电力变压器保证整个电力系统的正常运行，是电力系统的核心设备，一旦变压器故障，可能会导致严重的电力系统中的问题，直接影响电网的输电能力，这也是制约我国电网实现可持续发展的重要因素。高压套管在运行过程中，有运行环境苛刻、电场分布复杂、局部放电以及发热等问题，其运行的可靠性和运行维护对与其配套的电气设备的正常运行十分重要。高压引线连接变压器内部各主要部分，其外形各不相同，且具有恒定的高电压，直接影响附近电场，而引线绝缘结构及其所用绝缘材料是否安全直接关系到变压器的整体绝缘水平。因此，高压套管与高压引线周围的电场计算与绝缘分析，对于提高变压器整体绝缘性能具有重要意义，也是延长变压器使用年限的重要途径。本文在分析超高压电力变压器高压套管底端结构的基础上，首先建立了升高座直筒部分内的高压套管底端二维电场计算模型，并利用商用有限元软件进行电场分析。由分析结果探寻高压套管底端模型绝缘最薄弱的部分，分析安全裕度系数，并计算均压球表面场强分布。对比优化分析中的五种优化算法，选定遗传算法对经过等效介质转换的简易模型进行结构优化，最终得到比较理想的优化结果。本文根据连接高压套管和高压绕组的引线结构特点，建立了升高座拐弯部分内的高压引线三维电场计算模型，并利用商用有限元软件进行电场分析。计算拐弯部分场强最大区域的安全裕度系数，根据引线弯管的结构特点，利用非线性顺序编程算法对引线部分简易模型进行结构优化，最终得到比较理想的优化结果。