伴随着我国能源互联网的建设与发展,特高压电网在我国电力供应中发挥着越来越重要的作用。而电力变压器作为电网中能源传递与转换的关键设备,在网运行时不可避免会遭受到短路电流的冲击,其对短路冲击电流的耐受能力关系其自身及整个供电网络的安全系数及运营的可持续性。电力变压器绕组在多次短路电磁载荷下的累积效应计算是一个涉及电磁学、力学、材料学等多学科的综合性问题,需综合考虑各学科相关知识,进而将其归结应用到电力变压器短路动稳定性的准确计算中,这是极具研究价值与难度的实践性问题。本文首先总结了国内外电力变压器电磁、短路强度及短路累积效应计算研究的现状,对相关问题的计算方法及研究成果进行了归纳。根据变压器绕组在短路电磁载荷下累积效应产生的机理,通过有限元仿真软件分析了三相三柱式变压器在不同短路工况下不同相绕组空间的漏磁及电磁载荷分布。最后结合电磁场-结构场直接耦合的有限元法对不同相中压绕组的短路强度及累积效应进行了计算,同时总结了短路瞬态温升、部分撑条失效及不同大小轴向预紧力对绕组短路累积效应产生影响的规律。本文在建立变压器三维磁场计算模型的基础上,考虑到变压器绕组空间磁场分布受铁心影响,对一台三相三柱式变压器分别在各相过零的单相短路、三相短路工况下过零相绕组空间漏磁场分布的异同进行计算及对比分析,并以模型变压器搭建实验平台,将测量值与计算值进行对比;进而构建适用于电磁场-结构场直接耦合计算的三相三柱式电力变压器模型,对其不同相中压绕组的短路电磁载荷分布及中压绕组的单次短路响应进行计算分析;在此基础上,对绕组铜导线的材料力学特性进行了研究,提出适用于累积效应计算的铜导线材料力学模型,对三相短路工况下不同相中压绕组的短路累积效应进行计算,总结出应用于累积效应校核的稳定性判据,并对可能影响绕组短路累积效应的各因素对累积效应影响的规律进行总结,进而提出用于提高电力变压器绕组抵抗累积效应的可行性措施。本文的研究对变压器的短路稳定性校核及设计改进具有一定的实践价值。