电力变压器作为电力系统中重要的主设备之一，在电力系统中承担着变换电压、交换功率的重要作用，其运行情况直接影响整个电力系统安全稳定运行。但是近年来，变压器保护的正确动作率远低于线路保护，因此对变压器故障仿真研究具有十分重要的理论意义和实用价值。本文针对变压器保护中的一些问题，主要完成了以下工作：以电力系统中常见的三相变压器为研究对象，介绍了变压器主保护和后备保护基本原理，并重点分析了差动保护原理、励磁涌流产生机理和闭锁判据、差动回路里的不平衡电流及减小此电流的方法。根据变压器微机继电保护的基本原理、逻辑构成、保护算法及实现流程，利用MATLAB/Simulink里的SPS模块，搭建了变压器外部故障模型和内部故障模型。此模型能模拟变压器继电保护各功能模块及其逻辑配合关系和时序，真实仿真变压器继电保护装置的动作行为。利用此模型对变压器各种故障做了大量的仿真与研究，其仿真结果与理论分析一致，验证了故障仿真模型的正确性与有效性。结合电力变压器继电保护特点，在深入了解和研究国内外继电保护数字仿真方法的基础上，利用继电保护数字仿真技术，基于MATLAB软件开发设计了电力变压器继电保护动作行为仿真分析系统。该系统以Simulink仿真模型和GUI界面设计为基础，通过M文件的编程将两者有效的结合。此系统提供了差动保护、过电流保护、接地保护和过励磁保护的仿真模型，用户可以设置主设备参数、保护整定值和故障类型，各种故障类型下故障电流、电压及动作信号等仿真结果以图形形式显示。该系统人机界面友好、操作简单、仿真分析结果直观，能满足继电保护人员熟悉保护原理和进行故障分析的需要，在继电保护培训与教学等方面也具有一定的实用价值。