基于场路耦合原理建立单相变压器三维有限元模型，研究变压器空载运行绕组匝间短路问题，通过分析绕组不同位置匝间短路时的电流、磁通以及受力情况，研究变压器励磁与绕组受力的对应关系，并总结其变化规律。在此基础上，搭建变压器绕组匝间短路动模实验平台，测试短路绕组振动加速度，通过对比仿真结果与实验数据，验证了本文方法的正确性与有效性。

变压器绕组匝间短路一般由于绝缘损坏造成线匝短接，具有故障相短路电流突变、电动力与振动剧烈，且非故障相电流无明显变化的特点。传统保护在变压器发生匝间短路时辨识绕组故障状态的难度较大，若变压器持续负载运行，将会导致绕组变形甚至烧毁的恶劣后果。

变压器绕组匝间短路属于内部故障，差动保护在处理该故障时存在失效或拒动的问题。油色谱分析法利用气体探测器能够检测变压器内部故障产生的特征气体，但在处理匝间短路故障时不适用；对称分量法利用派克变换求得变压器端口电流的相位实现故障辨识，但是匝间短路等内部故障会导致对称分量法的实现困难、计算复杂等问题；漏感因子法通过短路和空载试验获取绕组正常和匝间短路时的电气信息，从而得到变压器等效电感矩阵，通过最小二乘法进行故障诊断，但是相关实验开展难度较大，监测方案实施复杂。

已有研究表明，变压器绕组匝间短路对设备运行乃至系统稳定产生了极大危害，虽然这一问题引起了国内外的广泛关注，但是罕有文献对变压器绕组匝间短路电磁特性及受力振动进行仿真分析，关于绕组匝间短路动模实验虽然已有报道，但并未对绕组漏磁、受力与振动进行系统研究。

基于场路耦合原理，提出一种变压器匝间短路电磁谐响应分析方法。通过建立变压器三维有限元磁场模型，模拟变压器绕组内部匝间短路故障时谐电磁环境，结合时域微分电路模型分析变压器故障时绕组电流、漏磁场和电磁力的变化情况，并总结其规律。基于谐响应分析，通过数值仿真与物理实验相结合的方式对所得结论进行验证。