随着我国电网规模的迅速扩张,电力负荷的迅速增长以及大容量机组的不断投入运行,短路电流水平也日益增高。如何限制短路电流已成为当前电力系统发展中的重要技术课题,故障限流器(FCL,Fault Current Limiter)也因此成为国内外的研究热点。本文介绍了各种不同类型的故障限流器,从技术上的可能性与经济性等各方面考虑,超导型和电力电子型故障限流器在近期内尚难以在电网中付诸实用。基于常规电气设备或元件的非超导、非电力电子的经济型故障限流器,无疑是解决故障限流问题的首选技术。本文提出了一种基于ZnO避雷器的串联谐振型限流拓扑结构,并研制了10kV等级实验室样机,通过模拟实验验证了其有效性,为研制110kV以上等级FCL提供了参考依据。FCL与电网的交互影响的研究是FCL实现工程应用的前提条件,既包括FCL与系统整体性能的交互影响,也包括FCL与电网中各种关键电气设备之间的交互影响。本文深入研究了ZnO避雷器式FCL对断路器开断特性的影响,通过理论分析与推导,给出了描述断路器瞬态恢复电压上升率与限流比、杂散电容以及近区故障距离之间关系的严格数学表达式。基于这些理论公式,研究了各主要参数对瞬态恢复电压上升率的具体影响,并与文献中的有关仿真结果进行了比较,验证了分析方法的有效性。本文的研究结果,为ZnO避雷器式FCL的参数优化和高压断路器开断特性的选型,提供了分析基础和理论依据。本文还通过仿真分析了ZnO避雷器式FCL对配电网电能质量的影响。在配电网中安装FCL,不仅能限制故障电流水平,还可有效抑制电压跌落与高次谐波传递,显著提高电能质量。