换流变压器是高压直流输电系统中必不可少的设备之一,其可靠性对整个输电系统来说至关重要。在运行时,换流变压器不仅要承受交流电压和直流电压的作用,还要承受换流瞬间极性反转电压的作用,电气绝缘问题更加突出。由于我国幅员辽阔,南北方温度有着巨大的差异,换流变压器不可避免的需要在不同温度下运行,为了保证换流变压器正常运行,需考虑不同温度下其主绝缘电场的变化情况;同时为了使换流变压器有更好的绝缘性能,需要对不同几何尺寸的换流变压器主绝缘电场进行分析,为产品设计提供应用性结论。在此背景下,本文首先建立了一台典型换流变压器器身的二维和三维简化计算模型,利用有限元分析软件Elec Net对其进行仿真,并对得到的二维模型仿真结果和三维模型仿真结果进行了对比分析。其次在分析温度对变压器绝缘材料介电参数影响的基础上,对不同温度下的换流变压器模型进行了数值计算与分析,得到了换流变压器的交流电场、直流电场和直流极性反转电场在不同温度下的变化分布规律。本文对不同几何尺寸的换流变压器的器身主绝缘电场进行了仿真分析,考虑了静电环曲率半径、角环数目及其曲率半径和主纵绝缘距离不同等因素的影响。同时还考察了绝缘材料的各向异性和非线性对主绝缘电场的影响,并对结果进行分析总结,为换流变压器结构设计提供了参考结论。最后本文对一台典型换流变压器阀侧套管的交流电场、直流电场和直流极性反转电场分布进行了仿真与绝缘裕度的分析,得到了绝缘薄弱部位,为换流变压器套管的绝缘设计和相关标准的制定提供了依据。