换流变压器作为特高压直流输电系统中的重要设备之一,其可靠性直接影响着整个系统的安全运行。换流变压器在运行中除承受操作过电压、交流电压、雷电冲击作用外,还需承受直流、交流与直流叠加及极性反转电压的作用。由于直流电场是按照阻性分布规律分布在变压器油和绝缘纸中,因此绝缘介质电导率是影响直流电场强度的主要因素,同时,动态直流电场分布取决于介电系数和电导率,电导率受环境因素影响大,直流绝缘设计不确定性大,所以绝缘结构是换流变压器设计的主要难点之一。本文首先阐述了换流变压器的发展状况,说明了研究的背景、目的和意义,对主、纵绝缘和引出线绝缘结构的国内外研究情况进行了介绍,对±600kV特高压换流变压器主、总绝缘和引出线绝缘结构进行了研究,最终设计确定了合理可靠的绝缘结构。该绝缘系统在省内首台特高压换流变压器上采用,产品通过了全部型式试验,并通过了中国电力企业联合会组织的新产品技术鉴定。本文从以下方面对±600kV特高压换流变压器绝缘结构进行了研究。在主绝缘结构研究方面,基于薄纸筒、小油隙理论,通过绘制主绝缘结构模型,运用俄罗斯VEI专用电场和加拿大Infolytica/ElecNet通用电场计算软件,对主绝缘结构全域进行交、直流及极性反转场计算分析,获得电势和场强云图,直观了解主绝缘电场分布,选取特定电位线进行分析,控制和改善油纸交汇界面的电场强度,确定了合理可靠的主绝缘结构。在纵绝缘结构研究方面,介绍了波过程原理及等效电路,通过建立模型,对绕组波过程进行验证分析,确定了合理的线圈轴向油道分布、匝间电容补偿结构和端部静电环结构。在引出线绝缘结构研究方面,采用油纸复合绝缘,即电极覆盖与油隙分隔的方式,建立引出线绝缘模型,通过仿真分析,分析出线装置中油隙结构的许用场强,判断其绝缘结构是否可靠。通过改善电场分布,确定了可靠的引出线绝缘结构,确保产品在进行各项绝缘耐受试验时,直流引出线部分不出现击穿或局部放电,为换流变压器阀侧引线设计提供了依据。