基于结构参数变化-电气参数变化-测量结果变化的变压器结构性故障诊断思路，本文结合有限元分析与频率响应法对电力变压器的轴向位移故障进行综合诊断。为研究变压器绕组轴向位移故障对变压器电气参数及频率响应曲线的影响，基于实际变压器的结构尺寸及材料特性在Ansoft Maxwell 中建立变压器有限元模型，分析了不同轴向位移程度对变压器电气参数的影响。基于求解的电气参数，在ATP/EMTP 中建立变压器等效电路模型，分析不同轴向位移程度下的频率响应曲线变化。对多台110 kV 变压器工作状态进行监测，结合有限元分析与频率响应法对变压器进行故障前后的现场综合诊断。结果表明，轴向位移故障会引起频率响应曲线在150 kHz 左右产生幅值变化，同时导致谐振峰的整体右移。该结论可以对现有判据进行补充，以提高变压器轴向位移故障诊断的准确度。