变压器是依赖电磁感应原理工作的静止电机,是电力系统中频繁投切的设备。变压器属于感性负载,在空载情况下投入会产生励磁涌流的现象,过大的励磁涌流会为电力系统带来不利影响。为降低励磁涌流的危害,应用相控技术是很好的解决方案。本文基于对空载变压器相控技术的应用研究,通过控制变压器的切除和投入时间,减弱开关暂态过程的影响,达到抑制涌流的目的。本文分析了励磁涌流的产生机理,对相控技术做了阐述,根据电磁理论推导给出最佳合闸时间的计算公式。通过构建空载变压器系统的仿真模型,模拟了不同剩磁情况下,随机合闸和相控合闸策略的效果,并进行对比分析,验证了相控合闸技术削减涌流的效果。根据理论分析结合仿真结果,提出以延迟合闸技术为策略,构建一套以FPGA为控制核心的空载变压器相控投切系统。文中对FPGA的应用做了阐述,对比了已有的其他控制芯片,指出了其作为控制器的优越之处,根据功能要求设计了控制系统的硬件和软件结构。硬件设计重点是FPGA控制电路和相关外围电路的设计,以及各部分之间的连接关系；软件采用模块化设计,设计完成后进行了时序仿真,验证了程序的正确性。控制器设计完成后,提出了构建空载变压器相控实验平台的方案,依次搭建驱动电路、负载回路等。测试机械开关的性能,针对控制板进行了空载触发实验,证明控制精度在0.2ms以内；进行电磁兼容性试验,部分实验达到3级水平；最后进行了单相变压器和三相变压器的合闸测涌流实验,采集电流波形并对比相控合闸和随机合闸的效果。从实验结果分析,本文设计的系统能够完成相控合闸的功能,在实验室条件下触发时间精确；单相系统的控制稳定,具备可重复性；三相系统的控制与预期较为符合,相比随机合闸,相控合闸的涌流抑制效果明显。