（1）的一侧。

5.如权利要求4所述的110kV户外三相集成开变一体机，其特征在于，气体绝缘套管（3）中三相共箱汇合管路（305）、三相共箱直连管路（306）、三相三通管路（307）、三相共箱管路（308）的外径分别与GIS设备中各电气元件的硬连接管路结构外径一致。

6.如权利要求3所述的110kV户外三相集成开变一体机，其特征在于，所述三相盘式绝缘子（314）、所述单相盘式绝缘子（309）的两侧分别设置有屏蔽环（310）和电连接触头（311），所述屏蔽环（310）和电连接触头（311）分别与各管路内部的导电体固定电连接。

7.如权利要求6所述的110kV户外三相集成开变一体机，其特征在于，所述三相共箱汇合管路（305）包括：

三相共箱汇合主管，其一侧设置有分别匹配各单相三通管路（303）的输入端管，其另一侧设置有匹配于三相共箱直连管路（306）的输出端管，所述三相共箱汇合主管的内部设置有分别连接在各单相三通管路（303）以及三相共箱直连管路（306）对应相之间的导电体，所述导电体的一端由单相盘式绝缘子（309）的电连接触头（311）固定于输入端管内部，沿输入端管轴向垂直伸入三相共箱汇合主管并在三相共箱汇合主管内部90度弯折，沿三相共箱汇合主管轴线方向延伸至输出端管位置，在输出端管位置90度弯折后沿输出端管轴向连接至设置于输出端管口的三相盘式绝缘子（314）上对应相的屏蔽环（310）。

8.如权利要求7所述的110kV户外三相集成开变一体机，其特征在于，所述油气套管管（302）、垂直方向伸缩节、单相三通管路（303）、水平方向伸缩节、三相共箱汇合管路（305）、三相共箱直连管路（306）、三相三通管路（307）、三相共箱管路（308）之间法兰连接，其连接处还分别设置有抵接于单相盘式绝缘子（309）或三相盘式绝缘子（314）外周的O型密封圈。

9.如权利要求6所述的110kV户外三相集成开变一体机，其特征在于，所述屏蔽环（310）、导电体为铝合金材质，所述电连接触头（311）为无氧铜材质。

10.如权利要求9所述的110kV户外三相集成开变一体机，其特征在于，所述单相盘式绝缘子（309）、所述三相盘式绝缘子（314）由环氧树脂和铝合金法兰盘浇筑一体成型。

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