电力变压器的结构与设计讲义.docx

1、电力变压器的结构与设计讲义电力变压器的结构与设计（讲义）1变压器的基本结构与分类1.1变压器的基本结构 变压器是一种改变交流电源的电压、电流而不改变频率的（静止）电气设备。它在相同频率下，通过电磁感应将一个系统的交流电压和电流转换为至少另一个系统的交流电压和电流并借以传送电能。因此，变压器通常应具有至少两个匝数（即额定电压）不相同的绕组，并且分别连接到交流电压值不相同的至少两个系统上。变压器是一种通过电磁感应而工作的交流电气设备，因此，它必须具有作为磁路的铁心；必须具有至少两个通常匝数（即额定电压）不相同的绕组；由于绕组之间与其对地存在电位差，因而它必须具有相应的绝缘系统等。这就是说，铁心、绕

2、组、绝缘系统这三个基本部分，是任何变压器都不可缺少的组成部分。此外，为了将作为电路的绕组出头引至外部，就需要相应绝缘等级的变压器套管；为了使变压器可以根据需要而改变绕组的匝数，就需要分接开关；为了监视变压器在运行中的温度以与根据温度适时变更变压器的冷却状态，需要有测量温度（甚至测量绕组温度）的测温元件，并且应用测量的温度来控制冷却系统的不同运行方式（如果有）或报警；为了变压器的安全运行，还需要其他一些必要的测量与保护器件等。对于油浸式变压器而言，需要作为冷却介质的变压器油以与作为盛油容器的油箱，并在油箱上安装所需的附件与冷却系统。为了调节变压器油在运行中由于温度变化而引起的体积变化，就需要储油

3、柜。一些有载调压变压器，还装设了在线的有载开关滤油装置；一些油浸式变压器，还装设了在线的灭火装置、油中气体分析装置、局部放电监测装置等。在油浸式变压器中，变压器油除了作为冷却介质外，它也是一种良好的绝缘材料。毫不夸张地说，交流电得到广泛应用得益于变压器。因此，变压器在现代人类社会中得到了广泛的应用。1.2变压器的分类变压器的分类有多种方法：按照用途不同可以分为电力用变压器、工业用变压器以与其他特种用途的变压器；按照变压器绕组与铁心的冷却介质不同可以分为油浸式变压器与干式变压器；按变压器铁心结构型式的不同可以分为心式变压器与壳式变压器；按照变压器调压方式的不同可以分为无励磁调压变压器与有载调压变

4、压器；按照一台变压器中的绕组相数不同可以分为三相变压器与单相变压器；按照变压器不同电压等级的绕组数量不同可以分为双绕组变压器与多绕组变压器；按照变压器不同电压等级的绕组之间是否具有公共部分，可以分为独立绕组变压器与自耦变压器等。2电力用变压器的基本特点与基本结构 电力用变压器是指在电力系统中使用的各类变压器，它包括发电厂使用的、输电系统使用的、配电系统使用的各种类型的变压器。2.1发电厂用变压器基本特点与基本结构一般而言，发电厂使用的变压器有三种，即发电机变压器（电厂通常称为主变压器），发电厂自用电变压器（厂用电变压器）与发电厂自用电备用变压器（高压厂用变压器）。发电机变压器通常为独立绕组的双

5、绕组变压器，只是在少数电厂在采用两机一变的情况下才使用低压绕组双分裂的双绕组变压器（例如天生桥水电站等）。毫无例外的是：发电机变压器的高压侧电压为所连接系统的电压，低压侧电压为发电机的额定电压。大多数发电机变压器的高压绕组采用无励磁调压方式，只有极少数发电机变压器采用有载调压方式，但也有少数发电机变压器不采用任何调压方式。本资料的第4.5节中还将简单涉与变压器具有调压装置的一些基本问题。大型发电机变压器既有三相变压器，也有由单相变压器组成的三相变压器组。一般而言，300MW左右与以下的发电机均采用三相变压器；500MW与以上的发电机既有采用三相变压器的，也有采用三相变压器组的，但大多数用户选择

