绕组变形是电力变压器故障的主要原因之一,危害电力系统的安全稳定运行,因此对变压器绕组运行状态的监测至关重要。在线频响法灵敏度高、准确度高,可实现变压器不停电检测,发展前景广阔。因此研究在线频响法的诊断方法具有很高的理论意义和广泛的实用价值。本文基于变压器绕组多导体传输线理论和多端口电路网络理论,建立了灵敏度和准确度较高、可消除外部网络影响、可实现故障定相的在线诊断网络函数。得到的主要成果如下:首先基于多导体传输线模型和多端口电路网络理论,建立了变压器端口特性数学模型,得到了变压器端口网络方程,求解方程的基础是变压器绕组的电容、电感、电阻、电导矩阵;然后在ANSYSMax well电磁仿真软件根据变压器SFSZ11-180000/220机械尺寸以匝为单元建立模型,基于有限元分析得到较为精确的的电容、电感、电阻、电导矩阵。然后在变压器离线运行情况下,将仿真模型和现场试验测得的频响曲线作对比,验证了模型和方法的正确性;结合变压器端口特性,构建了变压器和外部网络相连的端口网络模型,构建了三相变压器绕组离线运行时的诊断网络函数H1、变压器中性点接地时的在线网络函数H2和H3、变压器中性点不接地时的H4和H5、受外部网络影响有限的H6以及可消除外部网络影响的H7。参考实际变压器SFSZ11-180000/220绕组参数,绘制网络函数H1～H7在A相绕组鼓包（r=15 mm,20 mm,30 mm,40 mm,60 mm）和a相绕组轴向位移（d=10 mm,20 mm,45 mm,75 mm,100 mm）两种变形下的频响曲线,并提取曲线低频段、中频段、高频段和全频段的相关系数和欧氏距离作为特征参数,基于单调性、线性度和灵敏度分析各特征参数对变形故障的反映能力。对在线和离线网络函数进行综合对比分析,得到结论:H2～H6检测装置较为简单,缺点是受外部网络影响,不能实现故障定相;H7可消除外部网络的影响,且能实现故障定相,缺点是检测装置较为复杂;相比于离线网络函数H1,在线网络函数H2～H7也有着较高的灵敏度和线性度,甚至对于轴向位移变形程度的反映能力优于H1。综上,本文构造的新型在线网络函数H2～H7优缺点互补,且灵敏度和准确度较高,适用于变压器绕组不同拓扑结构,不仅可以解决变压器绕组不停电检测的问题,而且在反映变形程度方面的能力不比离线检测的差,极大的促进了在线频响法的发展和应用。