多端柔性直流输电系统能安全、高效地消纳大规模可再生能源发电,然而,一旦其直流侧发生短路故障,换流器桥臂和直流输电线路上的短路电流会在几毫秒内迅速攀升到额定值的十几倍甚至几十倍。桥臂上过快上升的短路电流可能使换流器提早闭锁,这会造成大面积停电,此外,线路上巨大的短路电流可能超过直流断路器的遮断容量而使断路器跳闸失败,这会给电网安全带来严重冲击。因此,亟需理想的故障限流设备。本文首先通过建立拓扑电路模型仿真了电阻型、电感型和电阻与电感组合型超导限流器对模块化多电平换流器（Modular Multilevel Converter,MMC）桥臂和直流线路上短路电流的抑制情况,得出了电感能抑制短路电流上升率和电阻能限制短路电流幅值的结论。接着提出了一种适用于多端柔性直流系统的新型超导故障限流器的基本结构和工作原理。该限流器主要由磁性芯柱（铁芯）、超导隔离环组和通流/限流电感线圈组成。铁芯由硅钢片堆叠而成,其功能是增大通流/限流电感线圈的电感值,从而提高限流器的限流感抗。超导隔离环组由若干个匝数相等的闭合高温超导环组成,其功能有三个:一是在直流线路合闸时,避免通流/限流电感线圈与铁芯发生磁通耦合而影响直流系统的稳定启动;二是确保限流器能充分利用铁芯最大磁导率以实现最大限流感抗;三是其内部的超导环数决定了限流器的限流阈值。通流/限流电感线圈是由高温超导线材绕制的螺线管线圈,其串联在所要保护的直流输电线路上,在正常输电时不会对直流线路产生任何负面影响,而发生短路故障时能呈现大电感来限制故障电流。根据这种限流器的工作原理,我们完成了原理验证样机的设计和制作。最后,基于所搭建的原理验证样机,我们设计并进行了铁芯功能验证、超导隔离环组功能验证和样机限流功能测试这三组实验。实验结果验证了该限流器原理的正确性和可行性,实现了设计的各项功能。当将我们提出的这种新型超导直流限流器与限流电阻和快速开关结合后,可以构成特别适合于多端柔性直流输电系统的理想限流装置。该装置中的新型超导直流限流器能在短路故障发生初期,提供大电感,有效抑制换流器桥臂上的短路电流上升率,使之在一个给定时间（一般为5-6 ms）内不超过设定的换流器桥臂闭锁阈值,避免换流器在直流断路器动作之前闭锁,同时在这个给定时间内,装置中的快速开关断开,限流电阻加入限流过程,其能将直流线路上的短路电流幅值限制在直流断路器断闸容量之内,使得直流断路器有充分的时间正常动作。