随着全国电网的迅速发展,我国发、供电用量逐年大幅增加,对电力变压器的电压等级要求越来越高。为满足产品技术条件和工程要求,电力变压器电压等级的提高,势必促使电力变压器体积的大幅度增大。然而,随着全球能源的短缺,变压器原材料出现了前所未有的大幅度涨价,体积的增大导致制造成本的增加,节能降耗,控制成本已成为变压器行业的发展趋势。本文主要针对传统电力变压器体积大和成本高问题,从主绝缘设计的基础出发,改善变压器的结构和体积。以110kV电力变压器为研究对象,根据电力变压器产品的技术要求,以传统电力变压器的主绝缘结构为初步计算结构,进行电场数值求解,并分析其绝缘性能。采用有限元求解技术,计算分析了电力变压器主绝缘的电场分布,讨论了绝缘隔板、静电环、角环以及主空道距离和绕组到铁轭的距离对主绝缘电场分布的影响,从而获得各影响因素与最大场强之间的关系。为了合理又可靠地确定电力变压器的主绝缘结构,利用了有限元分析软件中的优化模块,对主绝缘结构进行了有限元分析计算和优化设计。根据电力变压器主绝缘结构的实际情况,确定了最优的绝缘尺寸和最合理的主绝缘结构。与传统电力变压器的主绝缘尺寸比较,新型主绝缘结构的主空道距离、绕组到铁轭的距离和角环的结构和布置均有显著的改善。针对电力变压器的新型主绝缘结构进行雷电冲击模拟计算和温升的验证,结果表明,新型的主绝缘结构能耐受雷电冲击和温升小于允许温升的要求。本文采用的电场数值分析方法适用于各电压等级的电力变压器的绝缘分析,具有广泛的适用性。