6、由单相变压器组成三相变压器组的方式（见附录A）。在2.3节中，还将述与三相变压器与单相变压器的特点。大型发电机变压器的绕组多采用强迫油循环导向冷却方式，并采用低噪声风冷却器作为变压器的冷却元件。随着片式散热器与风机制造技术的进步，为了减少对冷却系统的维护工作量，也有少量大型发电机变压器采用片式散热器与风机作为冷却元件。只有一些大型水力发电厂，才采用水冷却器作为变压器的冷却元件。发电机变压器不仅负荷率高，而且低压侧电流大。防止大电流引线可能引起附近结构件的局部过热，在大型发电机变压器设计中必须足够重视。此外，大型发电机变压器的高压侧出线多采用气体绝缘系统（GIS)与输电系统相连接；低压侧出线几乎

7、无例外的采用离相式封闭母线与发电机相连接，这些因素也构成了发电机变压器的设计特点。发电厂自用电变压器大多数用户采用低压绕组双分裂的双绕组变压器，它的高压侧为发电机的额定电压，低压侧的电压通常为6.3kV。一般，它的高压绕组具有无励磁调压分接开关（也有极少数采用有载分接开关），为了降低变压器低压侧的系统遮断容量等因数，低压绕组通常采用双分裂式结构并为电厂的电气设备提供了两路独立的电源。双分裂的两个低压绕组在铁心柱上既可以采用轴向布置的所谓轴向分裂式结构，也可以采用幅向布置的幅向分裂式结构。根据我们的实践经验，低压绕组轴向布置的轴向双分裂式结构的分裂变压器要比幅向分裂式结构的制造成本低，但其承受短

8、路的能力往往要比幅向分裂式结构更加难以保证（见2.4节）。因此，为了提高变压器的可靠性，我们工厂多年来一直采用幅向双分裂式结构来制造这种变压器。发电厂还有一种变压器称为厂用电备用变压器，它是高压侧接入输电系统、低压绕组额定电压通常为6.3kV、低压绕组双分裂的双绕组变压器。由于它的高压绕组通常要求采用有载调压方式，如果采用心式结构来制作这种变压器，我们一般仍然采用轴向双分裂式结构。为了提高此类变压器承受短路的能力，我们也设计、制造过几台低压绕组幅向双分裂的有载调压心式变压器。但由于结构相当复杂，麻烦的制造工艺使其没有普遍推广。此外，一些用户出于对心式结构轴向双分裂的厂用电备用变压器承受短路能力

9、的担心，他们就采用两台有载调压双绕组变压器作为发电厂自用电备用变压器。关于双分裂变压器的问题，还将在2.4接中进一步介绍。2.2 电力系统用变压器的基本特点与基本结构国家标准规定了我国交流电力系统的若干额定电压等级，例如110kV、220kV、500kV、1000kV。西北地区还有330kV、750kV等。在额定电压110kV与以下的电力系统中一般都采用独立绕组变压器，既有双绕组变压器，也有三绕组变压器；既有无励磁调压变压器，也有有载调压变压器。在额定电压330kV与以上电力系统中使用的变压器，几乎都是自耦变压器，绝大多数采用有载调压方式，仅少数采用无励磁调压方式。而在额定电压220kV的电力

10、系统中，既有独立绕组变压器，也有自耦变压器，既有双绕组变压器，也有三绕组变压器；既有无励磁调压变压器，也有有载调压变压器。所谓独立绕组变压器，是指绕组之间无公共部分的变压器；所谓自耦变压器则是至少有两个绕组具有公共部分的变压器。换句话说，独立绕组变压器的绕组之间无电的连接，而自耦变压器则是至少有两个绕组之间有电的连接。系统用变压器的高-低压侧引出线，几乎无例外的采用油-空气套管与输电系统连接。变压器内部的冷却介质（变压器油）大部分采用强迫油循环导向流动的冷却方式，容量较小的变压器采用油自然循环的冷却方式；变压器外部的冷却介质几乎无例外的为空气强迫流动冷却。系统用变压器往往负载变化大或者负载率较

11、低，近些年来，系统用变压器的冷却系统出现了在一台变压器上采用多重冷却方式的结构，即一台变压器具有两种、甚至三种冷却方式，也就是采用ONAN/ONAF/ODAF（或OFAF）冷却方式，用户可根据变压器的负荷情况变更不同的冷却方式。尽管一台变压器采用多重冷却方式并存会增加变压器的造价，但它既可以提高运行的经济性（降低冷却系统的电能损耗），也可以在较大程度上减小冷却系统与其辅机的维护、维修工作量。为了方便输电系统中的电力调度，一些西方国家比较广泛的在输电系统中采用增压变压器和移相变压器，我们工厂也制造了若干台增压变压器与移相变压器供出口。随着对系统经济运行要求与精细化管理水平的提高，这类变压器可能也

