換流器故障（ConvertorFaults）指換流器及其相關部件（見“換流器”）的非正常運行狀態和過程。它們可以是由換流器本身部件的故障，如換流器內部的短路或閃絡、換流器觸發脈衝迴路故障引起，或者是由於換流器外部的交直流系統故障引起的換流器工作異常。換流器故障將導致直流輸送功率的下降，甚至直流系統的停運；更為嚴重的將導致換流器的毀壞。典型的換流器故障有橋臂短路、換相失敗、誤開通、不開通和橋出口短路等。
橋臂短路換流器的一個橋臂的兩端之間發生金屬性短路，這是整流器最嚴重的故障之一。換流器正常工作時各橋臂的導通、換向和關斷按一定的順序進行。在整流器換相過程中，交流側將處於兩相短路的狀態，該狀態延續到原先導通的橋臂中的電流減少直至為零而完全關斷、新導通的橋臂中的電流從零上升直至達到額定直流電流為止。當發生橋臂短路時，故障的橋臂將不再是單嚮導通的元件，也不具有電流過零關斷的受控能力。因此，當整流器正常運行的非換相期間發生橋臂短路時，換流器的交流側將出現連續兩相短路的狀態（兩相短路電流的幅值為，E為換流變壓器閥側線電壓，Lg為換相電抗）；當整流器正常運行的換相期間發生橋臂短路時，換流器的交流側將發生三相短路的狀態（三相短路電流的幅值為）。也就是說，整流器發生橋臂短路時，交流側將交替發生兩相短路和三相短路，原正常導通的健全橋臂將因承受比直流額定電流大得多而且持續時間長的電流而遭受損壞；換流變壓器也將承受比正常運行時大得多的電流。整流器的橋臂短路故障發生的原因大部分是由於橋臂的外部絕緣損壞引起，整串晶閘管元件同時損壞的可能性較小。橋臂短路電流的大小還取決於故障發生的時刻、直流電流的大小，以及觸發角的大小。在某些特定的工況下（如當直流電流＝0，且觸發角＝0時），在一個周期內，其最大值可達1.836倍的交流側三相短路電流。
對於逆變器的橋臂短路故障，橋臂處於反向阻斷電壓的時間間隔很短（即關斷角的間隔），且反向電壓也較低，故障電流不高，後續的過程將與逆變換流器的換相失敗故障（見“換相失敗”）相同。如果故障不消失，則導致逆變側的直流電壓顯著下降，直流電流上升。
逆變器橋閥承受正向電壓期間發生橋臂短路，其過程的開始階段與逆變器誤導通故障相同，故障繼續時的過程將與換相失敗相同。
下圖所示為整流側在Id=0、a=0時閥V1發生橋臂短路時的情況。
換相失敗通常指換流器逆變運行時，當兩個橋臂之間換相結束後，剛退出導通而關斷的閥在反向電壓作用的一段時間內，未能恢復阻斷能力，或在反向電壓期間換相過程一直未能進行完畢，這兩種情況下在閥電壓一旦轉變為正向時，原預定導通的閥將向應關斷的閥倒換相。換相失敗將造成直流電壓降低、直流電流瞬間增大。故障電流包括直流電流、按指數上升的非周期分量（受平波電抗器和線路電感的限制），以及線路電容放電引起的振盪分量。
對於直流輸電目前所採用的晶閘管換流閥來說，逆變器發生換相失敗主要是由於換流閥關斷後的恢復時間過短，即關斷後承受反向電壓的時間過短，不滿足換流閥恢復阻斷能力的要求（直流輸電用晶閘管元件通常需為0.3ms以上）,以致於應關斷的閥重新導通。由於交流系統發生對稱或不對稱的短路故障，使換相電壓降低，或者過零點前移而導致關斷角減小，或者運行中直流電流瞬時增大造成換相角增大而導致關斷角減小等原因，均可能導引致逆變器發生換相失敗故障。某橋臂發生單次的換相失敗後（亦稱為單相顛覆），將造成換流橋中同一相上的兩個閥短時同時導通，形成直流線路逆變端短路，這種故障在控制系統的作用下往往能自行恢復正常運行。如果由於個別元部件的損壞，發生某橋臂的周期性換向失敗，則必須停運直流系統。當逆變器某閥發生單相顛覆後，由於直流電流增大，還可能繼發兩次連續或不連續的換相失敗，即導致順序或後續換相的其它相上的橋臂繼而發生換相失敗，這種故障除了有較大的故障電流外，還將有工頻交流電壓加到直流線路上，當直流側的諧振頻率接近工頻時，將有可能引起諧振過電壓。另一方面，兩次連續換相失敗將使直流電流流經換流變壓器，造成換流變壓器的偏磁和飽和。
下圖所示為逆變器一次換相失敗過程的波形，圖中是以閥V1和閥V3換相失敗為例時，各閥的換相情況、逆變器直流反電壓的變化和各閥的電流波形。
誤開通故障指由於誤觸發、受干擾或電壓上升率過大等原因，晶閘管閥在預計不應導通的時刻開通的故障。誤開通相當於閥的提前開通，它只發生在晶閘管閥正向阻斷期間。整流器的正向阻斷期長度為觸發角的電角度間隔，發生誤開通不會影響直流輸電的運行。逆變器的正向阻斷期間比整流器的長得多，發生誤開通的幾率大，其影響相當於換相失敗。
不開通故障指換流閥由於其門極控制迴路故障、或由於觸發脈衝丟失而造成閥在預計開通時未能導通的故障。對於整流器將造成直流電壓周期性的下降、短時為負然後為零的過程，以致使直流電壓中含有50Hz分量，小電流時還可導致直流電流斷續；對於逆變側，其過程與一次換相失敗相同，主要區別在於它不存在兩個閥的換相過程。
橋出口短路指六脈動換流橋直流兩連線埠之間的短路。對於整流橋，該故障與橋臂短路故障的嚴重程度基本相同，故障過程中最大的閥電流的峰值也可達三相短路電流的1.863倍；它與橋臂短路故障的最大區別是：橋出口短路時，橋內6個閥均保持正嚮導通，而橋臂短路時，故障的閥失去單嚮導電性而變為雙向均可導通的元件。對於逆變側，橋出口短路相當於直流線路末端短路故障，但由於平波電抗器的作用，其故障電流相對較小。
對於12脈動換流器，如果發生六脈動換流橋的橋出口短路，直流電壓將下降一半；如果發生12脈動換流橋極出口短路，則基本同於前段所述。
