Вопросам энергосбережения уделяется все больше внимания, и в этой связи актуально обсуждение проблемы работы трансформаторов напряжения. На эти трансформаторы возлагаются метрологические функции, т. е. требуется высокая точность преобразования напряжения (0,2–0,5 %), и одновременно (по традиции) возлагается функция контроля изоляции сети. В свое время такое совмещение функций позволило уменьшить массо-габаритные показатели трансформаторов напряжения (ТН) и, соответственно, расходы на их изготовление и установку. Однако длительная эксплуатация выявила ряд недостатков, которые присущи в той или иной мере всем типам ТН, выпускаемых отечественной промышленностью.
Например, для обеспечения контроля изоляции в сетях с изолированной нейтралью относительно земли возникает необходимость заземления нейтрали ТН. При нарушении изоляции фазы сети происходит полное или частичное замыкание фазы на землю и на соответствующих выводах ТН появляется напряжение контрольного сигнала. Оно создается напряжениями нулевой последовательности, возникающими в фазах ТН. Напряжения вызывают ток нулевой последовательности, который замыкается по заземляющему проводу ТН через емкости линейных проводов относительно земли и далее по обмоткам трансформатора. В этом контуре при определенном соотношении параметров нелинейной индуктивности ТН и емкости линейных проводов возникает феррорезонанс, приводящий к многократному увеличению тока контура и фазных напряжений сети. Это способствует выходу из строя трансформатора напряжения, повреждению изоляции сети и возникновению аварий.
Феррорезонансные явления наблюдаются также при обрывах и замыкании проводов, несимметрии проводимостей на землю, при прерывистых дуговых замыканиях, при подключении генераторов к холостым шинам.
При появлении сигнала о замыкании фазы сети на землю начинаются поиски места замыкания и работы по ликвидации аварии, на которые отводится до 8 ч. В течение всего времени устранения аварии из-за нагрузки дополнительных вторичных обмоток, которые сигнализируют об аварии, снижается точность преобразования напряжения и, следовательно, качество учета энергии. Кроме того, выполнение ТН метрологических функций ухудшается при вынужденных переключениях обмоток для устранения феррорезонанса.