高温超导直流输电技术具有体积小、重量轻、传输容量大、线路损耗小等优势,已经成为长距离直流电力输送的重要技术选择之一。本文通过仿真计算不同结构的超导直流电缆在过电流状态下的电流与温度分布及正常运行状态下的磁场分布,对电缆结构的选择进行了分析,对超导电缆冷却介质在波纹管恒温器中的流动特性进行了仿真和分析。本文首先针对处于过电流状态下的超导直流电缆,在MATLAB中建立超导电缆本体的电阻模型并在COMSOL中建立稳态传热模型,通过程序调用实现两者联合仿真,计算出单流道型和双流道型超导电缆在故障电流下的各层电流分布,使用电流数据计算出各层生热率并将其写入流固共轭传热瞬态模型,得到电缆本体的温度分布,分析电缆铜骨架半径和冷却介质流速对超导电缆的超导层最高温度大小的影响。在流体力学仿真计算基础之上,在COMSOL中建立在波纹管中的k-ω液氮湍流模型,分析液氮在流道中流动时速度分量、压力和湍流动能的分布。运用该湍流模型,分别计算了波纹管部分几何参数、流速参数对流道出口入口压力差的影响;运用湍流稳态传热模型,分别计算分析了波高、波距和流速等参数对流道出口温度的影响。计算并对比波纹管和光滑管的出口入口压力差大小和出口温度大小。最后建立单向型和双向型超导直流电缆的二维模型,仿真得到不同结构下超导电缆的磁场分布。结合超导带材的各向异性和超导带材的磁场分布,对超导电缆的临界电流进行仿真计算并绕制了超导电缆短样,与仿真结果进行了对比。