变压器绕组中流过直流电流会在铁心磁路中产生直流磁通,致使铁心半周饱和,此现象称为直流偏磁。直流偏磁会造成谐波增加、变压器振动和噪声加剧等问题,影响变压器及电力系统安全运行。本文针对电力变压器直流偏磁现象进行了仿真和监测两方面的研究,主要研究内容如下：(1)通过对变压器正常运行和直流偏磁下工作特性的分析,指出铁心材料磁滞特性是发生直流偏磁现象的根源。采用JA模型能较好地模拟磁滞现象,但模型的参数取值困难。基于线积分求取磁滞回线上等距特征点,以特征点间距离之和表征回线间吻合程度。提出了一种优化JA模型参数的自适应遗传算法,应用算法对仿真磁滞回线和实际硅钢片磁滞回线进行了参数优化,得到了较为理想的结果。(2)基于JA理论建立了能反映变压器铁心磁滞特性的仿真模型；研究了仿真模型中变压器结构参数确定方法和初始磁化强度求取方法。对模拟变压器进行了仿真研究,与实验数据的对比证明了仿真方法的有效性。采用仿真模型研究了各JA模型参数与励磁电流谐波之间的关系。(3)针对变压器发生直流偏磁时无功补偿电容器电流谐波过大的现象,基于JA理论,建立了直流偏磁下变压器及无功补偿电容器谐波仿真模型,对两种实例工况进行了仿真研究,仿真结果与实测数据吻合很好。计算了不同直流偏磁电流条件下的电容器谐波电流,结果表明各次谐波随直流电流增加而近似呈线性增加,无功补偿电容器组4次谐波阻抗小和电容器组之间发生4次谐波放大现象是造成电容器电流总有效值过大的原因。通过增大串联电抗值来增加串联电抗率,可以增大4次谐波阻抗、避免4次谐波放大,增强无功补偿电容器组的直流偏磁承受能力。(4)直流输电系统不对称运行是造成变压器直流偏磁的主要原因之一。分析了直流电流在交流输电系统中的流通途径,通过等值和简化,将交流系统等效称为以变电站为节点、仅在变电站间存在电阻支路的简单电路；以自阻(接地电阻)和互阻描述地下部分；建立了直流输电系统入地电流在交流系统中分布的统一计算模型。应用计算模型对三峡电站局部电网直流电流分布进行了计算。(5)研究了变压器中性点直流电流、油箱表面振动和噪声的监测方法,设计了一套变压器直流偏磁状态在线监测系统,对变压器中性点电流、变压器振动和噪声信号进行在线监测,并根据监测量的变化保存监测数据以供后续研究分析。已将监测系统应用于三峡电站。