随着我国电网的不断发展,如何确保电力设备良好运行并及时发现设备故障、避免故障的扩大成为我国电力发展的重要课题之一。紧耦合电抗器起到自动均流/限流的重要作用,然而,长时间投运的紧耦合电抗器存在发生线圈错位的可能性,会导致引起耦合系数和空间磁场发生改变,从而对其性能产生影响。即使对紧耦合电抗器的导体线圈和绝缘材料进行固定,塑性形变依旧可能发生,在最大电动力下设备的机械性能会逐渐下降,最终会引发设备故障。因此,研究紧耦合电抗器的线圈错位并提出检测方法,对保证紧耦合电抗器安全可靠运行具有重要意义。本文分别针对紧耦合电抗器的轴向线圈错位和径向线圈错位展开研究,内容包括三部分:紧耦合电抗器工作原理及其有限元模型,紧耦合电抗器线圈错位对耦合系数的影响分析,以及基于空间磁场分布的紧耦合电抗器线圈错位检测方法研究。首先介绍了紧耦合电抗器的基本工作原理,并给出了紧耦合电抗器轴向线圈错位、径向线圈错位的定义,计算其自感和互感,得到耦合系数的计算公式。建立紧耦合电抗器有限元模型,分别考虑无线圈错位、轴向线圈错位和径向线圈错位三种不同情况,分析紧耦合电抗器在中轴面和中平面的磁场分布,得到电抗器远端及近端的磁场变化规律。其次,耦合系数作为紧耦合电抗器的关键参数,是影响紧耦合电抗器性能的重要因素之一。耦合系数的数值随着线圈自感及互感的变化而变化,而紧耦合电抗器的线圈错位将会使线圈的互感产生较明显的变化,改变耦合系数的大小,从而影响电抗器的性能。本文分别针对紧耦合电抗器的径向错位与轴向错位设置多组有限元模型进行仿真、计算和拟合,提出一种耦合系数的计算方法并通过算例进行验证。最后,由于难以对运行中的紧耦合电抗器进行手工测量或机械测量,本文提出了一种线圈错位的检测方法。由于紧耦合电抗器的自感及互感与磁场的大小存在紧密联系,因此线圈错位程度、磁场大小与耦合系数数值三者密不可分。据此,本文通过有限元模型分别分析磁场与轴向线圈错位程度、径向线圈错位程度的关系并对其进行曲线拟合,得到线圈错位程度的检测函数。在线圈错位检测函数的基础上,针对不同高径比的紧耦合电抗器探究了检测函数的系数变化。结果显示,紧耦合电抗器确能通过磁场的变化反映自感及互感的变化,并提出了一种通过测量磁场变化计算其线圈错位程度的方法,通过算例进行了仿真验证。本文研究内容围绕紧耦合电抗器结构参数的关键问题展开,研究成果将进一步推进紧耦合电抗器在电网中的有效应用,对紧耦合电抗器未来的发展有着实际指导意义。