12、将在我国输电系统中出现。2.3 500kV变压器的基本特点与结构本节将结合500kV变压器的基本特点与结构，对大型电力变压器稍为详细的介绍。一般而言，在发电厂与电力系统中使用的500kV变压器几乎都是大型变压器。500kV变压器通常只有独立绕组变压器与自耦变压器两种结构型式，前者一般使用在发电厂作为发电机的升压变压器，后者通常使用在系统中作为连接两个与以上不同电压等级的电力系统传输电能。也有一些500kV自耦变压器的第三绕组接入无功补偿装置，调节系统的无功功率。近几年来，一些发电厂也开始使用容量较小的500kV发电厂自用电备用变压器，这自然可以节省线路的投资（见附录A）。无论是500kV发电机

13、变压器还是自耦变压器，通常均可以制造成三相变压器或者单相变压器。同样，无论是500kV发电机变压器还是自耦变压器，既可采用心式结构的变压器，也可以采用壳式结构的变压器。尽管我们对这两种结构型式的大变压器均可生产，但绝大多数用户选择了心式变压器的结构型式。500kV自耦变压器：500kV自耦变压器既可以制造成三相变压器，也可以制造成单相变压器。无论是三相或者是单相500kV自耦变压器大多选用有载调压方式，仅少量用无励磁调压方式。尽管单相自耦变压器会使安装场地的占地面积大，但大多数用户仍选用单相自耦变压器，这可能与用户对变压器可靠性的考虑以与运输更加方便等因数有关。500kV单相自耦变压器的设计自

14、由度比较大，为了提高它的可靠性，许多制造厂将单相自耦变压器的调压绕组布置在旁轭上，这虽然使制造成本有所增加，但可大大简化自耦变压器的绝缘结构而提高其可靠性。我们除了按照用户要求与变电站原有变压器的短路阻抗匹配而采用相应的匹配结构外，几乎无例外的将500kV单相自耦变压器的调压绕组布置在旁轭上，无论是有载调压还是无励磁调压均如此。布置在旁轭上的调压绕组既可以采用公共绕组励磁，也可以采用第三绕组励磁。显然，第三绕组的额定电压比公共绕组的额定电压低很多，采用第三绕组励磁显然制造成本更经济，但这会在调压过程中由于短路阻抗变化较大而使电压调整率增大。因此，我们宁可增加制造成本也通常采用公共绕组励磁。50

15、0kV发电机变压器：对于大型500kV发电机变压器，无论是三相变压器还是单相变压器，运输重量和运输尺寸是首先要考虑的问题。在运输高度与短路阻抗相矛盾时，无论三相变压器还是单相变压器，一个既降低运输高度而同时又降低短路阻抗的有效办法就是采用双同心式结构。当然，这种结构会导致制造成本的增加。但双同心式结构不仅可以降低主漏磁通以与由此而引起的涡流损耗，而且还可以在一定程度上降低短路机械力，使变压器承受短路的能力提高。为了解决运输质量与运输尺寸的制约，特大型变压器（含自耦变压器）往往设计成由单相变压器组成的三相变压器组。单相变压器尽管增加了制造成本，增加了现场安装面积，增加了发电机变压器低压侧的封闭母

16、线外部连接复杂性。但若变压器一旦发生故障，通常仅仅是一相（台）变压器受到影响，在现场具有备用相的情况下，可以很快恢复供电。除为了解决运输问题之外，这也是绝大多数用户选择单相变压器的一个原因。实际上，在500kV变压器设计、制造技术与运行、维护技术已经相当成熟的今天，即使是选用单相变压器（含自耦变压器），用户也很少再买备用相了（见附录A）。对于大型的单相发电机变压器，制造厂既可以采用单柱式结构，也可以采用双柱式结构。显然，采用双柱式结构可以明显降低变压器的主漏磁通与变压器的短路机械力，同时也可以降低变压器中的涡流损耗。当然，采用双柱式结构的单相发电机变压器与采用双同心式结构一样，将导致变压器制造

