变压器是电力系统中的重要的设备之一,在电力网中承担电压变换、传输、分配电能的任务,其安全稳定运行是电力系统安全可靠运行的重要前提。变压器一旦发生故障,则有可能导致大面积停电,甚至电网瓦解,造成巨大的经济损失和严重的社会影响。大量的研究表明,变压器的故障主要来源于其绝缘的老化。因此,对变压器的绝缘老化状态进行检测和评估显得尤为重要。研究变压器状态检测方法,并依此制定合理的检修计划,对变压器的利用率及整个电力系统都具有重要的意义。本文首先建立了变压器油纸绝缘的扩展德拜模型,利用电路分析原理,推导出有一条、两条及n条极化支路等效德拜模型的回复电压及极化谱的数学表达式;根据已测得的绝缘介质的极化去极化电流测试数据并通过理论计算得到回复电压,提出由极化去极化电流到回复电压的数值算法,推导出递推公式,并仿真验证该方法的有效性;利用matlab/simulink搭建扩展德拜模型并仿真分析充电电压、充放电时间比及几何参数等各种不同的因素对回复电压曲线参数的变化规律,为判断变压器的整体绝缘状态提供理论依据。设计并制作可用于极化去极化电流测量分析的微电流测量电路并对测量电路进行了理论分析和仿真分析,对其进行了噪声抑制与抗干扰设计。文中搭建了极化去极化电流测量实验系统,对不同老化程度的绝缘纸试样进行测量并将实验测得的极化去极化电流通过数值算法转换成回复电压。本文研究对时域内的极化去极化电流与回复电压融合研究具有一定的理论与应用价值。