集电气隔离、电压变换、潮流控制、无功补偿和电能质量调节等功能于一身的电力电子变压器,有望逐步替代功能较为单一的传统工频变压器,成为配电网的能量枢纽,其故障对电网及用户都有严重影响,研究其故障特性及故障穿越能力具有重要意义。为此,本文开展的主要工作如下:首先,本文提出一种改进的MMC型电力电子变压器拓扑,将双钳位子模块引入电力电子变压器输入级,使其具备了直流侧故障电流自清除能力,隔离级采用DAB结构,输出级为三相逆变器。分别对电力电子变压器输入级、隔离级以及输出级的基本控制策略进行了简要分析。在PSCAD软件中搭建了仿真模型,并进行了电力电子变压器稳态运行仿真。其次,本文针对与电力电子变压器中压直流母线电压密切相关的中压交流侧单相接地故障、中压直流侧单极接地故障、中压直流侧双极短路故障以及输入级功率开关故障下的故障特性进行了分析。针对中压交流侧单相接地故障和中压直流侧单极接地故障,给出了故障后MMC桥臂瞬时功率的数学分析方法;针对中压直流侧双极短路故障,推导了故障后子模块电容电压以及放电电流的数学表达式,给出了双极短路故障特性的影响因素以及故障后的过电流水平;针对输入级功率开关故障,分析了典型的短路和开路故障对电力电子变压器功率开关的影响。对于以上四类故障,通过PSCAD仿真验证了故障特性分析的正确性。最后,本文基于故障特性分析结果,分析了电力电子变压器在各类故障下的故障穿越能力。针对比较严重的中压直流侧双极短路故障,本文提出了一种软启动故障重启策略以及一种成功重启所需最大故障清除时间的选取方法,并在10kV电力电子变压器工程样机中得以验证;针对功率开关引起的子模块故障,给出了相应的冗余保护及控制系统设计方案,并提出了一种适用于双钳位子模块冗余保护的改进旁路电路。