地磁感应电流(GIC),高压直流输电(HVDC)以及非线性电力电子元件会使电力变压器运行于交直流混杂的特殊环境。直流扰动会造成变压器铁心正负半周励磁不对称,产生严重的磁致伸缩效应,进而导致铁心饱和、振动加剧、铁心松动。这将进一步降低变压器绝缘强度,削弱抗电流冲击能力,甚至引起变压器设备损坏,造成严重事故。本文依托国家自然科学基金项目(51507027)、吉林省科技发展计划项目(20190303007SF)、吉林科技创新发展计划项目(20166014),针对交直流混杂环境下的变压器电磁参数辨识方法开展相关研究,并且进一步探索直流影响下变压器励磁电流与铁心异常振动的变化特性。为了研究变压器在直流扰动下的偏磁问题,依据电磁耦合原理建立计算模型。研究不同有限元方法在变压器磁场模型求解方面的适用性,并基于能量平衡原理计算相关电感参数;将计算得到的电感参数代入已考虑直流影响的电路模型,进一步计算直流扰动下的电流参数;根据循环迭代原理实现变压器磁场-电路模型的耦合。以三相三柱式变压器为例,利用有限元软件根据所提计算方法建立仿真模型,验证磁场-电路耦合计算方法的正确性。以单相变压器为研究对象,分析其在遭受直流扰动时电感参数,铁心磁场以及变压器漏磁场的变化特性。研究发现变压器励磁饱和程度会随着入侵直流水平的升高而加深,同时也伴随着铁心磁感应强度和铁心周边漏磁的逐渐增强。针对变压器铁心振动问题,建立交直流混杂环境下的变压器励磁-振动谐响应分析模型,仿真计算不同直流扰动水平下的变压器电磁特性。根据励磁电流在直流扰动下的波形畸变程度表征变压器励磁饱和程度,分析励磁电流和振动加速度的时谐特性,深入挖掘两者与励磁状态的对应关系,并总结其规律。针对380V三相三柱式Y/A变压器建立模块化动模实验平台,分别利用励磁电流辨识模块、振动监测模块对励磁电流和铁心振动信号进行辨识和采集。将实验所测数据与仿真计算结果进行比较,以验证所提方法的有效性、正确性。研究发现受直流分量影响,励磁电流呈现“半波畸变、半波衰减”的特点,同时铁心振动加剧,振动频谱幅值升高且在100Hz处的变化最大。对变压器遭受直流扰动时的异常绕组电流进行研究,以此表征铁心振动情况。针对具有相同容量和电压变比的三相组式与柱式变压器,建立不同直流扰动下处于不同运行方式的变压器仿真模型,研究分析其电磁特性;分析绕组异常电流和铁心振动加速度的变化情况,并总结其规律。搭建动模实验平台验证仿真结果,同时进一步比较组式与柱式变压器的抗直流扰动能力,并制定基于异常电流的振动表征判据。研究发现可以通过空载电流的变化情况表征铁心振动,且三相组式变压器的抗直流扰动能力强于三相三柱式变压器。