同步调相机作为一种大容量动态无功补偿电磁装置在特高压输电系统送受端均有广泛应用。调相机常工作在极端工况下为系统提供短时大容量无功支撑,电机本体易受到大电流冲击进而引发故障。为保证调相机的稳定运行进而保证电力系统的安全可靠运行,需要对调相机故障特征及辨识方法进行研究。本文以一台2极3支路300Mvar同步调相机为例,对调相机定子绕组机端短路故障与励磁绕组匝间短路故障的故障特征进行分析并提出故障辨识方法。为研究特高压输电系统用同步调相机故障特征及辨识方法问题,基于调相机结构特点与运行特点,构建调相机二维场路耦合有限元模型,采用磁场分析法对空载工况、定子绕组机端短路故障工况与励磁绕组匝间短路故障工况下电磁特征进行分析。推导调相机定子绕组机端短路故障工况下定转子电流特性,揭示机端短路故障工况下定转子电流中各次谐波的产生原因;提出一种以励磁股线为最小单元的调相机励磁绕组匝间短路故障特征分析方法,揭示匝间短路故障工况下调相机定子不对称支路电流谐波特性。对比分析有限元法与解析法结果,给出不同故障工况下的故障特征参量。提出基于傅里叶变换（FFT）-离散小波变换（DWT）的调相机定子绕组机端短路故障辨识方法,该方法以励磁电流为故障特征参量,结合故障特征参量的特征频段能量和与短路时刻转子位置角具有即能对故障种类进行辨识又能对故障相进行辨识的功能;提出基于DWT-BP神经网络的调相机励磁绕组匝间短路故障辨识方法,该方法以定子不对称支路电流为故障特征参量,具有对故障程度与故障位置的高分辨率辨识功能。故障辨识方法中DWT部分结合小波能量与信息熵对辨识方法用小波基函数进行优选。为辨识方法设计图形用户界面（GUI）并对辨识方法进行验证,证明提出辨识方法的可行性。