换流变压器是高压直流输电系统的主要设备之一,它的安全可靠运行对整个系统来说非常重要。不同于交流变压器,换流变压器在运行过程中不但要承受交流过电压,还要承受极性反转电压和直流电压,所以绝缘是换流变压器设计的重中之重,也是试验和运行过程中出故障频率最高的。由于换流变压器的制作成本和材料成本非常高,通过试验的方式来检验绝缘性能显然不合适,同时也无法判断设计方案是否最优,所以绝缘仿真计算对设计换流变压器来说有着举足轻重的作用。VLN软件是由乌克兰扎布罗热变压器研究所开发的一款专业的变压器波过程仿真软件,该软件经过多年的使用,已经得到了充分的验证。但由于该软件是在30年前开发,主要存在两个方面的问题:一是适用范围有限,特别是不适用近十年来新开发的一些结构和未曾使用过的一些结构;二是界面不够友好,需手动输入大量的数据。本文首先给出波过程等值电路中的电感、电容参数的计算方法,基于这些参数对波过程计算方法进行研究,然后利用波过程计算软件对一台110kV两卷有载调压变压器高压绕组分别采用连续式、内屏连续式(采用不同的屏蔽深度)、纠结连续式这三种不同绕组形式下的电位梯度进行仿真计算,并对计算结果进行对比分析。发现连续式由于串联电容小,所以梯度电位最大,虽然内屏式增加串联电容的效果弱于纠结式,但最大电位梯度却优于纠结连续式。最终得到结论,合理的增加串联电容有助于减小变压器绕组振荡。针对一台西门子结构的换流变压器,根据其电位分布情况推导出换流变压器特殊绕组结构的等值串联电容,然后采用Excel VBA语言编写串联电容、对地电容、等效电容的计算程序。鉴于变压器绕组波过程仿真计算参数较为繁琐,为了提高波过程计算的效率,通过波过程仿真软件的输入接口,开发了波过程计算自动输入程序,提高了仿真建模的速度,有效地缩短了仿真计算周期。低电压冲击测量试验是得到冲击电磁波侵入绕组时的过电压数据的一种切实可行的方法。为了验证波过程计算软件计算的准确性,指导换流变压器设计、生产,对西门子结构的换流变压器进行了低电压冲击测量试验。测量结果与计算结果对比表明:波过程计算软件的计算误差在15%以内,能够满足工程需要,能够指导产品生产设计。