高压直流输电（HVDC）技术因其技术和经济上的独特优势，在远距离大容量输电和大区域联网方面取得了十分广泛的应用。换相失败是HVDC输电系统常见的故障之一，严重影响影响整个电力系统的安全稳定运行。换相失败故障的准确快速诊断是对换相失败采取有效控制措施的前提。首先本文介绍了HVDC输电系统及其换相失败故障诊断的研究现状，指出目前HVDC换相失败故障诊断方法存在的不足。其次，本文对HVDC输电系统换相失败进行故障分析，分析研究了换相失败的发生机理及换相失败的影响因素，介绍了换相失败的危害，提出了换相失败的预防控制措施。另外，本文介绍了基于PSCAD/EMTDC的HVDC输电系统换相失败故障仿真分析方法，采用PSCAD/EMTDC搭建换相失败仿真模型。本文重点提出了一种基于小波能量谱和灰色综合关联度的HVDC输电系统换相失败故障诊断新方法，采用小波能量谱分析量化故障特征，灰色综合关联度来确定引发换相失败的故障原因。故障诊断中，首先根据熄弧角判断是否发生换相失败，然后对直流电流故障信号进行小波分析，获取各尺度下的小波变换系数，计算其小波能量谱；将得到的小波能量谱与故障参考序列进行灰色综合关联度分析，从而根据最大关联度原则确定故障原因。通过对云广±800kV特高压直流输电换相失败故障诊断的仿真分析，表明该方法能准确地诊断引发换相失败的故障原因。