牵引主变压器作为电力机车车载牵引供电系统的核心装备，承担着牵引供电的重要任务。牵引主变压器是一种单相多绕组变压器，其复合短路阻抗的计算一直是设计和制造人员最为关心的技术参数之一。同时变压器的阻抗值要求越来越高，漏磁场分布复杂，设计难度越来越大，其局部过热和温升问题也变得越来越突出。本文对牵引变压器复合短路阻抗以及油箱涡流损耗这两个方面开展理论分析、实验测试与仿真分析研究，为牵引变压器的电磁结构设计提供了重要理论依据。理论分析基于场路耦合法、磁路法、能量法的两两绕组短路阻抗的计算方法；为快速求取多绕组变压器两两绕组间短路阻抗，提出一种基于等效单匝电感矩阵的两两绕组间短路阻抗的计算方法；推导多绕组变压器复合短路阻抗的计算公式，详细给出其求解步骤。给出变压器漏磁场的定义及其产生的主要原因；基于电磁场的基本理论及常用边界条件的定义，对有限元方法的计算步骤进行分析计算，并结合边单元有限元方法的特点，提出采用边单元理论的牵引主变压器漏磁场和涡流场分析计算的仿真分析方法。以新乌车牵引主变压器为研究对象，采用ANSOFT有限元软件求取其12阶等效单匝电感矩阵，通过编写相应的计算程序一次性获取任意两个绕组间的短路阻抗值；并结合多绕组变压器复合短路阻抗的理论计算式，提出一种基于等效单匝电感矩阵的多绕组变压器复合短路阻抗的计算新方法；并通过理论计算值与试验测试结果进行对比分析，验证该方法的有效性和可行性。以新乌车牵引主变压器为研究对象，采用ANSYS有限元软件建立其三维有限元仿真模型，并采用边单元有限元方法，对其内部漏磁场及油箱的涡流场进行了分析计算，并结合涡流损耗的理论计算公式，在后处理部分，通过编写相应的后处理程序对涡流损耗进行计算，为其冷却系统的设计提供重要的理论数据。