电力变压器是电力系统得以运行的重要组成部分,是整个电力系统的安全稳定和经济运行的重要保障。变压器的故障主要有铁芯故障和绕组故障,如何确定变压器的故障类型及位置是提升变压器安全性能的一个重要保障。振动即是变压器故障的致因之一,又是识别变压器振动的故障的重要表征。因此本文以SCB10-1000/10型干式变压器为研究对象,利用COMSOL软件对变压器进行空载和负载的仿真分析,对变压器铁芯故障特征和绕组变形、绝缘、松动等故障的振动特性进行了研究,尝试用故障的重要表征来对变压器绕组和铁芯故障进行识别,及早发现变压器绕组变形、结构松动等故障隐患。本文研究的内容如下:1、首先从干式变压器的振动机理出发,通过铁芯受力分析推导出x、y、z各方向上的磁致伸缩力表达式,得出铁芯不同方向上振动的差异。分析了铁芯振动的来源和主磁场的分布,得到了空载下振动加速度和外加电压平方成正比的关系,阐述了铁芯非线性特性对振动信号的影响。同时,根据绕组的轴向振动模型,研究了变压器绕组振动的来源、绕组漏磁场和电磁力的分布。研究了绝缘垫块存在的非线性特性对振动信号的影响,推导出绕组受到的电磁力与电流的平方成正比的关系。2、为了研究变压器在工作时是否会发生共振,构建变压器三维模型,分别对变压器铁芯和绕组进行模态分析。结果表明:铁芯和绕组均远离100Hz及其整数倍的频率,不会产生共振。3、研究变压器铁芯和绕组分别在空载和负载下的振动特性规律。基于振动机理分析,利用COMSOL软件构建干式变压器的电-磁-力多物理场模型,对变压器在空载和负载两种不同工况下进行仿真,提取不同测点不同方向下的加速度振动信号特征进行分析。4、研究了铁芯和绕组其不同故障振动信号的基频和谐波频率特征规律。得出铁芯和绕组其不同故障下振动加速度与正常工作状态下对比关系。结果表明:不同故障下的加速度信号与正常工况相比,基频或谐波频率的幅值增长率不同,每种故障基频和谐波频率的增长率对应一定范围,因此引入加速度信号基频或谐波增量阈值,来描述加速度相比正常状态下的增长率,通过不同故障的加速度的增量阈值范围来判别铁芯和绕组各自的典型故障。