一、超高绝缘强度与电场控制

绝缘水平要求严格

特高压变压器需承受极高的工频、雷电和操作过电压。以1000kV交流变压器为例：

工频耐压：1100 kV（5分钟）

雷电冲击耐压：2250 kV（全波）/2400 kV（截波）

操作冲击耐压：1800 kV

相比之下，500kV变压器雷电冲击耐压仅1550kV，工频耐压仅680kV，特高压绝缘强度提升约45%。

电场优化设计

许用场强选择：基于局部放电概率≤1‰的电场强度作为设计判据，避免绝缘裕度过大（增加体积）或过小（引发击穿）。

大油隙分割技术：采用弧形适形隔板将器身与油箱间的大油隙分割为多层小油隙，防止油隙击穿场强饱和，提升绝缘可靠性。

二、超大容量与结构设计挑战

大容量与漏磁控制

单台容量达1500MVA（三柱结构，单柱500MVA），磁通密度分布复杂。需通过多重屏蔽措施降低漏磁：

磁屏蔽：器身端部设磁分路，引导漏磁通自成回路，减少夹件损耗。

电屏蔽：油箱内壁设铜屏蔽，利用涡流抵消漏磁，防止局部过热（油箱温升≤20.9K）。

铁心采用单相五柱式结构（如1000kV变压器），分散磁通密度，避免单柱过热。

运输限制的解决方案

解体式设计：将变压器分为主体（重397吨）和调压补偿变（重79吨），分体运输后现场组装，突破单件运输重量限制。

紧凑化布局：优化油箱结构（筒式+板式加强铁），控制外形尺寸。

三、散热与损耗控制

高效冷却系统

主体采用强迫油循环风冷（OFAF），线饼内设计S形油道，均匀分布油流，控制热点温升（绕组≤65K，热点≤78K）。

调压补偿变采用自然油冷（ONAN），降低辅助能耗。

低损耗材料与工艺

铁心采用高导磁硅钢片，线圈采用自粘性换位导线减少涡流损耗，空载损耗≤200kW，负载损耗≤1490kW，效率达99.83%。

油箱使用不导磁钢板，避免大电流区域漏磁致热。