近年来，直流电网和地磁暴等因素引起的直流偏磁现象，使得交流电网中电力变压器铁心饱和等一系列问题。直流偏磁问题已经影响了电网中交流电力变压器和电网的正常运行。现有的直流偏磁抑制方法，一般都能有效抑制直流偏磁，但影响电力变压器中性点安全接地。因此，本文在前人研究的基础上提出具有直流偏磁功能的电力变压器，该变压器本身具有直流偏磁自动抑制功能，并且不影响电力变压器安全接地。首先，建立基于Preisach模型理论的变压器补偿铁心磁滞模型。补偿铁心材料是两相复合磁性材料。通过实验测得四种性能的两相复合磁性材料的极限磁滞回环，计算不同激励下的磁化曲线与反磁化曲线，得到补偿铁心剩磁与激励之间的关系。基于微磁学理论建立了纳米两相复合磁性材料三层膜的磁滞模型，计算得到了纳米两相复合磁性材料的软磁层厚度与材料磁滞特性的关系。第二，对电力变压器进行结构设计，使补偿铁心在发生直流偏磁时充磁，用补偿铁心的剩磁抵消直流偏磁磁通，在无直流偏磁时退磁，不影响变压器正常工作。测量电力变压器铁心硅钢片的磁滞特性，用于仿真验证。对该电力变压器进行仿真，验证结构的可行性。第三，利用Ansoft、Matlab、Simplorer平台，建立电力变压器的二维场路耦合模型，并进行计算。计算在不同直流偏磁情况下，对直流偏磁补偿前后，变压器励磁电流，铁耗，磁密分布。对比补偿前后励磁电流变化，铁耗变化，磁密分布变化，验证该电力变压器对直流偏磁的抑制效果。第四，研制1kVA电力变压器样机，并对样机进行实验，检测不同直流偏磁情况下，对直流偏磁补偿前后，电力变压器的励磁电流和谐波，对比补偿前后励磁电流变化、谐波成分变化，谐波畸变率变化。验证该电力变压器对直流偏磁的补偿效果。仿真和实验结果表明，在直流偏磁抑制之后，励磁电流奇次谐波减少，谐波畸变率降低，磁密降低，铁心不饱和，铁耗减少，证明该电力变压器，能够实现对直流偏磁的自动抑制，为直流偏磁问题的进一步研究奠定了基础。