地磁感应电流(GIC)和直流输电接地极电流会侵入中性点接地的变压器,引起变压器的直流偏磁,导致铁心半波饱和,励磁电流高度畸变、产生大量谐波,变压器温升和振动噪声增大,无功损耗增加。严重的偏磁饱和会使正常情况下在铁心中闭合的磁通部分离开铁心,使变压器金属结构件损耗增加,导致局部过热现象,破坏绝缘,损坏变压器或降低寿命。因此,变压器直流偏磁状态的监测和偏磁原因的诊断对于变压器及电网的安全运行具有重要意义。本文通过对变压器振动、噪声和直流偏磁产生机理的研究,结合大量实际事件的分析,发现直流偏磁饱和是近几年来我国变压器振动噪声异常的主要原因。提出应用小波包分析变压器直流偏磁下的振动信号,建立“能量—频带”特征向量,用以判断变压器受直流偏磁的影响程度。通过理论推导、仿真分析和实验研究,分析了直流偏磁下变压器励磁电流各次谐波的特点和变化趋势以及损耗温升机理。确定了以励磁电流谐波、无功损耗、振动噪声和中性点电流作为直流偏磁状态诊断的特征参量,并给出了分析计算方法,以此为基础,提出了励磁电流偶次谐波法,能够有效判断变压器直流偏磁状态的发生。分析了导致直流偏磁的两种直流电流的特点,通过对大量实测数据的统计分析,提出了直流偏磁原因的诊断方法。