变电站是电力系统的重要组成部分，它是改变电压等级，汇集配送电能的枢纽，为国民经济的快速稳定发展提供了重要保障。变电站系统在遇到强烈地震作用时极易遭受破坏，引起主厂房结构及电气设备破坏或局部倒塌，进而导致整个电力系统的瘫痪。目前国内外对未考虑设备-结构相互作用的变电站抗震性能研究已取得了一些成果，但对考虑设备-结构相互作用的变电站主厂房系统的抗震性能研究还处于起步阶段，很多问题仍需进一步研究。根据《国家电网公司输变电工程典型设计》中8种不同等级的户内式变电站以及西安高压开关厂生产的电气设备，建立了考虑设备-结构相互作用的大型变电站主厂房系统三维有限元模型，为了对比分析，同时建立了未考虑设备-结构相互作用的主厂房系统三维有限元模型。通过模态分析，得到了变电站主厂房系统动力特性规律，以及电气设备处于不同楼层时对主厂房系统自振周期的影响。分析结果表明，考虑设备-结构相互作用的主厂房系统自振周期大于未考虑设备-结构相互作用的主厂房系统自振周期，而且考虑设备-结构相互作用的主厂房系统在第3阶振型后还表现出以设备为主的局部振动；当电气设备处于较高楼层时，对变电站主厂房系统的自振周期影响较大，而电气设备处于较低楼层时，其影响较小。对考虑设备-结构相互作用的8种变电站主厂房系统进行了时程反应分析，得到了结构柱顶加速度、电气设备顶部加速度、柱顶位移、层间位移角、基底水平地震剪力等变化规律。研究结果表明，在小震作用时，考虑设备-结构相互作用的主厂房系统地震反应与未考虑设备-结构相互作用的主厂房系统地震反应结果相差不大；而在大震作用时，考虑设备-结构相互作用的主厂房系统地震反应均大于未考虑设备-结构相互作用的主厂房系统地震反应。进一步基于主厂房系统加速度、位移分析结果，对变电站主厂房系统动力放大系数和层间位移角限值进行了完善。根据实际工程，还对考虑设备-结构相互作用主厂房系统及不考虑设备-结构相互作用主厂房系统进行了8度罕遇地震作用下的弹塑性时程反应对比分析，得到了变电站主厂房系统塑性铰屈服顺序和发展变化规律。结果表明，在罕遇地震作用下，主厂房系统的大部分梁、柱构件均处于弹性阶段，而端部山墙处的梁、柱塑性变形严重，构件发生严重破坏。同时研究发现，考虑设备-结构相互作用主厂房系统某些部位梁构件塑性铰发展变化规律与不考虑设备-结构相互作用主厂房系统的塑性铰发展变化规律有较大的不同，在考虑设备-结构相互作用的主厂房系统中设备层多处梁塑性铰发生屈服，而未考虑设备-结构相互作用主厂房系统在相同部位处框架梁未出现塑性铰。