高温超导变压器相较于传统变压器而言,具有体积小、重量轻、环保性能好、安全性高等优势,因此对高温超导变压器的研究成为了新兴电力设备研究的重点。论文针对一台容量为120kVA(6kV/400V)的单相高温超导变压器,对其绕组结构进行设计并展开电磁分析。论文第二章简单地设计了一台单相120kVA(6kV/400V)高温超导变压器的绕组结构。绕组使用的材料为第二代高温超导材料YBCO,高压绕组取8层圆筒结构,低压绕组设计为13个双饼的并联的结构。第三章基于Maxwell方程并将高温超导体的非线性E-J指数特性加载在模型中,利用H-formulation方法,先后仿真计算了单根超导带材自场下传输交流电流时和单带处于交流背景磁场下且无传输电流时的交流损耗情况,对带材沿宽度方向中心线上的磁场分布及归一化电流密度分布进行电磁分析,通过计算自场下高温超导单带的交流损耗并与Norris损耗公式结果相比较,验证了该仿真模型的正确性。之后分析了背景磁场的幅值和方向对高温超导带材交流损耗的影响。最后,建立了高温超导变压器的模型,仿真计算了变压器绕组的交流损耗特性。第四章建立“场-路”耦合模型来计算低压绕组各并联线圈的电流分布情况。分别给出了额定运行条件下高压、低压绕组的电压、电流波形图,之后仿真求解了低压绕组各并联双饼线圈的电流分布特性,最后分析了低压绕组短路情况下低压侧各双饼线圈流过的短路电流波形。第五章研究提高绕组带材的抗短路冲击能力的方法,制备了四组实验样品,用以模拟超导变压器高、低压侧绕组的运行环境,实验研究了超导带材并联不锈钢带材的抗短路冲击特性。实验结果表明,超导带材并联不锈钢带材后的抗短路冲击能力有明显的提升。