随着经济发展和城市化进程的进一步加速,配电网辐射范围与日俱增,配电网遭受雷电冲击概率增大,雷电防护任务不断加重。配电网设备因电压等级较低,绝缘水平配置也低,即使在雷电感应过电压的冲击下也可能发生绝缘击穿事故,而配电网所有电气设备中又以配电变压器的结构最为复杂、绝缘最为薄弱,为降低配电网雷击停电事故,有必要对配电变压器雷电耐受性能进一步开展研究,提出行之有效的雷电防护技术措施,对于提高配电网供电可靠性具有极为重要的意义。在配电变压器防雷性能和深度限制雷电过电压研究方面,目前配电变压器仿真建模及雷电防护措施研究均基于Yyn-0型配电变压器,未考虑实际工程中已大量应用的Dyn-11型配电变压器与其在雷电耐受能力上的差异,在模型构建时也主要基于某一特定变压器的性能和结构参数,未考虑型式结构差异所造成的等效参数的不同。而在实际运行中,有些配电变压器虽然安装了避雷器,但是其雷击损坏事故仍有发生。因此,对于不同容量下的Yyn-0型和Dyn-11型配电变压器的雷电耐受能力进行对比分析并研究一体化防雷套管,实现防雷策略和技术创新,能够为深度限制配电网雷电过电压提供技术支撑。本文首先针对Yyn-0型与Dyn-11型配电变压器雷电耐受能力的差异化研究缺乏问题,分别建立了雷击宽频等效模型,采用EMTP-ATP电磁暂态仿真程序构建了仿真模型,通过试验对比验证了仿真模型的正确性。在此基础上,研究了配电变压器型式结构差异对防雷性能的影响规律,并对比分析了不同低压无功补偿接线方式对配电变压器雷电耐受能力的影响。其次,针对配电网雷电防护任务加重的问题,为深度限制配电变压器所承受的雷电过电压,降低设备安装运维成本,本文研制了一种集出线套管与避雷器功能融合的新型一体化配电变压器防雷套管,阐明其工作原理和结构组成,采用COMSOL Multiphysics有限元仿真软件对其雷电防护性能和电位分布进行了仿真分析,就其内、外部绝缘结构设计提出了相应的改进建议,通过产品试制,进行例行试验验证了其优越的雷电防护性能。最后,根据上述仿真分析和防雷套管试制和试验,研制了一种高性能防雷配电变压器。经过设计计算后,根据得到的技术和结构参数制造了防雷配电变压器样机,并针对其响应特性确定了产品个性化试验方案,对研制的防雷配电变压器进行全面试验,验证了包括防雷性能在内的各项技术指标满足相关标准要求。