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工频电压比例标准器是开展工频电压量值溯源和传递工作的关键设备,本文以串联式电压互感器为主要研究对象,研制出了1000kV串联式标准电压互感器,并对其各方面性能及其在实际中的应用进行了深入地研究。本文首先阐述了国内外工频电压比例标准的发展现状及特点,对各种类型的标准器具及相应的溯源方法进行了全面地分析研究和总结。研究表明随着电压等级进一步提升,建立更高电压等级的工频电压比例标准面临两个最主要的困难:其一是研制高电压等级、高准确度级别的标准器具,其二是对标准器具进行准确可靠的量值溯源。本文围绕着这两方面开展了相应的研究工作。基于互感器T型等效模型和电压串联加法原理,本文分析了互感器电压系数的测量过程及其影响因素。在此基础上,提出串联式电压互感器（STV）的原理,建立了相应的数学模型,并根据串联式电压互感器的等值电路进行了理论分析和计算,得到STV的误差特性。计算结果表明:通过在高压隔离互感器（HVIT）的一次侧串联电容的方式可以补偿由于高、低压绕组绝缘距离过大而产生的大漏抗,减小HVIT的误差,从而使STV的整体误差性能得到优化;通过在上级标准TV的上下均压环间并联电容量合适的高压电容器,即可使STV上下级阻抗达到平衡,使上下级之间的电位达到均衡,各分担二分之一额定电压,充分发挥STV在降低高电压等级电压互感器绝缘设计难度方面的优势。基于串联式互感器原理,对1000kV串联式标准电压互感器（SSTV）的研制进行了可行性分析。在此基础上,对1000kV SSTV研制中的各个关键问题,如绕组线圈、误差补偿、绝缘结构、互感器器身等提出了设计方案并给出了相应的设计参数。设计结果表明:通过对500kV标准TV的绕组的设计,其各部分场强均满足工程要求,误差满足0.01级准确度要求;通过对HVIT的一、二压绕组屏蔽电极结构进行设计,其空间电场分布趋于均匀化,采用串联电容补偿后,误差满足0.02级准确度要求;对样机的壳体强度、密封性能、防爆性能等进行了针对性设计,均达到相关标准要求。利用有限元分析软件ANSYS对1000kV SSTV样机结构设计中电场较为不均匀的局部地方进行了电场仿真计算及分析,得到以下结论:高压导体连接块的形状和接地内屏蔽筒的内径r2及高度h是影响套管部位电场分布的主要因素,通过改变高压导体连接块的形状,可以改善套管内部及盆式绝缘子部位的电场分布;通过调整接地内屏蔽筒的高度可以改善接地屏蔽筒上端部屏蔽环处的电场分布及套管外部电场分布;通过调整接地屏蔽筒内径可以改善套管内部及盆式绝缘子部位的电场分布。对于HVIT,在屏蔽体计算模型的内空尺寸确定的前提下,高、低压屏蔽电极和铁芯屏蔽电极的端部圆弧倒角半径是影响HVIT内部电场的主要因素。最后,针对串联式电压互感器的原理及结构特点提出了基于电压加法原理的半绝缘互感器电压加法溯源方法,通过试验的方法对1000kV串联式标准电压互感器的量值溯源方法及稳定性进行了研究,得到以下结论:临近效应对串联式电压互感器的误差性能影响远远小于对串级式电压互感器的误差性能,一般不大于2×10（-5）;采用半绝缘互感器电压加法和电压系数法分别对1000kV串联式标准电压互感器样机进行量值溯源测量,测量结果的一致性很好,偏差不大于3×10（-5）。试验结果表明,样机的绝缘水平和误差性能均满足设计要求;两种溯源方法相比,半绝缘互感器电压加法所使用的设备少,测量线路相对简单,数据容易处理,而且测量不确定度相对较小,具有明显优势。