一种开变一体机的制作方法

1.本技术涉及电力变压器技术领域，具体而言涉及一种开变一体机。


背景技术：

2.变电站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。
3.典型的户外式高压变电站，主变压器的所有出线套管通常采用油-空气套管，gis设备的出线处通常采用sf6-空气套管。
4.现有户外高压变电站的主变压器和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。
5.现有户外高压变电站的中性点接地装置需要独立安装在主变压器附近的立柱支架上，通过软架空线与主变压器的中性点侧油-空气套管相连。
6.现有户外高压变电站中主变压器低压侧通常采用纯磁套管。纯磁套管与管母线或母线排连接在一起，低压管母线或母线排裸露在空气中。
7.传统方案中所有的套管及带电连接接触部分均裸露在空气中，套管与出线的连接方式均为敞开式的，因此需要较大占地面积。此外，现有gis设备通常垂直主变压器长度方向布置，因此需要在变压器侧部预留足够长的空地面积才能安装连接gis设备。


技术实现要素：

8.本技术针对现有技术的不足，提供一种开变一体机，本技术通过气体绝缘套管将主变压器与gis设备连接为一体，使其能够并排排列，压缩了软架空线所需的绝缘距离，配合对主变压器结构的优化，可有效压缩一体连接所得的开变一体机安装场地面积。本技术能够在较小空间场所提供大容量、高可靠性变压输出。本技术具体采用如下技术方案。
9.首先，为实现上述目的，提出一种开变一体机，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水平设置在所述主体结构的一侧顶部，且所述高压油-sf6套管的高度低于主变压器主体结构的高度；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设备包括平行于所述主变压器长度方向水平布置在高压油-sf6套管一侧的若干组安装底架及设置于所述上的电气元件，各组安装底架之间依次沿高压油-sf6套管长度方向平行排布，且各组安装底架所设电气元件之间由转向结构依次与高压油-sf6套管串联连接；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，具有设置在储油柜与主变压器安装间隙之间的主导气管，以及连通储油柜内部的压力调整通道，所述压力调整通道由储油柜的顶部水平延伸至主变压器的侧壁边缘后弯折向下延伸至主变压器侧壁下部；风冷却器，其设置在主变压器主体结构的另一侧端面，通过主变压器的导油管将线圈的绝缘油直接引入风冷却器以降低主变
压器内绝缘油温度。
10.可选的，如上任一所述的开变一体机，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；所述转向结构包括：三相汇合套管体，其平行于主变压器及安装底架，设置在两者之间，所述三相汇合套管体的顶部设置有三个套管连接端口，各套管连接端口分别通过一相气体绝缘套管与对应相的高压油-sf6套管电连接，所述三相汇合套管体的内部平行设置有分别匹配于三个套管连接端口的导电体，各导电体之间由绝缘连接件固定连接，且各导电体分别与一相高压油-sf6套管电连接；转向套管，其第一端连接三相汇合套管体的一侧，所述转向套管的内部间隔设置有相互平行的三组90
°
转向导体，各90
°
转向导体分别与三相汇合套管体中的一相导电体电连接；三相分离套管体，其平行于所述高压油-sf6套管，连接在转向套管的第二端，或设置在安装底架上电气元件的一侧，所述三相分离套管体的侧部设置有三个元件连接端口，各元件连接端口分别与安装底架上的一相电气元件电连接，所述三相分离套管体的内部平行设置有分别匹配于三相元件连接端口的内导体，各内导体之间由绝缘连接件固定连接，且各内导体分别与一相转向导体电连接；组间伸缩连接套管，其连接在相邻两安装底架侧部所设的三相分离套管体之间，分别串联三相分离套管体中各相内导体。
11.可选的，如上任一所述的开变一体机，其中，所述主变压器内设置有：三相线圈，其沿主变压器主体结构的长度方向顺序排列；三相高压引出线，其分别连接三相线圈，所述三相高压引出线分别先向上引出至主变压器主体结构的同一侧顶部，然后在主变压器的顶部分别水平向外弯折连接至一相高压油-sf6套管，由所述高压油-sf6套管水平向外引出。
12.可选的，如上任一所述的开变一体机，其中，各相高压油-sf6套管分别水平连接匹配于该相的气体绝缘套管，各相高压油-sf6套管的下侧分别设置有支撑于主变压器箱体外侧的支撑条。
13.可选的，如上任一所述的开变一体机，其中，所述主变压器的中性点通过气体绝缘中性点接地装置接地，所述主变压器的低压套管采用电缆插拔头式套管。
