换流站是电压源换相高压直流(VSC-HVDC,Voltage Source Converter-High Voltage Direct Current)输电系统能量转换和传输的枢纽,主要由交流侧元件、直流侧元件和换流器构成。其中,换流器是换流站的关键设备,其内部主要包含滤波器、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistors)、二极管以及直流电容等换流元件。受制造工艺技术和材料水平限制,换流元件的耐流水平十分有限。因此,系统在出现过电流后的生存能力对直流输电系统的稳定运行至关重要。然而,当系统启动控制策略不合理或直流侧发生短路故障时,交直流两侧及换流器内部将出现数十倍于额定电流的过电流,严重危及系统的安全稳定运行。为此,本文针对两电平拓扑的VSC-HVDC输电系统运行中的换流器过电流问题,分别从限制启动过电流和限制直流短路过电流两方面展开相关研究。针对启动过电流,首先依据换流器内部IGBT是否闭锁将启动过程分为不控整流阶段和电压可控阶段,对两阶段的启动过电流特性展开深入分析,并提出一种新型启动限流方案。该方案通过在不控整流阶段串入限流电阻,在电压可控阶段引入电压斜率控制器、有功自适应下垂控制器以及无功偏差控制器,以此达到限流效果。此外,深入分析了限流电阻对启动特性的影响,并设定了限流电阻的选取原则。结果表明:所提限流方案能有效抑制启动过电流,从而实现系统的平稳启动。针对直流短路过电流,以整流站直流母线的单极接地故障和双极短路故障为研究对象,通过建立不同故障阶段的等效回路,将故障过程划分为电容放电阶段和网侧电流回馈阶段,定性分析了故障从发生至稳态整个阶段的故障机理,并揭示了网侧回馈阶段的存在条件、发生时刻以及对故障特性的影响;依据故障电阻的大小将暂态阶段分为欠阻尼、临界阻尼和过阻尼三种状态,推导了三种状态下的故障电压、故障电流解析表达式,并结合仿真验证了所推导解析表达式的正确性。在此基础上,研究了故障后在故障回路串入电感和电阻对暂态特性的影响。结果表明:增大故障回路的阻抗能有效抑制过电流。以此作为设计思路,设计了一种阻感型电容换相混合式限流器,详细介绍了限流器的工作原理,给出了限流器元件参数和控制信号的选取原则,分析了限流器元件参数与限流效果的相互关系以及旁路限流电感对直流断路器耗能的影响。结果表明:所提限流器能够有效抑制直流短路故障电流的上升率,为直流断路器的开断争取时间,并能有效降低断路器切断过程中的能量耗散。