随着经济社会的发展,大城市用电量日益增加,而紧缺的空间资源限制了在城市中心增设常规电缆。超导电缆以其体积小、传输功率大、电磁污染小的优点成为大城市供电的解决方案之一。考虑到常规的三相独立超导电缆体积较大,适合于输电线路,在城市配网中超导电缆的铺设最好能使用传统的地下电缆通道,无需为超导电缆重新规划位置。因此三相一体超导电缆和三相同轴超导电缆以其体积小的优点能满足以上要求。本文主要着眼于城市负荷中心超导输电线路参数建模以及运行特性,研究了三相一体和三相同轴超导电缆两种不同结构的超导电缆。根据两种超导电缆的结构特点,基于支路参数等效法,分别建立三相一体和三相同轴超导电缆的等效理论分析数学模型,获得电缆电压与电流之间的变化规律。针对三相一体超导电缆存在层电流分布不均的问题,提出了条件筛选算法,基于该算法在MATLAB中编制了计算程序对三相一体超导电缆进行优化,实现每相超导电缆导电层的均流运行,并探究了屏蔽层电阻、相与相之间距离对屏蔽层电流的影响;而对于三相同轴超导电缆存在的三相不平衡问题,分析了实现三相平衡的条件,并设计了一种新型结构来满足三相平衡。对三相一体和三相同轴两种结构超导电缆进行了交流损耗和温度运行特性研究。基于COMSOL Multiphysics软件,根据超导电缆的结构特点和超导材料的特性对超导电缆进行仿真建模,计算得到超导电缆的交流损耗值,并将此交流损耗值作为热载荷,进行了超导电缆的温度场仿真,最终得出两种结构超导电缆在稳态运行过程中的温升情况。最后,手工绕制了 40cm长的三相一体超导电缆,就其中一相进行了运行性能测试。开展了临界电流、载流特性、交流损耗(电测法)的实验研究。实验结果显示内外层电流均流效果较好,从而验证了优化程序的有效性;将交流损耗的测量结果与仿真结果进行比对,验证了二维仿真模型的正确性。