随着我国电网系统的不断完善和电压等级的逐渐提高，超高压、特高压变压器相继涌现，给变压器的结构设计带来了新的挑战。变压器作为电网中不可或缺的设备，其绝缘结构的优劣决定着整个电力系统能否安全稳定运行，这不仅关乎着经济问题，更关乎着国民的正常生活和工作。因此，对变压器的绝缘进行分析，对绝缘结构进行合理的设计，使其能在较高电压等级下可靠工作，维护绝缘不被破坏，是对变压器制造时所提出的最基本也是最重要的要求。
　　本文采用响应面法(response surface methodology, RSM)对一台500kV变压器的静电环的绝缘结构进行了优化设计。首先，介绍了电场的边值问题及有限元分析方法，采用传统的优化方法结合MATLAB和ANSYS之间的协同仿真，利用ANSYS参数化建模语言(APDL)自动完成建模、剖分、赋边界条件和提取计算结果等过程，对与静电环相关的每个待优化变量对最大电场强度的影响分别进行分析，并总结各变量的变化规律。然后对响应面优化方法所需遵循的各项假设作了详细分析和介绍，用基于Taguchi(田口)算法的响应面法对变压器的静电环结构进行优化设计，在采用Taguchi算法剔除无关变量后展开响应面试验，利用Design-Expert回归分析软件对响应面模型进行方差分析、诊断分析和摄动分析，验证模型回归的显著性和适用性，得到了拟合效果好、预测质量高的响应面模型。最后，将采用响应面方法与传统优化方法进行对比，两种方法得到的结果基本一致，优化后的最大电场强度有了明显的降低，验证了响应面法对静电环结构优化的有效性；并且由对比结果可以看出，响应面法所用的优化时间更短，优化效率也比较高，优化过程更加系统和完整，与传统优化方法相比更具有说服力和严谨性，是一种安全、可靠的优化方法。