城市轨道交通作为一种绿色便捷的交通方式,为缓解地面交通拥堵局面和推动城市高质量发展做出了巨大贡献。但城轨列车运行时产生的直流杂散电流,不仅会导致沿线金属结构发生严重的电化学腐蚀,而且会引发临近变电站的中性点接地变压器出现直流偏磁现象,危害变压器以及电力系统的安全稳定运行。目前的研究多集中于城轨杂散电流分布以及直流输电接地极导致的变压器直流偏磁现象,对城轨杂散电流引起的变压器直流偏磁问题考虑或有不足。因此,有必要开展对轨道交通直流杂散电流对城市电网主变压器运行的影响的研究。首先,阐述了城轨供电牵引电流的计算,并总结了建立城轨杂散电流模型的方法。进一步地,介绍了变压器直流偏磁的原理以及变压器直流偏磁的抑制装置,在变压器中性点串联电阻或电容的方法已有工程实例,且具有较好的通用性。最后,简要介绍了CDEGS和PSCAD/EMTDC软件的基本功能。其次,通过解析法计算了四层地网模型的城轨杂散电流分布。进一步地,基于实测土壤数据建立多层分区土壤模型,考虑电网中受偏磁电流影响较重的片区,利用CDEGS软件建立我国西南喀斯特山区某市某城轨线路和片区电网杂散电流耦合模型。考虑城轨列车运行工况,通过仿真值与实测值的对比,验证了所提耦合模型的有效性,并仿真分析了轨地过渡电阻对直流杂散电流分布的影响。然后,结合实际电网参数,根据所提耦合模型变压器中性点直流电流的仿真结果设置外部直流电源输入,进而借助PSCAD/EMTDC软件构建我国西南喀斯特山区某市某片区电网城轨直流杂散电流分布模型,仿真分析了直流杂散电流在输电线、避雷线、大地电阻以及变压器励磁绕组中的分布。同时,分析了城轨的轨地过渡电阻和变压器漏抗对电网中杂散电流分布的影响。最后,通过实测电流、振动、噪声等数据,分析了城轨直流杂散电流对主变压器运行的影响。进一步地,采用中性点串联电阻和电容的隔直装置,提出了片区电网主变压器偏磁电流的治理方案。相关讨论与结论对城轨直流杂散电流的防护和主变直流偏磁抑制措施的制定具有一定的参考价值。