随着我国铁路运输电气化的发展需要,重载高速电力机车得到了迅速的发展和应用,铁路行车安全也日益成为铁路系统中最为关注的问题。牵引变压器是重载电力机车最重要的设备之一,是电力机车当中电压等级变换和电源分配的重要设备,其质量的好坏将直接影响机车的行车安全。以往的牵引变压器因存在某些质量缺陷,在高速行驶时而导致故障频发,给机车的安全行驶带来了不利影响。因此,对重载机车变压器故障的研究具有现实意义。本文以牵引变压器为研究对象,针对变压器的各种故障,主要进行了以下几方面的研究：1.分析了重载牵引变压器中气体类故障产生的原理以及变压器故障和油中气体的关系,对故障特征信息分析及故障处理的方法进行了研究。2.对重载高速牵引变压器油气故障的原理、判断方法、气体采集等进行了探讨,选择了变压器油气故障的诊断方法。3.对重载牵引变压器的结构、渗漏油故障原因等进行了研究,发现了异种钢的焊接工艺存在某些缺陷,是引起变压器渗漏油故障的主要原因。通过改进异种钢的焊接工艺,解决了变压器渗漏油故障频发的问题。4.对异种钢焊接的焊缝分别进行了金相组织分析和有限元仿真分析。金相组织分析表明焊缝的机械性能符合要求；有限元仿真结果表明焊缝的残余应力能够满足焊接性能要求,两种分析结果表明该焊接方法是切实可行的。5.对变压器的气体类故障、渗漏油故障进行了现场实验及运行跟踪,验证了改进后的焊接工艺和油气分析方法是正确的。