現代變壓器是一種高度可靠和高效的電力設備。正常導電的變壓器由于其固有的缺陷，很難滿足現代電力工業發展的需要。研究和開發新型超導變壓器對提高電力變壓器的性能具有重要價值。高溫超導變壓器用高溫超導材料代替銅線纏繞高溫超導線圈，用液氮代替變壓器油作為冷卻介質，使高溫超導線圈能在液氮環境下運行。與通常導電的變壓器相比，它有許多優點：體積小，重量輕?？紤]冷卻系統后，一臺三相60MVA  HTS變壓器的重量約為同等容量的恒導變壓器的60%。
1超導變壓器電磁設計要點
1)磁場和循環
與常導變壓器相比，漏磁場和環流是超導變壓器設計中需要特別考慮的兩個問題。在常導變壓器中，漏磁場達到0.2 ~ 0.3t；通過導體周圍的適當換位和繞組電阻限制循環電流的作用，可以將循環電流控制在允許的范圍內。然而，在超導變壓器中，漏磁場，尤其是其徑向分量，降低了繞組中的臨界電流，增加了交流損耗。而且超導材料的零電阻特性使得繞組限制環流的能力極低，繞組各支路之間漏抗的輕微不平衡可能會造成相當大的環流。一方面，環流的存在增加了繞組的交流損耗；另一方面，漏磁場分布不均勻，從而降低了臨界電流。環流的精確計算是基于漏磁場的分析。因此，超導變壓器的電磁設計應涉及漏磁場的計算。
漏抗與漏磁場分布有關，繞組的安匝分布決定漏磁場分布。為了減小漏磁場，超導變壓器的安匝分布是稀疏的，換句話說，繞組的匝、層或餅之間的氣隙相對較大。考慮到一次繞組和二次繞組采用不同的形式，高低壓繞組的磁勢沿軸向分布不均勻，橫向磁場對漏抗的影響不容忽視。這樣，漏抗的計算就不能簡單地套用正常導通變壓器的方法。
3)優化方法
超導變壓器優化設計的研究大多集中在降低超導線材和鐵芯損耗上。其中，參考文獻[6]推導出繞組匝電壓為白色變量，目標函數為“變壓器鐵心體積及其損耗加上超導導線長度加上一定壽命期內的變壓器損耗”。結果表明，當變壓器匝電壓約為1.1V時，上述目標函數最優。該匝電壓值遠低于正常導通變壓器的10 ~ 20 V。以一臺50MVA超導變壓器為例，研究了基于匝間電壓的總體積、總損耗和阻抗電壓的優化設計，并與同容量的恒導變壓器進行了比較。
23000千伏安高溫超導變壓器的電磁設計
1)已知參數
(1)容量
SN1/SN2/SN3=3000/1275  2/450千伏安
(2)額定電壓
U1/U2/U3=25000/1500  2/400伏
(3)額定電流
I1/I2/I3=120/850  2/1125 A
(4)相數mp=1
(5)頻率f=50Hz
2)核心結構
(1)形成單柱外鐵型
(2)材料30QG110
(3)芯柱直徑D=270mm毫米
(4)芯柱有效面積
AZ=513.76cm2(Kp=0.96)
3)纏繞
初級側有兩個高壓繞組(并聯)，次級側有兩個牽引繞組，三級側有一個輔助繞組。高壓繞組、牽引繞組和輔助繞組都同心布置。
4)線圈絕緣結構
超導體絕緣通過浸漬環氧膠與固體絕緣結合。
5)臨界電流
IC=100A(77K，自場)
6)高壓繞組
T
磁場分析表明，在同心繞組布置中，磁場區域的徑向分量相對較小。對于大容量變壓器，繞組需要與多根導線并聯纏繞(在本設計中，次級繞組與多達38或40根導線并聯纏繞)。由于超導材料的零電阻特性，抑制環流的能力大大減弱，因此需要對導線進行有效的轉置。