电力变压器是发电厂及变电站的重要组成部分,其安全可靠运行是电网保持稳定供电的基础。影响电力变压器运行工作状态的关键因素包括热问题和绝缘问题,关注变压器在多工况下的温升特性对保证其稳定运行具有重要意义。当变压器处于故障及不正常运行工作状态时,其内部电磁热场也会发生改变,其中以过负荷和区外接地故障引起的过电流、变压器油箱漏油造成的油位降低引起的油温升高最为常见。本文选定过负荷、单相接地故障状态与额定工况进行对比,分析最常见的变压器不正常运行工作状态以及电力系统故障运行状态下的损耗及温升,利用建立好的温度场模型探究变压器的温升影响因素。本文以一台50MVA/110kV油浸自冷变压器为例,在电磁场理论的基础上,建立电磁场计算模型,考虑到三相铁芯损耗分布的不均匀性对三相铁芯分开建模求解损耗,计算电力变压器在额定工况下、过负荷以及单相接地故障发生时的铁芯及绕组损耗。通过对比发现:额定工况及过负荷时三相铁芯损耗分布趋势相似;发生区外单相接地故障时,铁芯损耗较额定工况减小,分布趋势也与额定工况不同;绕组损耗远远大于铁芯损耗,且更易受运行工况影响。在流体及热场计算理论基础上建立变压器三维温升模型,将电磁场计算模型求得的损耗作为热源输入到变压器温升模型中,分析多工况下变压器铁芯及绕组的温度场分布特性。结果表明,单相接地故障发生时变压器内温度分布较额定工况发生变化,铁芯热点温度出现在负载电流最大的相对应的芯柱,变压器内热点超过限值。额定工况及过负荷工况下的铁芯及高、低压绕组温度分布趋势相似,过负荷工况下绕组平均温升超过限值。并且利用导则推荐的经验公式计算热点温升与本文计算结果对比验证了本文采用方法的有效性。利用建立好的温度场模型探究FR3植物绝缘油代替矿物油的可能性,在计算外界热源环境温度发生变化对变压器温升影响的基础上,计算不同环境温度下变压器相对寿命损失率。由计算结果可知就温升特性而言,FR3植物油可以代替矿物油;变压器铁芯及绕组热点温度随环境温度升高,环境温度超过293K时变压器的相对寿命损失率增加的非常快,因此不应使变压器长期处于温度超过293K的环境中。