与陆上风电相比,海洋大气区高湿度、高盐雾的环境对海上风电设备稳定运行提出了严峻挑战,同时风电场的整流逆变系统、并联补偿电容器和线路电抗的谐振问题均可能引起大量谐波,干扰海上电力系统运行。为了解决好这些问题,提高海上风电场变压器的可靠性,避免因变压器故障带来严重的生产隐患和巨大经济损失,因此有必要对海上风电变压器进行电磁分析,以便优化结构。同时,由于海上变压器通常离陆地较远,设备维护更换复杂,因此海上风电变压器的健康状态评估以及寿命预测也日益受到人们的关注。本文以一台环氧树脂干式变压器为例,对海上风电变压器进行了磁场,短路电磁力以及绕组应力与形变研究,并结合谐波环境进行具体分析。同时,考虑运行情况,电气试验,环境湿度,系统谐波等多个信息指标,对海上风电变压的运行状态进行数学建模,提出了一种海上风电变压器的寿命预估系统,便于实现对风电变压器运行风险的诊断以及提供维修更换的理论依据。本文主要工作和创新点如下:（1）对海上风电变压器的二维瞬态漏磁场仿真。本文利用二维场路耦合有限元方法,分别计算和分析了风电变压器绕组在不同部位和路径的辐向漏磁和轴向漏磁,同时得到了变压器整体漏磁分布情况和规律。为进一步研究风电变压器奠定了基础。（2）搭建含谐波源的三维海上风电变压器模型。结合海上风电场的实际运行环境,本文搭建了海上风电变压器的三维谐波有限元模型,通过对比三维磁场分布情况,验证了之前二维有限元模型对漏磁分析的合理性。本文利用该三维有限元模型,分别分析了正常工况下和三相短路故障下的变压器电流波形,电磁场与电磁力分布以及这些数据的谐波特征。（3）对风电变压器进行三维电磁-结构力场有限元耦合分析。本文利用三维电磁-结构力场耦合模型,分析绕组在谐波环境下的三相短路应力计算和应变分布。建模时根据海上风电变压器的实际结构进行了细化处理,其结果考虑了海上的多谐波环境。（4）对变压器寿命预估系统进行研究。本文针对海上风电变压器的谐波以及高湿环境,提出了一种基于分层理论的海上风电变压器健康指数数学模型。同时利用支持向量机（Support Vector Machine,SVM）和布谷鸟寻优算法,对变压器健康指数进行预测,将变压器的状态评价问题转变成一种合理的寿命预估方案。通过实例分析,验证了预测模型的可靠性与合理性。最后对该系统进行软件开发,提高了工程操作性,实现了数据的可视化。