地磁感应电流和高压直流输电单极运行及大规模电力电子装置的普及应用等情况都会引起电力变压器工作于交直流混合模式。在交直流混合条件下变压器的工作特性会发生显著变化,从而引起一系列内部和外部的异常或故障,造成变压器等设备乃至整个电网的安全稳定问题。本文针对变压器的交直流混合问题应用时域场路耦合模型开展研究。采用基于棱边有限元法的时域场路耦合模型研究电力变压器在交直流混合模式下的电磁特性,该模型以动态电感和时域电流作为关键耦合参数分别反映磁场饱和程度与电路变化过程。通过求解非线性磁场和等效电路模型,为研究交直流混合模式下电力变压器的工作特点提供依据。基于场路耦合模型研究该算法的稳定性,推导绝对稳定域分析计算收敛性,探讨稳定边界对应时间步长与状态矩阵特征值的关系,并定义磁场求解频率衡量计算效率,构造动态电感变化函数来评价磁场计算的精确性。在稳定性分析的基础上,研究时间步长和磁场求解频率对计算精确性和效率的影响,提出了一种基于时域场路耦合模型的自适应变步长算法,并与定步长算法相比较,该方法能够根据变压器非线性励磁的时变性自动修正迭代步长,从而提高计算效率和精确性。搭建变压器交直流混合实验平台,通过量测获取实验数据,并与仿真结果对比,验证了自适应算法的正确性和有效性,为变压器类电磁设备的时域场路计算提供新思路,为进一步开展变压器交直流混合模式下的其它研究奠定基础。