近些年来,我国高压直流输电工程的发展达到了前所未有的高度,为了满足直流输电的发展需要,作为高压直流输电系统重要设备的换流变压器也得到了越来越多的研究。直流电网和地磁暴等因素引起的直流偏磁现象逐渐增多,加上高压直流输电有较大高次谐波的特点,所以在运行中的换流变压器必然承受着直流偏磁和谐波对其的影响。发生直流偏磁的情况时,换流变压器将会出现励磁电流波形的严重畸变,而发生偏磁的电流越大则越容易出现半周期严重饱和的尖顶波电流波形。尖顶波的出现将使得换流变压器的漏磁增大,由漏磁引起的损耗必然增加,进而引起变压器的局部过热。高压直流输电中的负载电流中含有大量的高次谐波分量,谐波分量必然将产生与其对应的漏磁场和损耗。基波与高次谐波产生的损耗将共同作用于换流变压器的结构件上,损耗的分布一般不是均匀分布的而是集中在结构件的某个区域上,损耗过大将很可能引起变压器的某一区域的局部过热,进而将影响到换流变压器的正常运行状态。换流变压器的局部过热又将引起绝缘的老化影响其使用寿命,所以本文对换流变压器出现这两种特殊情况下的温升进行了仿真计算。本文的主要工作有以下两点:第一,采用实验的方式对换流变压器的铁心硅钢片在直流偏磁以及谐波的条件下进行了磁特性的测量。第二,基于有限元仿真原理对不同直流偏磁及5次、7次谐波条件下的一台实际的换流变压器温度进行了计算。对比分析了两种情形下的温度场分布情况:(1)分别使用正常磁特性曲线与直流偏磁磁特性曲线下的温度场仿真分布情况;(2)分别使用正常磁特性曲线与使用谐波磁特性曲线下的温度场仿真分布情况。仿真分析了4mm厚的铜屏蔽对于直流偏磁和谐波条件下漏磁场增大引起的温度升高的抑制作用。从仿真结果来看,换流变压器在发生较大直流偏磁以及承受高次谐波时将会出现局部过热现象,而这种现象必将会严重影响其使用寿命。本文对直流偏磁和谐波条件下的换流变压器温升进行的计算,为换流变压器温升问题的进一步研究奠定基础。