14.可选的，如上任一所述的开变一体机，其中，所述气体绝缘中性点接地装置包括并联连接在主变压器中性点与地电平之间的：避雷器、隔离开关和/或放电间隙。
15.可选的，如上任一所述的开变一体机，其中，所述隔离开关包括：第一金属外壳，其与主变压器顶部的气体绝缘管壳密封连接并共同接地；静触头，其设置在主变压器顶部的气体绝缘管壳内，与变压器中性点电连接；动触头，其上部与第一金属外壳之间滑动电连接，所述动触头滑动至第一金属外壳的底部位置时其底端与静触头电接触，所述动触头滑动至第一金属外壳的顶部位置时其底端与静触头脱离电接触；开关感应线圈，其设置在动触头的外周并位于第一金属外壳的内部，所述动触头贯穿所述开关感应线圈，以触发所述开关感应线圈感应动触头所通过的接地电流。
16.可选的，如上任一所述的开变一体机，其中，所述放电间隙包括：第二金属外壳，其与主变压器顶部的气体绝缘管壳密封连接并共同接地；导电杆，其上部与第二金属外壳的顶部滑动电连接，其底部固定电连接有动侧球头；间隙感应线圈，其设置在导电杆的外周且位于第二金属外壳的内部，所述导电杆贯穿所述间隙感应线圈，以触发所述间隙感应线圈检测导电杆内的电流；静侧球头，其固定设置在主变压器顶部的气体绝缘管壳内，与变压器中性点电连接；所述动侧球头位于第二金属外壳内且位于静侧球头的上方，动侧球头和静
侧球头之间填充绝缘气体；所述导电杆滑动至第二金属外壳的顶部位置时，所述动侧球头与静侧球头之间保持绝缘；所述导电杆滑动至第二金属外壳的底部位置时，所述动侧球头与静侧球头之间击穿绝缘气体间隙放电。
17.可选的，如上任一所述的开变一体机，其中，所述储油柜包括：主储油柜，其设置为扁平多棱柱结构，其内部容纳有胶囊；开关储油柜，其设置在主储油柜的一侧端面，独立于主储油柜；主导气管，其设置在主储油柜与主变压器之间的安装间隙，一端连接主储油柜的底部，另一端连接主变压器，所述主导气管具有由变压器主体箱盖倾斜向上不小于2
°
的坡度；胶囊升高座，其设置在主储油柜的顶端，与胶囊的顶部固定连接，并在胶囊顶部与胶囊升高座的顶端之间密封形成气体容纳腔；呼吸通道，其通过胶囊升高座与胶囊内部相连通，并由胶囊升高座延伸至主变压器的侧壁下部，调节胶囊的呼吸状态；抽真空通道，其与所述气体容纳腔相连通，由胶囊升高座的顶部延伸至主变压器的侧壁下部，用于调节气体容纳腔内气压。
18.可选的，如上任一所述的开变一体机，其中，所述胶囊升高座包括：升高座主体，其连接主储油柜的顶端，并在其顶部设置有开口；胶囊升高座盖板，其与升高座主体密封连接，封闭所述开口；胶囊连接法兰，其顶部与胶囊升高座盖板密封连接，其底部与胶囊顶部密封连接，其内部设置有法兰通道连通胶囊内部；呼吸器管接头，其底部与胶囊升高座盖板连接为一体，其顶部连接呼吸通道；主储油柜放气塞，其设置在所述胶囊升高座盖板上，连通抽真空通道与气体容纳腔；其中，所述胶囊升高座盖板与胶囊连接法兰之间设置有第一密封圈；所述胶囊升高座盖板与升高座主体之间设置有第二密封圈；第二密封圈包围设置在第一密封圈外部。
19.有益效果本技术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，并通过转向结构将gis设备沿主变压器侧边平行排列，不仅压缩了设备间的绝缘距离，而且能够充分利用主变压器长边侧空间，将gis设备由原先垂直于主变压器的布置方式调整为平行于主变压器，配合于主变压器长度尺寸布置的若干组电气元件，能够有效压缩对安装场地长度方向的尺寸要求，减少gis设备所需安装场地面积。本技术利用这种硬连接结构，在保证气体绝缘可靠稳定的前提下，配合主变压器内部高压引出线布线方式和外部变压器部件结构、排布方式的优化，将主变压器和gis设备紧凑安装在长方形场地上，压缩设备之间的安装距离，提高对变电站场地的利用效率，满足了大容量小场地的变电需求。由于本技术的主变压器与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，本技术的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，本技术还能够极大地方便日常的带电巡检和维护。
20.进一步，本技术通过对主变压器油箱内部设计及内空距离进行一系列的优化，配合对储油柜和冷却器外形及安装位置的优化，大幅缩小了大容量主变压器的外形尺寸，加上对gis设备管线走向的优化，将安装gis所需的长度空间调整为配合于主变压器长度尺寸的单元结构，以使两者集成后总的外形尺寸满足长方形安装场地的外限尺寸的要求，满足了大容量小场地需求。尤其，为避免变压器高压出线侧为预留管壳绝缘距离而产生的鼓包结构，压缩鼓包结构以及高压出线侧管路弯折结构所增加的主变压器与gis设备之间的安
