高压直流输电(HVDC)中单极大地回路运行或双极不平衡运行时导致不同地点形成电位差,地磁暴产生地磁感应电流(GIC),中性点接地的变压器、铁心电抗器等电磁设备将遭受以上直流的干扰,同时直流驱动的轨道交通和大量非线性电力电子元件运行时均可能产生直流,从而使交流系统中含有较高的直流分量,导致变压器等电磁设备出现偏磁现象,直流扰动下变压器产生的局部损耗与温升是备受关注的研究内容。本论文依托国家自然科学基金项目(51507027)、吉林科技创新发展计划项目(20166014)、吉林科技创新发展计划项目(20190303007SF),开展变压器在交直流混杂模式下电磁特性、关键电磁参数辨识方法、构件损耗计算以及异常特征之间的映射关系研究。针对变压器交直流混杂模式下激磁电流畸变、谐波含量增加、铁心激磁饱和及局部损耗升高等问题,建立变压器非线性磁场和等值电路模型,通过能量平衡原理实现磁场与电路之间的电磁耦合,基于电磁耦合原理构建交直流混杂模式下的变压器状态方程,磁场与电路分别采用有限元与高阶数值迭代方法进行求解。利用端口电气信息研究激磁电流辨识方法,对激磁电流进行傅里叶变换,进一步研究变压器在不同运行方式、直流水平及负载率时构件的漏磁和涡流损耗分布,深入分析变压器激磁电流畸变、谐波含量、铁心饱和状态及构件在不同运行方式、不同直流扰动下的变化规律,在此基础上探寻异常特征信息之间的内在关系,利用谐波含量表征激磁饱和状态,提出一种变压器直流扰动下铁心饱和失稳判据,并通过拟合的方法构建激磁谐波与构件损耗的映射关系数学模型。通过仿真计算与动模实验数据进行对比,验证变压器激磁电流辨识方法的正确性、铁心饱和失稳判据及异常特征信息之间映射方法的有效性。为交直流混杂模式下变压器铁心饱和失稳判定和构件损耗计算提供可行方法。