随着高压直流输电技术的快速发展,目前我国已经相继建成了数个世界上直流电压等级最高、输送容量最大、输送距离最长的特高压直流输电工程。换流变压器作为交直流系统耦合的关键设备,工作在复杂电磁环境下,由于换流变压器阀侧同时位于换流变交流保护区内和换流器直流保护区内,因此换流变阀侧接地故障可能同时给交流与直流系统带来扰动。本文以交直流系统中换流变压器阀侧接地故障为核心,围绕阀侧接地故障后故障换流变与非故障换流变涌流产生机理、涌流在交直流系统中的传递特性及其对相关保护的影响,以及涌流主动抑制措施展开研究,主要内容如下:首先,以12脉动换流器为基本单元,计及换流变阀侧接地故障后直流差动保护动作后的故障清除策略,分析了故障换流变对应阀组的阀侧故障特征,明确了整流侧YNY换流变阀侧接地故障后,故障阀组两台换流变故障性涌流产生机理;揭示了故障性涌流产生后由于网侧的和应作用导致非故障换流变产生和应涌流的机理,在此基础上指出了非故障换流变可能由于直流控制与保护系统的移相动作而出现和应涌流叠加故障性涌流的涌流现象,此时整个系统将呈现复杂涌流现象。其次,研究了换流变阀侧接地故障诱发多台换流变产生的复杂涌流场景下,涌流中的谐波分量在交直流系统中的传递特性,主要针对换流器对谐波的耦合特性以及输电线路对谐波的传递特性展开研究,在此基础上,分析了复杂涌流对非故障换流变零序差动保护、直流谐波保护以及交流系统过电压保护的影响,指出复杂涌流可能导致非故障换流变零序差动保护误动作,扩大了故障范围,另一方面也可能造成交流输电线路末端出现谐波过电压问题,威胁了系统的安全稳定运行。最后,针对现有CT配置下保护配置存在无法有效识别故障位置以及故障相别的问题,对现有换流变阀侧CT进行优化配置,并提出了基于CT优化配置的故障位置、故障相别识别方案;针对换流变阀侧接地故障诱发复杂涌流导致的交直流系统相关保护误动问题,从直流控制与保护系统动作策略入手,分析了触发旁通对对故障性涌流特征的影响,提出了基于选相投旁通对的故障性涌流主动抑制措施,所提方案可以有效抑制故障性涌流,避免了其对交直流系统相关保护的不利影响。