17、成本的增加，也会增加变压器的损耗与重量。应当指出，单相发电机变压器如果选择双柱式结构，两个铁心柱上的绕组既可以串联，也可以并联。当绕组采用串联方式时，通常也仅仅是两柱高压绕组串联，低压绕组由于电流很大而往往仍然采用两柱并联的结构。虽然两柱高压绕组串联可以降低制造成本，可以比较容易解决绝缘技术问题，但是，两柱串联的高压绕组往往结构不对称，特别是在高压绕组具有调压分接时更是如此。在两柱高压绕组结构不对称的情况下串联，不仅会使并联的低压绕组负载（电流）不对称，也会引起两柱的漏磁场不对称、短路机械力不相同等等一系列的弊端。无论是单相发电机变压器或者是自耦变压器，如果采用双柱式结构（即采用单相四柱式铁心

18、），我们历来都是采用两柱的高、低压绕组均为并联的完全对称结构，即使是额定电压1000kV的变压器也如此。这可以消除了上述弊端，提高变压器运行的可靠性。500kV变压器的绕组结构：所有500kV大型变压器的高压绕组均采用我们成熟的、有近三十年成功制造与运行经验的内屏蔽-连续式绕组，这种绕组结构具有十分良好的瞬变电压分布特性，对各种瞬变电压有良好的耐受能力。当发电机变压器高压绕组的出线端与SF6系统连接时，高压绕组出线区域的绝缘进行了更进一步的加强，使其可耐受不同特性的SF6绝缘系统操作时的过电压，更加确保其可靠性。大型发电机变压器的低压绕组通常采用双层螺旋式结构，不仅可以降低大电流引线引起附近结

19、构件的涡流损耗，而且也进一步改善了低压绕组的冷却状况。对于小容量的500kV电厂自用电备用变压器，尽管其高压绕组我们仍然采用纠结-连续式结构，但绕组的过渡区域我们进行了改进，使其具有了更好的冲击电压分布特性。500kV变压器的绕组导线材料均采用具有优良承受机械应力能力的导线，如果采用连续换位导线，均采用具有更好机械动稳定性的自粘换位导线。导线的匝绝缘全部采用500kV匝绝缘纸，以确保导线匝绝缘的可靠性。所有大型变压器承受短路的能力，均经过了精心的数值分析，同时也在材料选择与制造过程中采取了相应技术措施，以确保变压器具有良好的承受短路力的能力。500kV变压器的铁心结构：500kV大型变压器的铁

20、心均采用高导磁冷轧硅钢板制作，采用全斜接缝铁心结构，并具有足够的冷却油道，使铁心温升的计算值不超过30K。大型变压器的铁心片通常采用全斜接缝六级步进搭接结构，这不仅可以进一步降低空载损耗，也可进一步空载电流与变压器的噪声。铁心拉板材料的选用、结构的设计，包括铁心外层一定厚度的硅钢片的结构，均是经过精心的漏磁场分析结果来确定，使铁心与其结构件无局部过热之虞。为了进一步降低变压器的噪声，一些大型变压器的铁心还采取了减震措施。500kV变压器的绝缘结构：计算机在变压器设计中应用的突出优势之一就是进行场分析，包括电场分析、漏磁场分析、温度场分析、变压器短路下的受力分析、冷却油流分布的分析等。当然，计算

21、机还广泛用于设计方案的优化、性能参数的计算、图纸的设计等。高电压变压器的电场分析技术可以说已经相当成熟，三维电场分析技术甚至更加复杂的电场分析技术也已在变压器设计中应用，这不仅为变压器的绝缘设计提供了可靠数据，也大大提高了变压器绝缘结构的可靠性。迄今，500kV变压器、750kV变压器、1000kV变压器的绝缘设计已经不存在难以克服的困难。在油浸式变压器的油-纸绝缘结构中，薄纸筒-小油间隙的绝缘结构已经研究、发展、应用了四十多年，已积累了丰富的实践经验与可靠数据。而今，几乎所有变压器制造厂在油浸式变压器中都采用薄纸筒-小油间隙的绝缘结构，但不同的变压器制造厂可能根据自己的材料状况、制造技术等选

22、用了不同的电场强度容许值。我们采用的容许值仍然比较保守，目的是使变压器在运行中、在绝缘强度可能有所降低的情况下仍然能保持足够的可靠。现在有一句时髦的话叫细节决定成败，经验表明这句话很有道理。对于无论甚么样的变压器，只要在变压器设计与制造过程中的每一个环节不忽视细节，不存在细小的疏忽（瑕疵），充分注意设计与制造中影响绝缘强度的因数，就能确保变压器绝缘的可靠性。500kV变压器的冷却系统：众所周知，变压器的绝缘的热寿命取决于变压器绕组的热点温升。500kV大型变压器通常采用低噪声风冷却器，绕组通常采用导向冷却方式，这不仅可以使变压器绕组得到了更好的冷却，也降低了绕组热点温升与其平均温升之间的温差。

