近年来,随着我国经济建设的推进,电力工业也得到迅速的发展。电力系统输电容量不断扩大,远距离输电迅速增加,电网电压等级逐步升高,为高电压互感器的发展提供了广阔的前景。作为电力系统中测量的基本设备,电力互感器的精度与可靠性,同电力系统安全、经济运行之间的联系越发紧密,同时高压和特高压电网的扩展对电力互感器的制造、绝缘水平和性能指标提出了更严格的要求。另外,电力系统在计量、监测、控制、保护等方面的自动化和智能化趋势,以及与传统的电磁式互感器相比,电子式互感器所具有的高可靠性、低成本、结构紧凑等优点,推动了对新型电子式互感器的研究。本文在对国内外电子式电压互感器的研发概况综述的基础上,针对电容分压型电压传感元件的暂态响应不佳的问题,提出了一种新型电子式电压互感器的传感元件——阻容分压型电压传感元件。在对传感元件的结构和测量原理进行介绍后,建立了元件数学模型,并对频率特性、稳态响应、暂态响应和误差特性进行了仿真,从理论上分析出该传感元件作为高电压等级电压互感器的优势和可行性,并在电子式互感器的抗干扰问题、电子电路供能问题和保护措施等方面作了深入探讨。作者还搭建了阻容分压器的实验模型,利用实验室的现有仪器设备完成了线性度和暂态特性实验,实验结果反映出这种新型传感元件稳态测量准确可靠、暂态响应迅速、线性度良好,满足电力系统测控和继电保护对电压信号的取样要求,会成为新一代电力系统高电压互感器的研究和发展方向。从降低电力系统建设和运行成本,有利于变电站数字化、光纤化和智能化的实现的角度,本文对电子式互感器的数据采集和信号处理系统的设计,包括低通滤波器、积分环节、A/D转换电路以及光纤传输单元等环节,进行了研究和分析。根据电子式互感器和保护控制设备接口的相关国际标准,较详细地讨论了合并单元的基本定义、通信特点、功能模型等,并说明了基于FPGA技术的电子式互感器接口技术的实现原理。