随着地区负荷和变电站220k V出线数量的增加,许多500k V变电站的初期接线方式已不能满足当下电网建设的需求,需进行主接线改造,并同时改造母线保护。由于500k V变电站在地区供电中的枢纽地位,改造方案的设计需要兼顾供电需求、用地资源以及实施难度和施工期过渡方案等因素。某500k V变电站为粤东地区重要的枢纽变电站,其220k V系统主接线形式为双母单分段带旁路母线,采用变中双断路器兼做母联断路器。目前220k V线路出线共11回,远景规划为16回。根据电气一次设备的远景建设需求,规划将其220k V主接线改造为双母双分段接线,并根据保护双重化的要求进行对应的母线保护改造,将原来设2套独立母差保护与1套独立的220k V失灵保护、每套保护包含三段母线的保护配置,改为设4套母差与失灵保护、每套保护包含两段母线的保护配置。本论文结合变电站实际情况和相关技术规范,研究可行的设计方案和施工方案。从主接线可靠性、母线保护配置和技术经济性等出发,分析了旁路母线、变中双断路器兼母联断路器等配置的方案选择。针对变中双断路器兼母联断路器接线方式下的保护配置等难点问题,提出了合理的解决措施和设计方案。进而,根据电气一次和二次的设计方案,确定了现场施工步骤,分析改造工程实施的风险点,提出预控措施。论文的设计方案成果不仅能支撑该工程项目的实施,同时也对其它500k V变电站的主接线改造设计具有参考机制。此外,所研究的500k V变电站220k V母线的接线方式具有一定的特殊性,对它的研究分析对丰富变电运行和继电保护的相关理论,也具有积极意义。