23、特别是对于通常满负荷运行的发电机变压器，这可以进一步延长绝缘的热寿命。在2.2节中已经说过，500kV大型变压器除采用低噪声风冷却器外，近些年来，系统用变压器由于负荷波动较大，在一台变压器上出现了采用多重冷却方式的冷却系统，即一台变压器具有两种、甚至三种冷却方式，用户可按照负荷状况调整冷却方式。为了降低早年制造的变压器冷却系统的噪声，减少冷却系统的维护工作与其电能损耗，我们维修公司还成功的进行了数十台大型变压器的冷却系统改造，将单一冷却方式改为双重、甚至三重冷却方式，均取得了良好的经济效益和社会效益。2.4再论双分裂变压器一般电厂的厂用电采用的双分裂变压器均为无励磁调压方式，在2.1节已经提到

24、，我们通常采用低压绕组幅向双分裂式结构来制造这类变压器。现在，一些核电站的厂用双分裂变压器选用有载调压方式，如果采用低压绕组幅向双分裂式结构来制造，无疑会进一步增加它的制造难度。在2.1节也提到，为了提高有载调压双分裂变压器承受短路的能力，我们也生产过几台低压绕组幅向双分裂的有载调压心式变压器，但由于其结构相当复杂，麻烦的制造工艺使其没有得到普遍推广。双分裂式结构有载调压变压器的麻烦在于，它要求在同一分接下，低压各支路与高压绕组之间的短路阻抗在计算上要尽可能相等，使其在同一分接下，两个低压支路的输出电压尽可能相等，这就造成了这种分裂变压器结构的复杂性。结构的复杂就会带来了制造工艺的麻烦，这虽然

25、可以通过精心制作来尽可能的弥补，但复杂结构的本身就有可能降低它的可靠性。因此，如果采用心式结构来制造有载调压双分裂变压器，一般情况下，我们仍然采用轴向双分裂式结构来制造这类变压器。统计表明，双分裂变压器的故障率在所有变压器中较高（见表2-1），特别是在发生短路故障下往往损坏变压器。表2-1 双分裂变压器的事故统计（不完全统计至1990年）1）制造厂轴向分裂厂用/备用幅向分裂厂用/备用总的台数轴向分裂事故台次幅向分裂事故台次总的事故台次沈 变44/282/37733336保 变1/3353/087314西 变6/6/121/1合 计51/6755/317637441注1）：本表资料摘自国家能源投

26、资公司1993年编写大型电力变压器事故统计分析汇编。迄今为止，尽管我厂制造的分裂变压器最多，事故率相对较低，但仍然是所有变压器中事故率较高的。尽管世界上绝大多数变压器制造厂生产心式结构的变压器，但还有少数工厂生产壳式结构的变压器。实际上，采用壳式结构可以很容易解决分裂变压器的短路强度问题。我们也生产过有载调压的壳式结构的双分裂发电厂自用电备用变压器，尽管它的制造成本稍高，但顺利过短路试验也证明了它耐受短路能力高的优越性。应当说，壳式结构分裂变压器具有承受短路能力高的突出优越性，目前尚未被人们普遍认识，因而尚未被普遍采用。笔者以为采用壳式变压器结构来制造这种变压器很有优势，特别是在要求有载调压的

27、情况下，采用壳式结构有它独特的优势。壳式变压器不仅有绕组分开排列而自然形成分裂式结构的特点，而且具有突出的承受短路能力好的优点，以至于法国的核电站几乎无例外地采用壳式变压器。壳式变压器的致命缺点是可维修性差，这大概是诸多变压器厂不选择制造壳式变压器的原因。但生产壳式变压器的少数厂家仍然生存得很好，这大概是壳式变压器具有心式变压器无可比拟优点的原因。尽管壳式变压器的可维修性差，但经验表明只要设计可靠、精心制造可以确保无虞。与其千方百计精心制作心式有载调压双分裂变压器，其承受短路的能力仍然令人担心，不如精心制作壳式有载调压双分裂变压器更加让人放心。3变压器的主要材料无疑，自变压器问世的一百多年，既

