随着电网逐渐向着智能化和高压化发展,电力系统各级网络中短路电流显著增大,严重危害了电网和各种电气设备的安全运行,大规模更换电力系统一次设备将带来巨大的人力、物力成本,而传统故障限流器的运行效率低、限流效果差,同时存在降低系统稳定性和供电可靠性的风险。为此,本文设计了一种新型串联补偿型故障限流器,并针对其工作原理及性能进行了研究。本文首先介绍了电力系统短路故障的危害,并对传统故障电流限制措施的优缺点进行了研究分析,得出饱和电抗型故障限流器是最符合当前条件的选择。然后,在饱和电抗型故障限流器的基础上加以改进,设计了一种新型串联补偿型故障限流器,使其在电网正常工作时起到串联补偿作用,在电网发生短路故障时,用于限制短路电流,文章对其基本工作原理及直流控制回路进行了深入地分析研究,建立了其数学模型,从理论上验证了其可行性。利用MATLAB/Simulink控制系统仿真平台搭建了应用该限流器的220kV/300km电力传输线路模型,仿真实验表明限流器具有良好的补偿效果和限流能力。最后,本文对该限流器控制电路的电压、电流检测电路,信号调理电路,驱动电路,开关电源等主要硬件进行了设计,同时,为了配合硬件电路,实现相应的控制目标,设计了系统主程序、A/D转换主程序、中断服务子程序以及PWM脉冲发生程序的流程图,介绍了其软件设计思路。采用该新型串联补偿型故障限流器,有效降低了电力传输线上的电能损耗,提高了系统的输电能力及供电系统的功率因数,同时能够显著降低电力系统短路电流,提升系统暂态稳定性,保护电力系统一次设备免受短路冲击电流的危害,明显减少了系统设备维护和升级带来的经济成本。