随着近些年来特高压直流输电技术的发展,直流偏磁问题得到了更为广泛的关注。变压器受直流偏磁的影响,其二次侧电压中常含有高次谐波。当为直流换流站提供无功支撑的同步调相机与发生直流偏磁的变压器联结时,含谐波的电压作为同步调相机的机端电压,将对同步调相机的运行损耗、激振力大小和无功能力产生影响。因此研究直流偏磁对变压器和同步调相机的运行特性影响有重要的意义。本文以实际电力变压器和一台300MVar的同步调相机为研究对象,针对变压器的直流偏磁现象和直流偏磁对同步调相机产生的影响展开了相关的研究。建立了能够准确计算变压器直流偏磁和同步调相机的场-路耦合的时步有限元模型;对不同直流偏磁程度下多种铁心结构和绕组联结组别的三相电力变压器进行了仿真计算,研究了铁心结构和绕组连接组别对直流偏磁的影响;分析了五柱式变压器绕组连接组别与直流偏磁之间的关系;计算了在机端谐波电压的影响下,同步调相机转子铁心、槽楔损耗、激振力大小和无功水平;搭建了变压器直流偏磁的实验平台,对建立的时步有限元模型进行了准确性验证。最后,本文所得研究结果表明:1)三柱式铁心结构和三角形绕组接线会明显抑制直流偏磁的作用;2)直流偏磁会造成变压器的励磁电流和感应电动势波形畸变,高次谐波含量增加;3)调相机与发生直流偏磁的变压器相连时,高次谐波电压将作为调相机的机端电压,将造成调相机的转子损耗增加,调相机震动加强。