装间距，本技术在变压器内部将变压器三相高压引出线先竖直向上引出再水平向外弯折，以水平方式直接连接至相应的高压油-sf6套管，从而直接在变压器主体结构内部完成对高压出线侧的90
°
转向，保证高压油-sf6套管顶部高度不会超出主变压器顶部高度。水平设置于主变压器顶部一侧的高压油-sf6套管结构，能够取消传统出线方式中设置在变压器外侧的z字形转向管路，从而压缩本技术开变一体机管路结构所需安装空间。本技术可直接将主变压器中三相高压引出线先竖直向上引出，再水平伸出以直接通过气体绝缘套管将三相线路沿变压器宽度方向进行分离和转向，使之直接匹配于安装底架上各相电气元件，以较短管线排布距离实现主变压器与gis设备之间的电连接。本技术能够压缩内部线圈高压侧与油箱壁宽度方向上的内空距离，然后再在主变压器长边侧，利用高压油-sf6套管结构下侧空间将上述高压引出线向下弯折并归拢，通过三相汇合套管体与转向套管实现90度线路转向，将三相高压导电体通过布置于安装底架端部外侧的三相分离套管体分别与gis设备安装底架上所设的各相电气元件实现电连接。由此，本技术能够压缩布线所需高度空间和宽度空间，将gis设备以及管道的长边距离限制为与主变压器长边距离保持一致，由此，可充分利用主变压器长边外侧的安装空间，使高压引出线能够串联各安装底架上所设电气元件各相，输出高压信号。
21.本技术在主变压器中性点侧采用油-sf6套管，并用封闭式的气体绝缘中性点接地装置实现中性点接地。本技术中的气体绝缘中性点接地装置可直接安装在中性点升高座上，与主变压器融为一体。高压及中性点套管和接线端子等带电连接部分均完全被封闭在gil管道中，低压套管采用电缆插拔头式套管来引出电缆线，主变压器与gis设备之间所有的套管和出线连接均为全绝缘的连接形式，所有的套管及接线端子、引出线带电运行时均绝缘或通过gil外壳管道可靠接地。能满足对安全可靠性要求极高的客户的需求。
22.本技术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，或者通过实施本技术而了解。
附图说明
23.附图用来提供对本技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，并与本技术的实施例一起，用于解释本技术，并不构成对本技术的限制。在附图中：图1是本技术开变一体机整体结构的示意图；图2是本技术开变一体机侧向视角的结构图；图3是本技术中主变压器内部高压引出线在侧向视角下的示意图；图4是本技术开变一体机俯视方向视角下的示意图；图5是本技术中主变压器与gis设备之间转向结构的示意图；图6是本技术中主储油柜结构的示意图；图7是图6所示主储油柜中胶囊升高座的剖面结构示意图；图8是图6所示主储油柜中胶囊结构悬挂方式的示意图；图9是图6所示主储油柜侧部开关储油柜结构的示意图；图10是图6所示主储油柜中手孔盖板的侧视图；图11是本技术的开变一体机中所采用隔离开关的剖视图；图12是本技术的开变一体机中所采用放电间隙的剖视图；
图13是本技术的开变一体机中风冷却器进油管设置方式的侧向剖视图；图14是本技术的开变一体机中风冷却器进油管设置方式的横向剖视图；图15是本技术中自然油循环冷却方式与强迫油循环冷却方式的对比图；图16是本技术中所采用的gis设备的整体结构示意图。
24.图中，1表示主储油柜；10表示胶囊；12表示挂钩；2表示胶囊升高座；20表示胶囊连接法兰；21表示呼吸器管接头；22表示胶囊升高座盖板；23表示主储油柜放气塞；201表示第一密封圈；202表示第二密封圈；31表示手孔；32表示人孔；33表示电工层压木；4表示气体继电器；41表示储油柜端蝶阀；42表示波纹管；43表示箱盖端蝶阀；44表示箱盖连接弯管；5表示主储油柜呼吸器；6表示开关储油柜呼吸器；7表示开关储油柜；70表示油位计；701表示防雨罩；71表示开关储油柜放气塞；72表示呼吸器连接管；8表示阀门；9表示主变压器；91表示中性点接地装置；9111表示第一金属外壳；9112表示静触头；9113表示动触头；9114表示开关感应线圈；9121表示第二金属外壳；9122表示导电杆；9123表示动侧球头；9124表示间隙感应线圈；9125表示静侧球头；92表示风冷却器；921表示风冷却器进油管；922表示下夹件汇油管；923表示下夹件u型导油管；93表示高压油-sf6套管；94表示气体绝缘套管；9511表示三相汇合套管体；9512表示三相分离套管体；9513表示组间伸缩连接套管；952表示伸缩节；953表示电流互感器；954表示断路器；955表示断路器操动机构；956表示避雷器；957表示电压互感器；958表示隔离开关装配；9582表示接地开关；959表示安装底架。
具体实施方式