28、是人们不断改进变压器设计与制造技术的一百多年，也是围绕提高变压器主要材料性能进行研究、改进的一百多年。3.1 变压器铁心用导磁材料众所周知，作为变压器导磁回路的铁心采用良好的导磁材料构成。无疑，导磁材料应当具有优越的导磁性能和很低的损耗。一百多年来，人们从使用薄铁板到热轧硅钢板是一个飞跃。到20世纪40年代美国开发出了晶粒取向的冷轧硅钢板，使铁心材料的磁通密度大可提高、单位质量的损耗也大为降低又是一个飞跃。20世纪70年代，日本开发出了晶粒取向高导磁冷轧硅钢板进一步降低了变压器的铁心损耗与空载（励磁）电流，并可适当提高了工作磁通密度。现代变压器的铁心几乎毫无例外的都采用晶粒取向高导磁冷轧硅钢板

29、来制造。20世纪80年代，又出现了采用激光刻痕的高导磁冷轧硅钢板，其铁心损耗又可降低6%左右，由于其价格关系，目前仅在一些特殊场合下采用。为了降低涡流损耗，硅钢板的厚度也在不断减薄，从0.5mm厚的热轧硅钢板到0.35mm、0.30mm、0.27mm、0.23mm甚至更薄的冷轧硅钢板。当然，硅钢板的厚度要兼顾使用的经济性、合理性、必要性、铁心的制造技术以与叠片因数等来选择。与此同时，铁心的设计、制造技术（含其制造设备）也在不断改进。由于冷轧硅钢板导磁性能的各向异性，出现了全斜接缝的铁心结构，并进而又出现了全斜接阶梯（步进）搭接接缝的铁心结构。后者不仅可以降低铁心损耗，而且可以进一步降低空载电流

30、，使铁心性能进一步提高，但必须采用专用设备来生产。随着铁心材料的质量提高、铁心加工工艺的改进，也附带降低了变压器的噪声。至于非金合金、微晶钢板等，由于材料的尺寸、加工工艺以与它的经济性，现在仅在少量小型变压器生产中采用。目前，我国变压器行业使用的硅钢板绝大部分靠进口，国产品不能满足需求，我们工厂的硅钢板几乎全是进口材料。3.2 变压器绕组用导电材料变压器绕组导线几乎无例外的采用铜导线，这是由于工业用金属材料中不仅铜的电导率最高，而且具有良好的力学性能，价格也不是很贵。由于铜材是塑性材料，受机械力后仅在极小的范围内属于弹性变形。为了提高其机械强度，人们研制出了机械强度更高的半硬铜导线。现代大型变

31、压器中几乎都是采用半硬铜导线来制造变压器绕组，并在变压器设计时根据变压器在突发短路最严重情况下的绕组导线机械应力的分析结果，选用不同品级的半硬铜导线来制造变压器绕组。半硬铜导线的品级采用（以前曾用）来表征，是指当导线上的负荷持续增加到按非比例拉伸达到计量长度的0.2%时的拉伸应力。众所周知，处于变压器漏磁场中的导电材料包括铜导线会产生涡流电流与相应的涡流损耗，涡流损耗的大小与垂直于漏磁场方向导体尺寸的平方成比例。为了降低涡流损耗，人们力图减小导线垂直于漏磁场方向的尺寸，并且尽可能消除并联导线间的环流损耗，从而研制出了连续换位导线。为了弥补导线尺寸减小后曲屈强度的降低，人们又研制出了自粘换位导线

32、。现代大型变压器中采用的导线都是采用有值要求的铜导线或连续换位铜导线，采用的换位导线无例外都是自粘连续换位导线。我们使用的变压器绕组导线除了少量进口外，主要由国内供货。3.3 油浸式变压器用绝缘材料油浸式变压器的绝缘材料同样也在不断改进，初期多采用棉纤维材料，现在几乎都采用纯木浆纤维为原料而制作的各种纸制品，特殊变压器还采用耐热等级更高的绝缘材料。油浸式变压器由变压器油与固体绝缘材料组成的绝缘系统，对变压器运行的可靠性无疑非常重要。它不仅要承受电的作用，还要承受力和热的作用。在很长一段时间内，变压器的绝缘故障曾是变压器的主要故障之一，这除了绝缘材料的特性外，设计人员对局部电场强度很难准确把握应当是主要原因。而今，计算机的应用使局部电场强度的计算与控制，已经迎刃而解。由于绝缘系统在变压器中的重要性，在变压器设计、制造、运行中，都必须足够重视。无疑，绝缘材料应具有很高的介电强度；其介电系数应尽可能与变压器油的介电系数相接近；