超导电力技术是21世纪电力工业重要的高技术储备。高温超导体高性能、低成本的优点给超导体在电力工业中的大规模应用带来了希望。高温超导体直流输运特性是其应用的基础,以往的研究主要采用实验的手段和数学公式推导的方法。随着高温超导电性理论和计算机技术的不断发展和完善,关于高温超导体的数值仿真开始得到关注,它是在实验验证基础上研究超导电性的有效手段。本文采用多场耦合数值仿真和实验验证相结合的方法,研究了实用高温超导体不同应用场合下的直流输运特性,为科学合理地使用高温超导体提供了理论上的支持和实践上的指导。基于Kim模型引入了自身磁场对本地高温超导电性的影响,考虑了电磁场—热场的耦合关系,针对棒状高温超导电流引线和高温超导块材电接触问题建立了两种高温超导体直流输运数学模型。首先应用磁通动力学建立了二维轴对称微观磁流阻数学模型,并设计了基于Matlab软件的仿真实现方法;然后构建了高温超导体电磁场—热场耦合关系,并建立了指数定律改进模型;应用Gambit/Fluent软件设计了指数定律改进模型的具体实现方法。分别应用两种模型计算了典型高温超导体的直流输运特性,通过与已有实验数据的对比验证了模型的有效性。应用磁流阻数学模型仿真分析了高温超导电流引线临界态直流输运特性,并同实验结果进行了对比。通过研究棒状和管状电流引线的特性,发现了管状电流引线具有高输运效率的优点。针对电流引线失超过程,应用APDL语言对Ansys进行了二次开发,对管状电流引线失超过程进行了非线性瞬态热分析,得到了失超过程电流引线轴向温升变化以及电阻率变化的特性曲线。仿真结果分析表明:电流引线失超过程可分为两个阶段,电流引线的失超保护动作时间应小于第一阶段时间。研究工作为安全、合理地设计电流引线提供了理论支持。以机械式高温超导持续电流开关(MPCS)在超导磁体储能(SMES)系统中的应用为背景,基于指数定律改进模型,应用Fluent软件对有镀层和无镀层YBCO超导体电接触特性进行了系统研究。计算得到了接触点附近各场量的分布,从电磁场—热场耦合的角度解释了高温超导电接触中存在的接触电阻的阻态转换现象。分析表明镀银层在有镀层YBCO超导体电接触中起重要的分流作用,可以有效地降低接触电阻,提高转换电流。研究工作为机械式高温超导持续电流开关的设计提供了理论指导。从磁场对Bi-2223高温超导带材通流能力影响的角度,仿真分析了磁性材料—带材多种布局的情况下,带材表面的磁场分布以及对临界电流的影响。以此为指导,设计了六组带材临界电流测试实验。通过对实验结果和仿真结果的综合分析,得到了在带材侧面垂直放置磁性材料可以大幅度提高临界电流的结论,对于提高带材通流能力,节约使用带材具有重要意义。