该文以电缆线圈为基本研究对象,利用有限元数值计算和实验相结合的方法,对该线圈的电磁特性进行了研究.在理论计算与实验相一致的基础上,对电缆绕组变压器的电磁及短路特性进行了研究,研究的问题包括:如何建立电缆绕组变压器磁场分析的有限元模型并仿真计算该类变压器的电磁特性,如何求解电缆绕组变压器各线匝的短路电磁力进而求解线圈的静态和动态短路强度,如何计算电缆绕组变压器的线圈模态以及如何计算电缆绕组变压器短路时线圈的稳定性.针对上述问题,该文主要进行的研究工作及成果如下:(1)以XLPE绝缘电缆线圈为对象,利用"磁场-电路"耦合有限元法计算不同边界条件时线圈系统的直流电阻、交流电阻、电感、线圈的涡流损耗以及附加钢板的涡流损耗,并与实验结果进行比较.(2)电缆绕组变压器导体的截面积较大,其中的涡流损耗比油浸式变压器显得突出.该文证明了变压器线圈中涡流损耗可由集肤效应损耗和邻近效应损耗两部分叠加计算,并定义了描述涡流损耗的两个特性系数——"集肤效应损耗系数"和"邻近效应损耗分裂导线系数",采用A-φ-A有限元法计算了这两个系数.(3)在得到变压器线圈漏磁场分布的基础上,求解了变压器负载侧短路后各线匝所承受的短路电磁力.(4)变压器线圈在短路电磁力作用下的破坏,与线圈的固有频率和对应的振型紧密相关,二者共同构成线圈的模态属性.(5)变压器线圈在短路电磁力的作用下有可能引起轴向和径向的失稳.轴向稳定性的模型采用与模态分析相同的集中参数模型,以各线匝的短路电磁力为激励,选择各线匝的轴向振动位移为自由度,求解这些位移满足的微振动方程,可分析线圈轴向振动的特征.线圈径向的稳定性表现为结构的屈曲形式,采用与分析径向模态相同的模型,计算出变压器内线圈不可恢复的径向压力,通过与线圈所受的短路电磁力比较,即可得到线圈在短路电磁力作用下的安全系数.该文在小挠度线性理论的条件下,利用有限元法计算了线圈的各阶屈曲载荷,并讨论屈曲载荷与撑条根数、撑条固紧程度和初始缺陷的关系.