由于电力系统容量和并网规模的扩大,导致系统故障电流迅速增加.系统中的所有设备必须能够承受由于短路故障电流所造成的巨大机械和热应力,保证在20—300ms内无任何损坏,此后电网中的断路器会切断这一短路电流,保护整个电力系统.由于短路电流增加,电力系统中的各种电器设备的技术指标均要提高,这将大大提高电力系统的建设成本,特别是断路器的费用增加最多.减少故障电流的常规措施是人为提高系统阻抗,或者减少并入电网的电站数量.然而这恰恰违反了联合供电的发展趋势,系统阻抗增加,不利并网运行,降低了供电质量.限制短路电流的另一方法是在电力系统中加入限流器,它在正常工作状态下对系统无影响,而当发生短路故障时,可以迅速将短路电流限制在额定值的几倍范围内.饱和铁芯型高温超导故障电流限制器就是一种可以实现上述功能的理想装置.该文对这种限流器进行了较为详尽的理论分析和实验研究.饱和铁芯型限流器是由限制线圈、偏置线圈和铁芯等构成的带铁芯元件,文中采用三段直线模型代替铁芯的磁滞回线,定量分析了饱和铁芯型限流器的工作原理.在此基础上,提出了饱和铁芯型限流器的一种设计方法.这是限流器实验研究的基础,同时为将来的产品设计提供了一种实现方案.通过建立铁芯材料的数学模型和限流器在电网中的电压方程,采用Matlab等软件工具实现了对限流器的电磁暂态仿真计算.计算结果表明,设计的10kV、1kA饱和铁芯型限流器对故障电流有很好的限制作用,而且响应时间快,不需要恢复时间.将计算机数据采集技术引入限流器性能的测试研究中,根据测试的具体要求完成了测试系统的软、硬件设计,并将测试系统成功应用在饱和铁芯型限流器的实验研究中.研制了一台220V、10A的半波限流器模型并进行了实验.结果表明,它有很好的半波限流作用,证明了我们提出的设计方法和电磁暂态仿真计算的正确性和可用性.实验过程中发现了饱和铁芯型限流器存在着高压问题,这是限制饱和铁芯型限流器额定电压等级的关键问题,文中提出了两种克服高压问题的措施.