25.为使本技术实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本技术实施例的附图，对本技术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技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本技术的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
26.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）具有与本技术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。
27.本技术中所述的“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。
28.本技术中所述的“内、外”的含义指的是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；而非对本技术的装置机构的特定限定。
29.本技术中所述的“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。
30.本技术中所述的“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，而非对本技术的装置机构的特定限定。
31.图1及图2所示为根据本技术的一种开变一体机，其包括：主变压器9，其高压出线端需要通过气体绝缘的gil管线与gis设备直接相连，而连接gil管线的高压油-sf6套管一般需要从主变压器储油柜的一侧一起引出。考虑到主变压器主体结构为长方形，其长度尺寸一般匹配于安装场地的宽度尺寸，因此，本技术优选将主
变压器9贴合安装场地窄边布置在场地一侧，从而利用安装场地长边方向上剩余的完整矩形空间实现对gis设备的布置和安装。为配合于该布置方式，本技术可在主变压器主体结构的长边侧设置高压出线，由此可将高压出线直接向外连接设置在主变压器侧部的gis设备，并以此降低主变压器高压出线端的高度，压缩gil管线的布置距离；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分别沿变压器主体结构的长度方向水平设置在变压器箱的一侧顶部，且所述高压油-sf6套管93的高度低于主变压器9主体结构的高度；主变压器9的中性点亦可通过填充有sf6的气体绝缘中性点接地装置接地；而所述主变压器9的低压套管则可采用电缆插拔头式套管实现；气体绝缘套管94，其可选择采用图5所示的密闭式的gil硬管道，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，一般，为配合于本技术变压器的高压油-sf6套管93出线结构，该气体绝缘套管94可布置在高压油-sf6套管93出线结构下侧，利用高压油-sf6套管93下部空间，连接在变压器与gis设备之间；所述gis设备，其设置为包括图16所示的：gil管线94，断路器954（cb）,隔离接地开关装配des,快速接地开关（fes），电压互感器957（pt），电流互感器953（ct）,避雷器956（la）等，这些组件通过若干组安装底架959以及连接各电气元件之间的气体绝缘套管有机组合为一体。上述的gis设备可通过若干组安装底架959，平行于所述主变压器9长度方向水平布置在高压油-sf6套管93一侧。各组安装底架959上所设电气元件之间依次由gil硬管串联，沿高压油-sf6套管93长度方向平行并排排布。且各组安装底架959所设电气元件之间由转向结构依次与高压油-sf6套管93串联连接。各组安装底架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。在一些实现方式下，为了压缩空间，本技术可将断路器卧式布置，并将安装底架959上的gis管线走向与安装场地相匹配。例如，所述的gis设备可设置其管线的走向与主变压器及安装场地的外限尺寸相匹配，与主变压器一体化设计，工厂预制式生产和模块化安装，总体外形布置更紧凑合理。 gis设备的内部中心导体与主变压器高压油-sf6套管直接相连时，内部中心导体连接处可设计位移调节装置以便于安装并防止运输过程中的位移损坏，在导体连接处还有屏蔽环以降低连接处导体表面的电场强度。外部管道连接处在三相分离套管体9512两端相应方向上均设计了位移调节装置以便于安装及防止运输过程中的位移而损坏。其具体可通过图16所示的结构实现：首先，变压器主体后端高压油-sf6套管93连接水平设置气体绝缘套管94，利用气体绝缘套管94在油箱箱外侧下方的空间通过气体绝缘的三相汇合套管体94将变压器高压信号转为水平方向向油箱前侧引出至gis电路中。三相汇合套管体9511顶部90
