电力变压器安全稳定运行非常重要,变压器短路损坏是造成变压器损坏的最主要原因。变压器突发短路后,短路电流剧增,漏磁场随之增大,在短路电流与漏磁场的相互作用下,绕组受到很大的短路力作用,绕组在短路力的作用下将发生位移与形变,严重的将会造成变压器损坏。变压器短路电流的大小由变压器短路阻抗直接决定,短路阻抗中的电感分量与绕组结构形式密切相关。因而,在短路冲击下,绕组因巨大的短路力作用而发生位移与形变后,将造成变压器短路阻抗的变化,进而影响短路电流的大小,即对漏磁场分布以及绕组的受力大小产生影响。本文将对短路冲击下,变压器短路阻抗的变化特性,以及基于变化短路阻抗下变压器的短路电流、磁场分布、绕组受力、短路稳定性等进行研究。首先调研了变压器短路损坏模式,总结变压器短路损坏部位及趋势;介绍变压器短路稳定性校核方法,以及基于固定短路阻抗的变压器短路电流的计算方法,并分析短路电流大小的影响因素;另外,分析了在短路冲击下,短路阻抗的电阻分量与电感分量的变化趋势。其次,对多种绕组的电感计算方法进行了对比,验证了有限元计算方法的有效性;并设置不同绕组结构(匝数、导线间距、绕组半径),对比其电感变化趋势,研究绕组结构与电感大小的关系:绕组电感受匝数、绕组半径影响较大。接着,建立实际变压器二维轴对称模型,对其进行有限元仿真,将短路过程中绕组的位移与形变耦合到电磁场中,计算变压器在短路冲击下的磁场分布,得到了短路冲击下变化的短路阻抗,以及基于该短路阻抗的短路电流;在短路冲击过程中,因绕组位移与形变,变压器短路阻抗是实时变化的,相对于短路阻抗设计值而言,实时短路阻抗有减小的趋势;基于变化短路阻抗所得的短路电流相比于固定阻抗计算的短路电流相应增大。最后,对实际变压器,建立相应的三维模型,分别计算了基于固定短路阻抗和变化的短路阻抗下的磁场分布、绕组受力;并对比分析了两种情况下绕组最大磁感应强度、最大受力等参量的变化。计算结果表明:(1)变压器漏磁通分布较为对称,大量漏磁通集中在高低压绕组中间的空道位置,而在低压绕组内侧与高压绕组外侧分布较少;绕组漏磁场在短路发生后半个周期时达到最大;轴向磁感应强度高于辐向,沿绕组轴向,绕组端部磁感应强度高于中部;沿绕组辐向,高低压绕组中间空道的磁感应强度最大。(2)沿轴向,变压器高低压绕组端部受力均高于中部,是短路事故多发部位;绕组受到的辐向力高于轴向,沿辐向,低压绕组受到辐向压缩力,且低压绕组外侧受力高于内侧,应加强低压绕组辐向支撑。变压器高低压绕组中间的空道处磁感应强度高,绕组受力大,应加强该部位的机械强度。(3)基于固定短路阻抗的辐向轴向强度均满足校核要求;基于变化短路阻抗的轴向强度满足校核要求,辐向强度略高于校核限值;基于变化短路阻抗对变压器短路稳定性的校核更为严苛。