电磁式电压互感器（PT）作为电力系统中已经大规模应用的电压感知设备,在低频电磁暂态过电压激励下可能出现铁心饱和,导致二次侧响应电压波形畸变,引起测量误差激增。通过精准表征PT端口电压传输特性,研究PT“低频过电压激励-响应”逆问题的求解方法,是实现低频暂态过电压准确感知的重要手段。目前,基于PT的暂态电压感知研究主要针对雷电过电压,尚未实现低频暂态电压的准确求解,其原因在于目前PT低频模型建模方法的研究仍存在不足:变压器类设备仿真计算中应用最为广泛的T模型为端口等价模型,难以精确表征PT深度饱和条件下的传输特性。电磁对偶π模型物理意义明确,但难以提取其铁心非线性励磁参数。此外,尚未有适用于PT低频暂态过电压求解的离散数值方法。本文基于PT拓扑结构,提出具有明确物理意义的电磁对偶π模型,通过试验提取PT绕组与铁心参数实现其深度饱和特性的精确表征,构建PT正向电路模型;基于PT正向电路模型,构建端口电压逆向求解数学模型,并提出含高度非线性元件的离散状态量数值计算方法,实现了PT低频暂态过电压的准确求解;基于真型PT励磁涌流试验与仿真对比,验证正向电路模型的准确性;通过搭建PT低频过电压试验与仿真平台,验证PT端口电压逆向求解方法的有效性。本文所提出PT低频暂态过电压逆向求解方法,提高了PT电磁暂态电压的感知水平,且该方法不需要新增任何一次设备,为电力系统低频电磁暂态电压准确获取提供有效的解决方案。论文主要工作如下:（1）首先,基于PT拓扑结构与电磁对偶原理推导得到了计及铁心深度饱和特性的PT正向电路模型,采用两条励磁支路表征端口励磁特性;提出了正向电路模型中绕组参数与铁心参数的提取方法,基于交-直流耦合电源搭建铁心深度饱和特性测试平台,实现了PT铁心深度饱和特性的准确测量;通过求解PT非深度饱和段与深度饱和段励磁曲线,实现了铁心励磁特性精准表征,完成了PT正向电路模型参数提取,为端口暂态电压逆向求解提供了模型基础。（2）其次,基于计及深度饱和特性的PT正向电路模型,根据其端口电压传输特性构建了PT端口电压逆向求解数学模型,并提出含高度非线性元件的暂态电压逆向求解算法;构建PT端口电压逆向求解算法的离散形式并进行求解,基于Adams-Bashforth算法进行离散数值计算的误差抑制,实现了PT端口暂态电压的逆向求解;基于真型PT进行参数提取,搭建ATP-EMTP工频过电压仿真平台,仿真PT负载为0 VA（空载）,5 VA,15 VA（额定负载）条件下的端口电压传输特性,暂态电压逆向求解误差最大为2.26%,验证了本文所提出方法的有效性。（3）最后,搭建PT励磁涌流试验平台与ATP-EMTP电磁暂态仿真模型,通过仿真与试验结果对比,验证了本文所提出的正向电路模型在PT深度饱和条件下的计算精度;基于真型PT搭建低频电磁暂态过电压试验平台,获取在不同电压幅值的谐振过电压激励下的PT端口电压实测波形,基于PT二次电压逆向求解一次电压波形,暂态电压求解最大误差由65.6%降低至9.14%,验证了本文所提方法的准确性;此外,基于三台同一型号的PT进行参数提取与暂态电压求解,针对本文方法在实际应用中的可行性与通用性进行评价。