随着我国经济的飞速发展及社会生产力的快速提高,电压等级及电网容量不断增加。变压器作为电力系统中的核心设备之一,在电压转换和电能分配等方面发挥着至关重要的作用,其能否稳定运行关系着整个电网的安全性和稳定性。绕组线圈间发生短路故障是变压器常见的内部故障之一,内部线圈间的绝缘老化和破损是造成匝间短路故障的主要原因。变压器绕组匝间短路往往伴随着电流增大、漏磁增加、铁心及绕组振动加剧的现象,持续运行在此状态,可能会造成设备烧毁甚至整个电网瘫痪。本文依托于国家自然科学基金项目(51507027)、吉林科技创新发展计划项目(20166014)、吉林省科技发展计划项目(20190303007SF),对Y/A变压器绕组不同位置发生匝间短路故障时的电磁特性、振动规律进行研究。本文首先介绍了棱边有限元法的计算原理,并通过仿真计算验证了棱边有限元法求解磁场问题的准确性和有效性。其次,以单相变压器为例建立电磁耦合模型,动态电感通过磁场模型求得,时域电流基于电路模型获取,将动态电感和时域电流作为关键参数通过循环迭代实现电磁耦合,并通过算例分析验证所建变压器电磁耦合模型能够有效模拟变压器的电磁特性。在此基础上,构建Y/△变压器匝间短路状态方程,磁场模型及电路模型分别采用能量平衡有限元法与改进欧拉法进行求解,仿真计算变压器绕组不同位置发生匝间短路故障时的端口电流、短路匝电流及漏磁通分布情况,并分析其变化规律。同时,搭建Y/A变压器匝间短路动模实验平台,利用示波器记录不同位置匝间短路对应的端口电流及短路匝电流波形,对比仿真计算结果与动模实验数据验证Y/A变压器电磁耦合模型的可行性与有效性。针对变压器匝间短路造成的绕组振动加剧问题,在电磁耦合基础上提出一种电磁-振动谐响应模型,研究绕组在不同位置发生匝间短路故障时的电磁特性与振动的对应关系。对变压器不同位置发生匝间短路故障时绕组的振动特性进行仿真计算,并总结其规律。搭建Y/A变压器不同位置匝间短路动模实验平台,在线监测变压器绕组的振动情况。通过对比仿真结果和实验数据验证所得结论的正确性。