直流输配电技术已经在高压直流输电、直流配电、地铁和船舶等领域有了广泛的应用。当直流输配电线路发生短路故障后,线路的电流上升率高、电流幅值大,导致直流断路器难以开断故障电流。限制短路电流的技术成为了直流系统可靠运行的重要保障。本论文以设计一种直流故障限流器的拓扑结构为研究对象,并将其应用在以轻型直流输电系统为代表的直流系统中,以限制短路电流的上升率和幅值。首先,本论文详细介绍了轻型直流输电系统的结构、工作原理和直流侧的运行方式,总结了轻型直流输电系统的优势与存在的问题。然后在Simulink仿真平台上搭建了一个受端为无源负荷的轻型直流输电系统的模型,通过仿真得到系统在正常运行情况下的各电压和电流波形,再用故障发生模块制造直流输电线路首端、中间、末端的单极接地故障和双极短路故障,得到直流侧的短路电压和电流波形。本论文在总结已有直流故障限流器拓扑结构特点的基础上,设计了一种改进型直流故障电流限制器的拓扑结构,介绍了该故障限流器的结构和工作原理,并在Simulink平台上搭建该改进型直流故障限流器的模型,通过仿真验证了该故障限流器的限流功能。该限流器利用电流转移原理将短路电流转移到限幅值支路,再利用斩波控制的方式限制短路电流的幅值。在改变该限流器内部元件的参数后再次对限流器的限流功能进行仿真,以确定每个元件对限流器的各项性能指标的影响。然后,本论文设计了一种限流器投入限流与退出运行的具体方案。最后,将该改进型直流故障限流器的模型安放在轻型直流输电系统的模型中,以验证该限流器在直流系统的限流效果。