°
转向位置可连接水平设置的密封波纹管壳作为位移调节装置实现水平位移的调节，水平设置的位移调节装置末端连接隔离开关装配958，并在隔离开关装配958末端以垂直方式再连接另一密封波纹管壳作为垂直方向的位移调节装置，由此将变压器主体所输出的高压信号送至卧式的断路器操动机构955中控制其通断。断路器操动机构955水平固定在安装底架959底部，其上方空间可被进一步利用于安装垂直布置的电流互感器953，以及水平连接在电流互感器953顶端的接地开关9582或隔离开关装配958，接地开关末端水平向后引出并连接另一水平布置的三相汇合套管体9511，通过该三相汇合套管体9511连接下一安装底架侧部的三相分离套管体9512，实现不同底架上电气元件的可靠电连接。下一底架上，可相应设置断路器
954、隔离开关装配958、伸缩节952等装置，最后通过垂直设置在底架末端气体绝缘套管94底部的隔离开关装配958、电压互感器957与避雷器956等实现过电保护。由此，本技术可复用gis部件顶部空间将管线前后纵向距离压缩为高度空间排布，由此使得整体gis设备的管线的走向能够与主变压器及安装场地的外限尺寸相匹配，方便安装运输。
32.一般，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。
33.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9主体结构的顶部，储油柜与主变压器9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9的侧壁边缘后弯折向下延伸至主变压器9侧壁下部；风冷却器92，其设置在主变压器9主体结构的另一侧端面，用于降低主变压器9内绝缘油温度，该风冷却器上部连管水平引出，以减小高度空间。本技术的风冷却器92取消了冷却器外部连接通常使用的汇流管，以减小宽度空间，外部的汇流管以图13、图14所示方式用油箱内部下夹件处的下夹件汇油管922来代替，下夹件汇油管由油箱底部连接至风冷却器进油管921，不占据整体空间。对比于图15左侧所示常规的在箱壁上悬挂片式散热器的冷却方式，常规冷却方式要么需要占据较大宽度空间，要么需要分体引出，占据较大长度空间，均不能满足本技术中高压变电车对运输尺寸的限制要求。本技术以图15右侧方式取消散热器而通过油箱内部下夹件处u型导油管923将下夹件汇油管中的绝缘油直接引入风冷却器92进行降温后，本技术中油箱外部的可利用空间更为空旷，有利于外部组件的安装。
34.由此，通过上述方式实现的开变一体机，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。
35.具体参考图2、图3所示，为了减小油箱的总宽度，缩短线圈高压侧与油箱壁的内空距离，本技术可在述主变压器9内设置有：三相线圈，和匹配于三相线圈的三相高压引出线。三相线圈可沿主变压器9主体结构的长度方向顺序排列；而三相高压引出线，其分别连接三相线圈，所述三相高压引出线先竖直向上引出再水平向外弯折连接至每相高压油-sf6套管93，由所述高压油-sf6套管93水平向外引出，从而水平向外连接各高压油-sf6套管93与主变压器的固定连接端。由此，主变压器可缩短其内部线圈高压侧与油箱壁宽度方向上的内空距离，高压出头先竖直向上引出，再水平弯折后引至油箱侧壁后直接向外引出至高压油-sf6套管的接线端子处的布线方式，可以保证内部电气距离，配合高压油-sf6套管的布置位置可进一步保证本技术变压器稳定运行。
36.本技术中，高压油-sf6套管93相比于图3左侧所示的垂直出线方式，可避免垂直出线方式下，高压油-sf6套管93底部为保证设备内部绝缘距离而形成的由虚线圈所标出的鼓包结构。而各高压油-sf6套管93分别由连接平台的顶部水平向外引出的方案下，主变压器
高压出线可直接在变压器主体结构箱体内实现弯折从而以直接匹配于gil管线的方向实现管线对接，以简化设备间转向配合结构。水平伸出的高压油-sf6套管93下侧可设置支撑条连接主变压器箱体外侧，由斜向设置的支撑条结构提供辅助支撑，保证设备间连接部位稳定。
37.由此，上述开变一体机可将主变压器的高压出线通过gil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，本技术的gis设备、主变压器以及连接两者的gil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。
