本文根據空載電流與勵磁電流之間的相互關系，分別對各類結構的變壓器空載電流的諧波進行了全面的分析，并指出了變壓器空載電流與勵磁電流的區別及其諧波與那些因素有關。

　　變壓器在額定電壓下空載運行時，由勵磁電流在鐵心中建立主磁通。鐵心的勵磁電流是由一次繞組和二次繞組共同提供，有一部分勵磁電流可能在繞組內部自行形成通路。變壓器的空載電流與鐵心的勵磁電流存在一定關系，但空載電流不完全等同于鐵心的勵磁電流，它們之間到底存在什么樣的內在聯系呢？

　　1、勵磁電流的特性分析

　　勵磁電流是指產生勵磁磁勢，使變壓器鐵心磁化而建立主磁通的電流。當在一次繞組上外施正弦波電壓時，為了產生與之相平衡的感應電動勢，必須在鐵心中建立相應的正弦波主磁通。由于鐵磁材料磁化曲線的非線性關系，建立此正弦波主磁通的勵磁磁勢不再是正弦波，而是尖頂波。鐵心的飽和程度越高，勵磁磁勢畸變得越厲害。

　　另一方面勵磁磁勢將按磁勢平衡原理由鐵心上所有繞組中流過的電流共同產生。以單相變壓器為例，如圖，勵磁磁勢，將二次繞組中流過的電流I2按匝數比折算至一次側，設，那么，其中為等效勵磁電流，為了產生尖頂波的勵磁磁勢，就必須提供尖頂波的勵磁電流，而尖頂波的勵磁電流一般可分解為基波及3、5、7……次等高次諧波，其表達式可寫為

　　（1）

　　當勵磁電流的各次諧波都存在流通回路時，在勵磁電流中，除基波外，一般以三次諧波電流的幅值最大，五次諧波次之。而且在一定電壓下，勵磁電流與勵磁磁勢一樣，其大小和波形取決于鐵心的飽和程度。飽和程度越高，勵磁電流的波形畸變越厲害，其各次諧波電流的幅值也越大，這就是勵磁電流的特性。

　　2、空載電流的特點

　　空載電流是指對變壓器的一次繞組施加額定頻率的額定電壓時，其余各繞組開路，流經一次繞組的電流。因此，空載電流是從電源側流經變壓器一次繞組的電流。根據電流連續性原理，如果三相變壓器一次繞組沒有中線引出，那么，各相空載電流瞬時值之和等于零，這就是空載電流必須滿足的條件。如果三相變壓器一次繞組有中線引出，那么，各相空載電流瞬時值之和等于經中線流出的電流瞬時值。

　　變壓器的空載電流包括勵磁電流和鐵耗電流，勵磁電流也成磁化電流。由于鐵耗電流很小，空載電流主要用于勵磁，所以，有時也稱空載電流為勵磁電流?？蛰d電流只在一次繞組中存在，而勵磁電流可以在一、二次繞組中同時存在。

　　3、空載電流的諧波分析

　　3.1 單相變壓器

　　單相變壓器在額定電壓下空載運行時，必須提供的勵磁電流仍可用（1）式來表示。由于二次繞組沒有電流通路，勵磁電流只能由一次繞組單獨提供。由此可知：單相變壓器的空載電流就是鐵心的勵磁電流，并具有與勵磁電流完全相同的特點。但必須指出：不同次數的勵磁電流諧波之間不能簡單地進行疊加。

　　3.2 三相變壓器

　　（1）Y-△聯結的三相變壓器?？蛰d運行時由于一次繞組無中線，所以一次繞組中的空載電流沒有三次諧波。然而為了建立正弦波的主磁通，勵磁電流必須是尖頂波，即勵磁電流中必須包含有三次諧波。三相變壓器的空載運行時，勵磁電流中的基波（以及5、7次等諧波）在星結的一次繞組中流通，這便是空載電流。而勵磁電流中的三次諧波以及3的奇數倍次諧波在三角形聯結的二次繞組中流通。這時空載電流并不是勵磁電流，在有些教材中籠統地說“空載電流就是勵磁電流”是不確切的。

　?。?）△-Y聯結的變壓器。當其空載運行時空載電流亦無三次諧波，而三角形聯結的一次繞組中可以流通三次諧波電流。所以繞組中勵磁電流也是尖頂波，可產生正弦波磁通，但空載電流也不是勵磁電流。

　　變壓器三相結構愈不對稱，空載電流及其各次諧波三相也愈不對稱，而且，其三次諧波電流的幅值也愈大。因此，星／三角形聯結三相變壓器空載電流的諧波（尤其是三次諧波）除了與鐵心的飽和程度有關外，還與變壓器三相結構的不對稱程度有關。

　?。?）Y-Y聯結變壓器。當其空載運行時由于一次繞組星形聯結無中線，空載電流中無三次諧波；二次繞組也是星形聯結，也沒有給三次諧波電流提供通路，此時空載電流就是勵磁電流。由于勵磁電流中無三次諧波，其他高次諧波影響很小，勵磁電流近似為正弦波，使得主磁通為平頂波，從而使繞組相電勢或相電壓發生畸變。故此種結法的繞組只適用于小容量1800kVA以下心式三相配電變壓器。

　　3.3 三相變壓器組

　　常用三相變壓器組一般都含有一個三角形聯結繞組。由于三角形聯結繞組的存在，鐵心勵磁電流的各次諧波都存在流通回路，鐵心磁化的物理過程與單相變壓器是相似的。三相變壓器組的鐵心勵磁電流相當于單相變壓器的鐵心勵磁電流，而單相變壓器的鐵心勵磁電流就是其空載電流。但是，必須指出：三相變壓器組的空載電流與單相變壓器的空載電流是不同的。如果三相變壓器組不含三角形聯結繞組，勵磁電流則不能完全流通，此時，鐵心磁化的物理過程與單相變壓器是不同的。實際上，由于勵磁電流不能完全流通，這種結構將引起相電壓波形發生嚴重畸變，所以一般并不采用。

　　通過以上分析得知：變壓器的空載電流包括勵磁電流和鐵耗電流，勵磁電流也成磁化電流。由于鐵耗電流很小，空載電流主要用于勵磁，所以，有時也稱空載電流為勵磁電流，但空載電流不完全等同于鐵心的勵磁電流。空載電流的諧波除了與鐵心的飽和程度有關外，還與變壓器的結構形式以及三相結構的不對稱程度有關。