近年来,随着智能电网的建设,电气设备的优化设计问题越来越得到广泛重视,变压器直流偏磁问题已经影响了电网的正常运行,同时电气设备对无功功率的大量损耗也日益严重,致使电网电能质量偏低。因此,本文在前人研究的基础上提出基于两相磁性材料的新型电气设备研究。首先基于Preisach模型理论建立了磁滞模型。计算得到了两相复合磁性材料的磁滞特性。通过实验测得四种性能的两相复合磁性材料的极限磁滞回环,计算得到变压器充磁后补偿铁心的剩磁和不同矫顽力之间的对应关系。根据微磁学理论对两相复合磁性材料三层膜的磁滞模型进行建模,进而得到了软磁层厚度与矫顽力及材料磁滞特性之间的关系。第二,利用Preisach磁滞模型理论建模,对纳米两相复合磁性材料的组成、作用、微观结构、制备工艺及主要磁性能进行研究,结合元素组成及热处理工艺对两相磁性材料的影响进行研究分析,进而找到了适合的两相复合磁性材料。第三,将两相复合磁性材料应用于新型变压器的补偿铁心中,当发生直流偏磁现象时,控制系统对补偿铁心进行充磁,使补偿铁心产生剩磁用来抵消直流磁通;当无直流偏磁时,通过控制系统对补偿铁心进行退磁,使其不影响变压器正常工作。并通过实验测量变压器铁心中硅钢片的磁特性,进行仿真验证,验证结构的可行性。通过对样机进行实验,证明新型电力变压器对直流偏磁具有抑制作用。第四,将两相磁性材料应用于新型可控电抗器和智能断路器中,使新型可控电抗器可以改变系统无功分布,减少无功损耗,并且可以实现连续调节且产生谐波较少。新型智能断路器可以克服传统断路器功耗大、准确率低、速度慢以及结构复杂的缺点。实验结果表明,基于两相磁性材料的电力变压器,能够实现对直流偏磁的自动抑制,为直流偏磁问题的进一步研究奠定了基础。同时新型可控电抗器和智能断路器也得到优化,减少无功损耗,提高电网电能质量。