38.其他实现方式下，本技术的开变一体机还可利用若干组安装底架，将gis设备所需的各类电气元件按照安装尺寸要求水平布置在各组安装底架上，然后通过带有转向结构的gil管线以图2或图4方式实现变压器主体与各组电气元件之间的连接，从而形成完整的开变一体机。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9三相的电气元件；连接于主变压器与各组gis设备之间的所述转向结构包括：三相汇合套管体9511，其平行于主变压器9及安装底架959，设置在两者之间，利用高压油-sf6套管93下侧的空间实现安装。所述三相汇合套管体9511的顶部设置有三个套管连接端口，各套管连接端口分别通过一相气体绝缘套管94与对应相的高压油-sf6套管93电连接，所述三相汇合套管体9511的内部以图5所示方式平行设置有分别匹配于三个套管连接端口的导电体，各导电体之间由绝缘连接件固定连接，且各导电体分别与一相高压油-sf6套管93电连接；转向套管，其结构如图5右侧所示，将套管的第一端连接三相汇合套管体9511的一侧，对接接三相汇合套管体9511各相导电体，所述转向套管的内部间隔设置有相互平行的三组90
°
转向导体，各90
°
转向导体分别与三相汇合套管体9511中的一相导电体电连接；三相分离套管体9512，其平行于所述高压油-sf6套管93，连接在转向套管的第二端，或设置在安装底架959上电气元件的一侧，所述三相分离套管体9512的侧部设置有三个元件连接端口，各元件连接端口分别与安装底架959上的一相电气元件电连接，所述三相分离套管体9512的内部平行设置有分别匹配于三相元件连接端口的内导体，各内导体之间由绝缘连接件固定连接，且各内导体分别与一相转向导体电连接；组间伸缩连接套管9513，其连接在相邻两安装底架959侧部所设的三相分离套管体9512之间，分别串联三相分离套管体9512中各相内导体。
39.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9511沿变压器主体的长度方向传输至安装底架959的一侧，然后通过转向套管转向安装底架959上电气元件的连接方向，通过三相分离套管体9512分别对接各相电气元件，实现对高压输出信号的调控。第二组安装底架959同样通过三相分离套管体9512提供与上一组安装底架959内电气元件的电连接，以使得高压信号以之字形方式在各组安装底架959所设电气元件之间进行传输和控制。
40.与常规gis设备相比，本技术对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。
41.2.将主变压器和gis设备连接用的软架空线，替换为封闭式的gil硬管道，控制此段gil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。由此，连接完成后，gil管线可与gis设备融为一体。
42.3.整体性的设计主变压器与gis设备的连接接口，在gil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。
43.4.主变压器与gis设备一体化设计布置时，整体性的设计和规划gis设备管线的走向，使gis设备与主变压器两者更协调匹配，总体外形布置更紧凑合理，巡检维护更方便。
44.由此所得的gis设备可配合具有下述出线方式改进的主变压器，实现对开变一体机整体装配空间的压缩：1.低压侧的出线连接方式由常规的纯磁套管与电缆线连接，变为通过电缆插拔头式套管引出电缆线。
45.2.高压侧的出线连接方式由常规的架空线引出变为封闭在gil管线内。
46.3.中性点侧的出线连接方式由常规的架空线引出变为封闭在中性点接地装置的管道内，将原开放式连接的中性点接地设备变为图11和/或12所示封闭式的中性点接地装置，将此封闭式的中性点接地装置直接安装在从开关侧箱壁上部水平引出的主变压器的中性点升高座上，通过水平安装的油-sf6套管作为中性点套管，将封闭式的中性点接地装置直接安装在中性点升高座上，并将其内部中心导体直接与中性点油-sf6套管相连，与主变压器融为一体以高效节省长度空间。
47.具体而言，其中变压器中性点所连接的气体绝缘中性点接地装置可包括相互并联连接在主变压器中性点与地电平之间的：避雷器、隔离开关或放电间隙，或上述结构之间的组合。
