经济良好而有序的发展促进了社会对电能的需求,而目前已建设的输电与配电网络并不能充分满足社会对电能的需求。为了解决城市大容量输电问题,本文提出了采用高温超导直流电缆增加电力系统的输电能力。本文首先对近些年来的超导带材以及超导电缆相关技术发展情况进行了概括描述,随后对全球各地中比较具有代表性的电缆示范项目进行了简要介绍,对不同的交流与直流超导电缆的项目的运行参数进行了对比。并且,对高温超导带材临界参数的相互作用和失超产生、传播、恢复特性进行了分析。其次通过COMSOL软件对超导直流电缆分别建立二维和三维的电磁模型,对比分析了二者的电磁有限元仿真,发现二者的磁场分布变化趋势相似。此外,对单根螺旋带材产生的磁场进行了积分计算,分析了不同方向的磁感应强度的变化规律。在三维模型中,计算了不同绕制螺旋角下磁场的变化,并且将磁感应强度进行平行与垂直方向的分解,分析了各向异性的影响,为超导带材的绕制提供了依据。在二维模型中,加入了温度场耦合的分析,计算了直流电缆的交流纹波损耗,分析了其遇见波动时的温度变化,验证了小扰动下直流电缆运行的稳定性,为电缆的设计优化提供依据。最后在MATLAB/Simulink建立了高温超导直流电缆的自保护单元模块。建立柔性直流输电系统和直流微电网系统,分析了高温超导直流电缆对在不同故障情况下的限流作用。