电能是人类生活中必不可少的二次能源,电网是输送电能到千家万户的重要传输载体,随着电网覆盖面积日趋扩大,电力变压器的使用数量也在逐渐升高。然而,随着全球能源的短缺,制造变压器的原材料大幅度涨价,造成变压器制造成本的增加。因此,在保证变压器符合国家标准的条件下,降低成本就成了变压器设计者必须面对的问题。针对传统油浸式电力变压器体积大、成本高的问题,本文以35kV电压等级的油浸式电力变压器为研究目标,通过传统的结构计算,首先从主绝缘设计的角度出发,建立相应模型,通过使用有限元软件仿真,得出电场分布情况。分析其绝缘性能,找出绝缘裕量充足,具有优化空间的部分,分别是:主空道距离、静电环曲率半径、绕组端部到铁轭距离,这些结构的改变也影响着铁芯材料的使用量。然后,从电磁设计的角度出发,考虑安匝分布,并重新建立模型,将三相对称短路作为连接变压器的外电路,通过有限元软件进行电磁场的瞬态分析,得到短路工况下变压器绕组的漏磁场轴向分量与电动力辐向分量分布情况大体相同、漏磁场辐向分量与电动力轴向分量分布情况大体相同。再对模型进行细化,在忽略温度的前提下,考虑撑条和垫块对绕组的支撑作用、绕组材料的应力应变曲线。通过电磁场与结构静力场耦合,分析添加短路电动力的绕组形变和应力分布,以及卸载电动力后绕组的残余形变和应力分布。最后,对通过计算得出的变压器进行优化。本文采用的是差分进化算法,将绕组间距离、绕组端部到铁轭距离、曲率半径、高低压线圈的平均有效电抗高度等作为变量,场强和导线应力作为约束条件,求出整体重量的最小值,以达到优化目的。并对优化前后两种情况进行多次短路电流冲击,得到各次短路工况下绕组的应力以及残余应力的分布。对比优化前后的变压器场强、应力和形变,结果表明优化后的变压器能够满足要求,而且总重量更低,达到了降低成本的目的。