48.以图11所示，所述隔离开关911又具体可设置为包括：第一金属外壳9111，其通过顶部和底部两端的法兰结构以及电连接在两法兰结构之间的金属筒或导电插排实现与主变压器顶部的气体绝缘管壳密共同接地的放电通路；静触头9112，其设置在主变压器顶部的气体绝缘管壳内，通过公共端导体内芯与变压器中性点电连接；动触头9113，其上部与第一金属外壳9111之间通过导电材质的动触头座滑动电连接，所述动触头9111滑动至第一金属外壳9111的底部位置时其底端与静触头电接触，所述动触头9111滑动至第一金属外壳9111的顶部位置时其底端与静触头脱离电接触，由此在动触头内形成接地电流通路；开关感应线圈9114，其设置在动触头9113的外周并位于第一金属外壳9111的内部，开关感应线圈9114中心处穿过动触头，开关感应线圈9114内侧的固定结构可通过绝缘连接件阻断由法兰或动触头座向下折返的电流通路并在开关感应线圈9114内侧形成包围动、静触头的绝缘气室，利用绝缘气室缩短绝缘距离，并通过第一金属外壳9111外周将动触
头9113内接地电流单向引导至线圈外部通过第一金属外壳形成回流通路。由此，感应线圈能够仅感应于其内部动触头9113所通过的单向的接地电流，准确检测该接地电流。
49.与之接近，参考图12所示，本技术的放电间隙912同样可设置为包括：通过上下法兰、套筒或插排所构成的第二金属外壳9121，其与主变压器顶部的气体绝缘管壳密封连接并共同接地，其内部至少部分区域填充有sf6以为变压器中心点提供气体绝缘；导电杆9122，其上部通过安装座与第二金属外壳的顶部滑动电连接，处于填充有sf6气体的气体绝缘管壳内，其底部固定电连接一动侧球头9123；间隙感应线圈9124，其设置在导电杆9122的外周且位于第二金属外壳的内部，其通过法兰、套筒、插排以及安装座所构成的位于线圈外周的接地回流电通路引流接地回流，避免回流信号反相通过线圈内部影响线圈准确度。导电杆9122中单向通过的由球头击穿放电的接地电流，可通过线圈的电磁感应而检测出其电流大小；由此，上述放电间隙912中，与动侧球头配合实现间隙放电的静侧球头9125，其可仅仅固定设置在主变压器顶部的气体绝缘管壳内，与变压器中性点电连接，即可通过动侧球头的移动而改变两球头之间间隙距离，在两者间隔距离达到sf6气体环境中的击穿距离时击穿sf6气体介质，两球头之间放电并通过接地电流；所述动侧球头9123需要设置在第二金属外壳内且保持位于静侧球头9125的上方，动侧球头9123和静侧球头9125之间可通过第二金属外壳的密封而或通过外壳内部绝缘屏蔽结构的密封而填充绝缘气体；所述导电杆9122滑动至第二金属外壳的顶部位置时，所述动侧球头9123与静侧球头9125之间保持绝缘；所述导电杆滑动至第二金属外壳的底部位置时，所述动侧球头9123与静侧球头9125之间击穿绝缘气体间隙放电。
50.参照图6至图10所示，本技术还可进一步将储油柜设置为如下方式以节省开关储油柜所需材料，并保证主储油柜内部结构规整，方便胶囊密封。为方便操作者维护储油柜，本技术还可进一步将主储油柜的呼吸通道、抽真空通道以及开关储油柜的开关柜呼吸通道沿变压器主体外侧延伸至其侧壁下部，保证通道末端各呼吸器及阀门结构处于接近维护人员的高度位置。由此，本技术能够将变压器储油柜与开关储油柜分开独立设计，方便维护人员操作并压缩储油柜所占体积，将变压器集成至符合安装空间要求：主储油柜1，其设置为扁平多棱柱结构，其内部通过图8所示的挂钩结构在顶部悬挂有可充气的胶囊10，为方便安装，挂钩附近还可进一步在主储油柜的顶部开设手孔并通过图10所示具有电工层压木33的手孔盖板实现密封并通过盖板背面的电工层压木避免窝气；开关储油柜7，其设置在主储油柜1的一侧端面，独立于主储油柜1；主导气管，其设置在主储油柜1与主变压器9之间的安装间隙，一端连接主储油柜1的底部，另一端连接主变压器9，所述主导气管具有由变压器主体箱盖9倾斜向上不小于2
°
的坡度，以使油箱内向上逸出的气体较容易通过主导气管向气体继电器内积聚；胶囊升高座2，其设置在主储油柜1的顶端，与胶囊10的顶部固定连接，并在胶囊顶部与胶囊升高座2的顶端之间密封形成气体容纳腔；
呼吸通道，其通过胶囊升高座2与胶囊10内部相连通，并由胶囊升高座2延伸至主变压器9的侧壁下部，调节胶囊10的呼吸状态；抽真空通道，其与所述气体容纳腔相连通，由胶囊升高座2的顶部延伸至主变压器9的侧壁下部，用于调节气体容纳腔内气压。
51.上述储油柜结构顶部中间位置的的胶囊升高座2可进一步以图7方式设置为包括：升高座主体，其连接主储油柜1的顶端，并在其顶部设置有开口；胶囊升高座盖板22，与升高座主体密封连接，封闭所述开口；胶囊连接法兰20，其顶部与胶囊升高座盖板22密封连接，设置其底部与胶囊10顶部密封连接，并在其内部设置有法兰通道连通胶囊10内部。
52.由此，呼吸器管接头21的底部可与胶囊升高座盖板22连接为一体，并由顶部连接呼吸通道；主储油柜放气塞23可安装在所述胶囊升高座盖板22上，连通抽真空通道与气体容纳腔；而胶囊升高座盖板22与胶囊连接法兰20之间，胶囊升高座盖板22与升高座主体之间分别设置第一密封圈201和第二密封圈202，通过将第二密封圈202包围设置在第一密封圈201外部形成的双层密封结构加强胶囊呼吸时的密封性，使胶囊升高座处不易由于密封不严而积聚储油柜内部进入的气体。
