绕组变形是诱发电力变压器多种故障和事故的直接原因，因此及时检测绕组变形是预防变压器故障的重要措施之一。相比传统的电量检测法，振动检测法在检测绕组变形故障上有其明显优势，但是目前国内外还没有一个经过实际检验的离线或在线振动检测方法。本文对绕组的动力学特性进行研究分析，并对实际大型变压器进行了一系列实验，在此基础上提出了绕组变形故障的离线和在线诊断方法。本文主要内容和研究成果如下：　　 (1)建立绕组的线性振动数学模型，定性分析了预紧力松动对绕组结构特性的影响，并解释了在线监测变压器100Hz振动响应分量用来诊断绕组状态的原理。根据模型变压器绕组建立的有限元模型和实验，验证了定性分析的结论；同时根据模型变压器器身有限元模型和实验，说明了绕组松动对变压器整体特性的影响。　　 (2)根据一台实际大型变压器的结构数据，计算了绕组在变压器内部的电动力分布。通过提取绕组电动力分布数据，分析了绕组在轴向电动力激励下的振动特性。在此基础上，研究了绕组变形(垫块脱落)的动力学特性变化，提取了其故障特征。由此提出了离线诊断绕组变形的振动频响法(VFRA法)，并通过对一台220kV大型变压器历时一年多的实验，验证了绕组垫块脱落的故障特征；同时，也验证了VFRA法的可靠性以及检测其他绕组变形故障的有效性。　　 (3)针对绕组垫块的非线性特性，首先建立了绕组二自由度非线性振动数学模型。通过数值仿真研究，说明了绕组预紧力松动对绕组振动特性的影响，并分析了绕组固有频率和峰值幅值随预紧力变化的规律。然后，通过对50层绕组建立的多自由度非线性振动数学模型仿真计算，分析了绕组振动响应信号中谐波分量随激励电流以及绕组刚度变化的规律，同时研究了绕组在稳态短路电流激励下的非线性振动特性。通过对小型变压器的短路冲击实验，验证了上述理论分析的结论。　　 (4)根据绕组非线性振动特性的研究，提出了用振动烈度法作为变压器在线检测的评判方法。经过对一台10kV小型变压器的破坏性试验研究，验证了这种方法比常规离线检测法(阻抗法)更灵敏。同时，通过在沈阳虎石台历时2年多的变压器短路冲击在线试验数据积累，验证了振动烈度法对在线检测小型变压器和不同电压等级的大型变压器绕组变形的有效性及通用性。　　 (5)为了对突发短路下大型变压器绕组状态进行实时诊断，利用gabor变换时频分析法，通过对建立的短路电流激励下刚度系数时变的非线性振动数学模型的研究，提出了识别短路冲击下绕组变形的故障特征。根据10kV小型变压器破坏性试验，验证了绕组故障特征识别的正确性。通过对一台110kV大型变压器的短路冲击试验在线检测，同样验证了这种绕组损坏的故障特征，说明了这种短路冲击下识别绕组故障方法的有效性。　　 (6)针对目前振动在线检测测点布置随意性的问题，根据绕组振动特性与激励电流的关系，制定了选择合理测点的原则。通过设计的一系列试验，发现了测点位置对激励频率敏感性的现象，最终总结了在线检测测点位置选择的三原则。