全球经济的快速发展对建设可靠运行电网提出了越来越高的要求,如何保证电网设备的安全稳定运行成为电力科技领域的研究热点。电力变压器是电力系统中至关重要的输变电设备,因遭受短路电流冲击和运输、吊罩过程中的碰撞而造成的绕组变形,是导致变压器故障的主要原因之一。因而,及时排查变压器潜在故障,检测变压器绕组状态,研究频响曲线特性和故障条件之间的关系,具有非常重要的意义。为了与实测相互补充,便于以后模拟试验难以实现的故障。本文利用有限元法计算变压器绕组的电容、电感、电阻参数,搭建变压器绕组等值集总参数电路模型;基于所搭模型,结合仿真和实测研究绕组健康及故障情况下的扫频频响特性;以绕组故障实验数据为主体,采用统计参数进行数据分析。论文取得的主要成果有:(1)提出了电力变压器绕组等值集总参数电路的建模方法。在ANSYS Maxwell软件中搭建变压器三维/二维几何模型,推导了基于单饼的变压器绕组顺序缠绕和纠结缠绕方式下等值纵向电容的计算方法,结合模型和算法得到等值电路的电容、电感、电阻参数;搭建绕组等值电路,仿真获得健康绕组、发生饼间短路故障和饼间间距故障时的扫频频率响应曲线并用实测验证,表明了建模方法的正确性。(2)揭示了电力变压器绕组不同故障条件下频响特性曲线的变化趋势。结合大量实验,针对变压器绕组短路故障、饼间故障和径向鼓包变形三种故障类型,研究其发生位置和程度不同时,所得频响特性曲线走势的变化特征,发现扫频频响曲线具有故障位置中心对称性。(3)基于统计参数的试验数据分析。以对健康和故障状态下变压器绕组的大量扫频试验数据为主体,提取谐振点频率偏移量、幅值变化量、平均偏差、均值标准误差、相关系数、协方差等十四个参数,发现针对本文实验数据,均方误差参数具有一定的辨识度。本文对频响曲线变化规律的探究,为变压器绕组故障预警和模式识别提供更多参考依据。