53.上述主储油柜外侧独立设置的开关储油柜具体又可通过图9所示结构，连接独立于主储油柜1的开关柜呼吸通道，和开关储油柜放气塞71，以通过圆筒结构单独设置的开关储油柜减少油箱材料用量，减少开关储油柜占据的体积空间，将开关储油柜的位置根据有载开关头盖的位置而移动，方便有载开关的检修维护。图6中将开关储油柜直接焊死在端部盖板上的连接方式，还可加强主储油柜端部盖板的结构强度。
54.相应的本技术中开关柜呼吸通道可具体设置为包括图9所示的：呼吸器连接管72，其由开关储油柜7的底部向上伸入至开关储油柜7的内部顶端；开关储油柜呼吸器8，其连接呼吸器连接管72的末端，与主变压器的呼吸器和阀门一并设置在主变压器9的下部外侧，以方便操作人员进行维护；所述开关储油柜放气塞71可直接设置在开关储油柜7的顶端位于呼吸器连接管72的上方，方便排气；并且所述开关柜呼吸通道与主储油柜所连接的呼吸通道、抽真空通道之间通过水平设置的压力平衡阀相互连接导通，同步抽真空，并在抽真空过程中保持开关储油柜7所连有载开关与变压器主体均处于压力平衡状态。
55.此外，本技术开变一体机内部，主变压器与gis设备之间的套管和出线均采用gil硬管绝缘方式实现，可通过gil外壳管道可靠接地，可完全不受自然环境的影响，为使日常的带电巡检和维护提供安全保障，和便捷。
56.本技术所采用的gis设备管线的走向可设置为与主变压器的外形相匹配，整体性的设计和规划主变压器的外形及gis管线的走向，使两者更协调匹配，使变电站总体外形布置更紧凑合理，减少了占据的地理空间，节约了土地面积，并相应减少土建施工工程量，实际建设成本会降低，不仅会解决当下一些变电站建设时土地资源稀缺的难题，也符合当前建设可持续发展的资源节约型社会的发展趋势。
57.主变压器与gis设备一体化设计，整体性的设计主变压器与gis设备的连接接口，内部中心导体和外部管道连接均设计了位移补偿装置，工厂预制式生产，使主变压器与gis
设备的连接更简单，现场模块化安装，可简化安装过程，并使开变一体机总体外形布置更紧凑、合理、可靠。
58.综上，本技术通过将两种一次设备：主变压器与gis集成为一体设计，整体性的设计和规划主变压器的外形和gis设备管线的走向，将主变压器高压与gis设备通过密闭式的气体绝缘套管（gil管线）硬管道直接相连，可通过上述的优化措施使gis设备与主变压器两者更协调匹配，使其总体外形布置更紧凑合理，无需考虑带电运行时的外部电气绝缘距离要求，使日常的安装巡检维护更方便。由此，本技术的开变一体机总的集成化程度更高，能更灵活可靠的接入电网，并能够同时将主变压器和gis设备以图4所示方式紧凑安装在布置场地内。主变压器高压与gis设备直接封闭式的连接在一起时，每相只需要主变压器高压升高座引出一支油-sf6套管即可，gis设备主变间隔与主变压器连接出线处无需引出套管。而传统的软架空线连接方式，主变压器每相高压升高座需安装一支油-空气套管，gis设备主变间隔与主变压器连接出线处每相也需安装一支sf6-空气套管。相较于传统的软架空线连接方式，主变压器与gis设备直接封闭式的连接方式使每台主变压器与gis设备主变间隔连接时三相套管数由原来的6支变为了3支，可节约总的套管数量及成本，特别在变电站主变压器数量较多时有较好的经济效益与传统技术相比较，本发明的新技术，，存在着以下的优点：主变压器与gis设备一体化设计，工厂预制式生产，现场模块化安装，总体外形布置更紧凑合理。本技术中，设置在主变压器于gis设备之间的所有的套管及接线端子、引出线带电运行时均设置外部绝缘或通过gil外壳管道可靠接地，全绝缘的连接形式可完全不受自然气候环境的影响，极大的增加了变电站运行时的安全系数，能满足对安全可靠性要求极高的客户的需求，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方便快捷。
59.本技术通过对主变压器油箱内部设计及内空距离进行一系列的优化，并对储油柜和冷却器外形及安装位置的优化，大幅缩小了大容量主变压器的外形尺寸，加上对gis设备管线走向的优化，可进一步压缩gis设备的长度空间，将主变压器与gis设备一体化设计布置时，可整体性的设计和规划主变压器的外形和gis设备管线的走向，通过上述一些优化措施使gis设备与主变压器两者更协调匹配，总体外形布置更紧凑合理，使两者集成后总的外形尺寸满足了用一个长边较短矩形场地实现开边一体机集约化安装的项目要求，大幅缩小高压户外变电站的占地空间。
60.以上仅为本技术的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本技术的保护范围。