作为高压直流输电系统中的关键设备,换流变压器易受到结构件和油箱内杂散损耗的影响,通常采用磁屏蔽或电磁屏蔽来优化变压器中漏磁场分布以减少杂散损耗。换流变压器在运行时,绕组励磁电流中除了交流正弦分量之外,通常还会有谐波分量和直流分量,会造成铁心饱和加剧、变压器励磁电流发生畸变、漏磁场分布更加复杂,结构件更容易出现局部过热问题,危及变压器安全稳定运行。因此研究变压器屏蔽构件在谐波和直流偏磁下的杂散损耗特性,对屏蔽结构优化设计、降低杂散损耗及变压器安全经济运行具有重要意义。首先,结合Preisach磁滞模型和损耗分离理论建立动态磁滞模型,模拟正弦激励和谐波激励下动态磁滞回线,分析谐波阶次、含量和相位对磁滞回线和损耗的影响。提出基于一阶回转曲线上每个点与不对称极限环上升支或者下降支之间距离的辨识方法,建立异常损耗统计参数V0与磁通密度峰值Bacp和直流偏磁Hdc的函数关系,实现谐波及直流偏磁复杂激励条件下动态磁滞回线的模拟。其次,研究谐波及直流偏磁激励下的TEAM P21改进模型,测量模型中相应五种工况下取向硅钢片的磁化曲线和损耗曲线。提出用于磁屏蔽和电磁屏蔽构件杂散损耗测量的磁通补偿法,并对两种屏蔽结构进行仿真验证。基于磁通补偿法,搭建谐波及直流偏磁激励下屏蔽构件杂散损耗实验测量平台,测量磁屏蔽和电磁屏蔽构件的杂散损耗及表面漏磁场磁通密度。对比两种屏蔽构件杂散损耗和表面漏磁场磁通密度实验结果,分析磁屏蔽和电磁屏蔽的工作特性。最后,考虑材料的非线性和各向异性,建立了TEAM P21改进模型的三维有限元模型,按照实验测量时的激励条件进行仿真。针对叠置的磁屏蔽构件,分别使用经验公式法和改进Preisach磁滞模型计算铁磁损耗,研究各层硅钢片杂散损耗分布规律和附加损耗占比情况。比较不同激励下的损耗计算数据,分析谐波和直流偏磁对两种屏蔽构件杂散损耗的影响。对比计算结果和实验测量结果,验证了所提出谐波及直流偏磁下变压器屏蔽构件杂散损耗计算方法的准确性,为变压器屏蔽构件的优化设计提供参考。