故障限流与故障开断,作为故障保护技术中最为重要的两部分,是柔性直流输电系统向大容量、高电压飞速发展的基石。目前,故障保护技术的发展相较于电压等级的提升速率,其趋势有所落后,故暂态运行状态下的柔性直流输电系统存在着运行可靠性差的问题。对此,本文在对现有的故障限流与开断方式进行分类总结的基础上,参照不同评判标准,选取了适用于当前柔性直流输电工程的故障限流与开断方式,即:电阻型超导限流器限流及直流断路器开断,并在此基础上进行了深入拓展,以更好地满足于柔性直流输电工程的发展需求。首先,从超导材料的特性入手,阐述了电阻型超导限流器的工作原理,给出其电路拓扑及三种建模方法。采用“指数”建模方法,依托南澳超导限流器样机的现场冲击试验波形数据,在仿真平台上搭建了单限流电阻结构的超导限流器仿真模型,并完成了可行性验证。以南澳超导限流器的样机组成为依据,提出了一种高灵活性的故障限流运行组合结构,基于理论基础完成了仿真模型的搭建,给出了三种运行状态的转换阈值计算原则,并通过仿真系统经不同过渡电阻接地时限流结构对故障电流的限制程度,表明了该技术结构的可行性。其次,从不同断路器的特性比较入手,通过分析耦合型机械式直流断路器拓扑结构及故障开断过程,指明了其具备可控性强,损耗小且经济性优良等优点。结合实际工程进展,考虑开关设备制造局限性,给出了适用于南澳工程的直流断路器设计方案,并参照设备开断能力与主电路参数之间的数学理论关系,计算出满足于南澳系统开断需求的断路器参数。同时,针对南澳人工接地短路试验中直流断路器的“拒分”故障,结合传统自保护策略判据,提出了一种改进自保护策略,并在仿真系统及现场人工短路试验中得到了有效验证。最后,基于上述故障限流运行组合结构的电阻型超导限流器和改进自保护策略的耦合型机械式直流断路器理论,在PSCAD中搭建了南澳工程的多端柔性直流输电系统仿真模型,并仿真系统发生单极接地故障与极间短路故障时其有无限流与开断措施场景下的故障电流变化趋势。通过分析对比,本文所述限流与开断方案较于常规方案,其更能满足当前柔性直流输电系统日益发展的需求,更具优越性和实际工程应用意义。