โครงสร้างพื้นฐานของหม้อแปลงแรงดันนั้นคล้ายกับของหม้อแปลงมากนอกจากนี้ยังมีขดลวดสองเส้น ขดลวดหนึ่งเรียกว่าขดลวดปฐมภูมิ และอีกขดลวดหนึ่งเรียกว่าขดลวดทุติยภูมิขดลวดทั้งสองถูกติดตั้งหรือพันรอบแกนเหล็กมีฉนวนกั้นระหว่างขดลวดทั้งสองและระหว่างขดลวดกับแกนเหล็ก เพื่อให้มีการแยกทางไฟฟ้าระหว่างขดลวดทั้งสองและระหว่างขดลวดกับแกนเหล็กเมื่อหม้อแปลงแรงดันไฟฟ้าทำงาน ขดลวดปฐมภูมิ N1 จะเชื่อมต่อกับเส้นแบบขนาน และขดลวดทุติยภูมิ N2 จะเชื่อมต่อกับอุปกรณ์หรือรีเลย์แบบขนานดังนั้นเมื่อวัดแรงดันไฟฟ้าบนสายไฟฟ้าแรงสูง แม้ว่าแรงดันไฟฟ้าปฐมภูมิจะสูง แต่แรงดันไฟฟ้าทุติยภูมิจะเป็นแรงดันต่ำ ซึ่งสามารถรับประกันความปลอดภัยของผู้ปฏิบัติงานและเครื่องมือ
1. ก่อนนำหม้อแปลงแรงดันไปใช้งาน ต้องดำเนินการทดสอบและตรวจสอบตามรายการที่กำหนดในข้อบังคับตัวอย่างเช่น การวัดขั้ว, กลุ่มการเชื่อมต่อ, ฉนวนกันสั่น, ลำดับเฟสนิวเคลียร์ เป็นต้น
2. การเดินสายของหม้อแปลงแรงดันควรตรวจสอบความถูกต้องขดลวดปฐมภูมิควรต่อขนานกับวงจรที่ทดสอบ และขดลวดทุติยภูมิควรต่อขนานกับขดลวดแรงดันของเครื่องมือวัด อุปกรณ์ป้องกันรีเลย์ หรืออุปกรณ์อัตโนมัติที่ต่ออยู่ในเวลาเดียวกันควรให้ความสนใจกับความถูกต้องของขั้ว
3. ความจุของโหลดที่เชื่อมต่อกับด้านทุติยภูมิของหม้อแปลงแรงดันควรเหมาะสม และโหลดที่เชื่อมต่อกับด้านทุติยภูมิของหม้อแปลงแรงดันไม่ควรเกินความจุที่กำหนด มิฉะนั้น ข้อผิดพลาดของหม้อแปลงจะเพิ่มขึ้น และ เป็นการยากที่จะบรรลุความถูกต้องของการวัด
4. ไม่อนุญาตให้มีการลัดวงจรที่ด้านทุติยภูมิของหม้อแปลงแรงดันไฟฟ้าเนื่องจากอิมพีแดนซ์ภายในของหม้อแปลงแรงดันไฟฟ้ามีขนาดเล็กมาก หากวงจรทุติยภูมิลัดวงจร กระแสไฟขนาดใหญ่จะปรากฏขึ้น ซึ่งจะทำให้อุปกรณ์ทุติยภูมิเสียหายและอาจเป็นอันตรายต่อความปลอดภัยส่วนบุคคลหม้อแปลงแรงดันไฟฟ้าสามารถติดตั้งฟิวส์ที่ด้านทุติยภูมิเพื่อป้องกันตัวเองจากการลัดวงจรที่ด้านทุติยภูมิหากเป็นไปได้ ควรติดตั้งฟิวส์ที่ด้านปฐมภูมิด้วย เพื่อป้องกันโครงข่ายไฟฟ้าแรงสูงไม่ให้เป็นอันตรายต่อความปลอดภัยของระบบหลัก เนื่องจากความล้มเหลวของขดลวดไฟฟ้าแรงสูงหรือสายตะกั่วของหม้อแปลง
5. เพื่อความปลอดภัยของผู้คนเมื่อสัมผัสเครื่องมือวัดและรีเลย์ ขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงแรงดันไฟฟ้าต้องต่อลงดินที่จุดหนึ่งเนื่องจากหลังจากต่อสายดินแล้ว เมื่อฉนวนระหว่างขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิเสียหาย จะสามารถป้องกันไม่ให้ไฟฟ้าแรงสูงของเครื่องมือและรีเลย์เป็นอันตรายต่อความปลอดภัยส่วนบุคคลได้
6. ไม่อนุญาตให้มีการลัดวงจรที่ด้านทุติยภูมิของหม้อแปลงแรงดันไฟฟ้าโดยเด็ดขาด