在高压等级的电网建设中,气体绝缘变电站(GIS)以SF6气体作为绝缘介质,在电力系统中得到了广泛的应用。GIS中的隔离开关在分、合闸操作过程中,形成波头时间短,振荡频率高的特快速暂态过电压(Very Fast Transient Over-voltage,简称VFTO)。该过电压侵入变压器等电力设备,极有可能破坏变压器绕组匝间绝缘和主绝缘,造成一系列VFTO引发的事故。目前,在对大型电力变压器进行试验的时候,还不具备直接测量其VFTO的能力,而且在对变压器绕组进行设计的时候,不能准确获得VFTO的过电压分布。因此,有必要研究变压器绕组在VFTO作用下的过电压分布。本文在前人研究变压器绕组暂态建模的基础上,对已有的三种时域算法加以改进,并进行了对比及分析。首先,对变压器绕组进行建模,提出模型参数的计算方法。VFTO频率高达几十MHz,由于集中参数模型存在上限频率(通常在1MHz以内),不符合计算的条件,故采用分布参数模型进行绕组建模。使用有限元软件Ansoft,结合能量公式,对分布参数进行分析计算。其次,假设传输线不存在频变效应,将变压器绕组的每匝线圈视为一个单元建立多导体传输线模型,对已有的三种时域算法进行加以改进,应用到传输线的暂态建模中。方法一为基于时域有限差分法(Finite Difference Time Domain,FDTD),对传输线方程进行时间与空间离散,采用二阶中心差分离散方法,推导出暂态电压分布的计算公式。方法二为Lax-Wendroff差分法,利用传输线方程的双曲线特性,根据泰勒级数展开式及微分原理,推导了过电压计算公式。方法三为基于时域有限元与加权余量法相结合的高频建模方法,利用伽辽金方法对电报方程进行加权积分,对加权余量采用梯形法进行时间上的离散,最终结合边界条件得到传输线上电压、电流的暂态迭代公式。随着工作频率的升高,传输线的分布参数会随着频率的变化而变化,通过引入矢量匹配法实现对频变参数的有理拟合。再次,以保定天威集团提供的500kV变压器模型作为研究对象,利用MATLAB编写程序实现三种计算方法,通过仿真结果对三种方法进行对比、比较,验证方法的正确性和可行性。最后,在252kV仿真平台的基础上,分析了影响VFTO的关键因素,得出残余电荷电压和变压器耦合电容对VFTO影响较大。分析结果在设计变压器的时候,可以对其绝缘的设计提出建议,也能够对GIS变站布置、设备选型及事故分析提供可靠依据。