本发明公开了一种三相一体电力变压器低频加热电源系统及其操作方法，所述系统包括：进线断路器，用于实现输入电源的投入、切除操作；进线接触器和出线接触器，用于实现整机电源远程分合操作；移相变压器，用于实现输入电源升压及多脉波整流输入电源形成；低频逆变器，所述低频逆变器包括多组功率单元，用于实现三相低频输出；自动断电系统，用于实现在温度过高或电路连接线产生故障时自动断电，对整个低频加热电源系统进行保护；控制系统，用于实现对进线断路器、进线接触器、出线接触器、移相变压器以及低频逆变器通断的控制。本发明能够大幅度降低电源加热容量所损耗的电量，可提高散热效率。