高压直流输电(High Voltage Direct Current, HVDC)是我国远距离、大容量输电及大区域联网的重要方式。在目前“强直弱交”的客观条件下，交流系统故障易造成直流系统发生换相失败，换相失败持续发生会引起直流闭锁，严重情况下会造成交直流混联系统失稳。因此，深入分析交流系统故障带来的连锁反应对系统的影响并有针对性地制定出有效措施，对于保障高压直流输电系统安全的意义重大。
　　本文首先对高压直流输电换流器的工作原理进行了分析。根据整流器与逆变器的基本工作原理，详细分析了LCC型换流器的换相过程，并对换相时直流系统电压的变化情况进行了公式推导。最后从换相电压时间面积的角度入手，揭示了换相角、关断角与其他电气量之间的关系，并着重分析了换相电压对关断角的影响。
　　研究了逆变侧交流系统单相跳闸之后换流母线处电压的相位特征。利用对称分量法对单相跳闸之后换流母线处各相电压的相位进行分析，结果表明，逆变站有多回交流线路送出时，切除故障相后将导致换流母线处三相电压相位不再对称；在此基础之上，对交流系统单相跳闸后的逆变器换相过程进行了分析，发现在现有的等间隔触发方式下，三相不对称将导致直流系统将面临换相失败的风险，并进一步提出了三相不对称引发换相失败的临界判据，对于触发角波动情况不满足该判据的直流系统，单相跳闸将导致换相失败；提出了利用换相电压稳态相位差调整换流器触发脉冲间隔的应对措施，对非全相运行时期发生的换相失败起到了很好的预防和抑制效果。
　　针对单相重合闸重合于故障导致的换相失败问题，本文从单相接地故障时故障电弧的特性入手，利用双端电气量推导出电弧电流的特征表达式，并通过对该表达式的计算结果序列进行边际谱能量分析，提出了交流线路自适应重合闸故障识别方法，有效避免了重合于永久性故障引发的换相失败问题。