我国幅员辽阔,但是人口和能源的分布极为不均,负荷中心与一次能源基地的分布具有相反分布的特点,高压直流输电因为有着诸多的优势而成为发展的必然趋势。随着我国高压直流输电工程的大力发展和建设,换流变压器出现直流偏磁的现象日益增多。出现该问题时会导致谐波增多、噪声增加、振动加剧、损耗增加等问题,严重威胁到我国电网安全稳定运行。同时,南方电网由直流偏磁差异化电流造成的双极闭锁严重事故急需深入研究,避免此类事故再次发生。在此背景下,基于理论和仿真两方面对换流变压器直流偏磁进行深入研究。首先,对造成直流偏磁的原因进行了研究说明。分析了直流偏磁的作用机理,并且通过公式推导定量的给出了直流偏磁电流的计算公式,对换流变压器发生直流偏磁时的励磁电流的畸变和各次谐波含量进行了理论分析。其次,在有限元仿真软件MAGNET中建立了与西安西电变压器公司产品级换流变压器尺寸相同的三维计算模型,对换流变压器在额定和不同大小直流偏磁电流工况进行仿真分析,研究换流变压器的磁场分布特性,分析油箱、绕组、夹件、拉板上的漏磁分布以及在直流偏磁作用下变压器涡流损耗的分布规律。然后,基于某实际±800kV特高压直流输电工程在PSCAD/EMTDC仿真软件中搭建参数与之对应的系统级仿真模型,在该模型下研究闭锁故障与直流偏磁电流之间的关系。同时,基于该仿真模型建立了一种基于系统层面的直流偏磁仿真平台。通过调节不同大小的电阻值可以模拟不同运行方式下换流变压器直流偏磁电流的变化规律。在系统单极运行时,通过改变直流线路上传输功率的大小,建立了直流线路上传输功率与换流变压器中性点直流偏置电流大小之间的映射关系。同时换流变压器采用具有铁芯饱和分段特性的UMEC模型,对不同大小直流偏置电流进入换流变压器时励磁电流大小和各次谐波特性、一次二次绕组电流电压大小和各次谐波特性、无功功率消耗特性都进行了研究。最后,根据变压器磁动势平衡原理对南方电网高肇直流输电工程YY和YD型换流变压器直流偏磁电流差异化进行理论分析。对抑制直流偏磁电流传统常用的措施的优缺点进行了说明,同时,为了抑制差异化电流,提出了一种采用YYD/YD型换流变压器的直流输电系统拓扑,对其进行了理论分析。同时,基于PSCAD/EMTDC仿真软件中建立相应的仿真模型,说明了提出的方法的正确性。