油浸式变压器是供电系统的核心设备,承担着电压转换和能量输送的任务,其运行可靠性关系着整个供电系统的稳定性。绕组绝缘是变压器的关键部位,绕组一旦发生故障过热,会造成局部温度过高,严重加速绕组绝缘热老化速率,进而导致绝缘性能破坏甚至变压器发生故障。因此,如何对绕组故障过热进行预警以及对绕组绝缘老化状态进行评估是重点研究问题。本文根据油浸式变压器的传热和内部流体的流动特点,建立了变压器三维数值模型,以模拟绕组过热条件下的呼吸过程,研究了负载系数和环境温度对变压器呼吸量的影响规律,重点研究了在不同负载、不同环境温度下呼吸过程的变化趋势,对比分析了绕组故障过热和正常过热的呼吸量变化特征,提取了能表征故障过热的特征参量,并根据支持向量机模型,提出了一种基于呼吸参数监测的变压器绕组故障过热预警方法。针对热老化导致的绕组绝缘状态劣化问题,本文通过加速热老化实验在实验室制备了不同老化状态的绝缘纸,分别测试了绝缘纸聚合度,分析了聚合度随老化时间的变化规律,设计并搭建了变压器绕组绝缘模型,对不同老化状态下的绕组模型进行了频域介电谱测试,研究了绕组绝缘在均匀老化和不均匀老化时的频域介电谱特性。依据不同老化状态下绕组绝缘的频域介电谱测试结果,构建了用于分析绕组绝缘的等效电路模型,基于Dissado-Hill介电响应模型解析频域介电谱,分析了不同模型参数与老化时间的变化趋势,对提取的绕组绝缘老化频域特征量进行研究,利用特征参数与老化时间之间的映射关系,提出并验证了一种变压器绕组绝缘老化状态的评估方法。