随着电子式互感器和光纤通信技术在变电站的逐步推广应用、IEC 61850标准的颁布实施,数字化变电站已成为变电站自动化系统的发展方向。与常规变电站相比,数字化变电站二次系统的构成将实现完全数字化,并具有全站统一的数据建模及数据通信平台,使得变电站二次系统发生了深刻的变革,并由此带来一系列新的技术问题。论文从适用于数字化变电站的继电保护的应用要求出发,重点针对过程层和间隔层的相关技术开展研究工作。论文首先对数字化变电站的研究和应用现状进行了分析和综述,在此基础上,对IEC 61850标准进行了研究分析,并详细论述了采样值传输模型、GOOSE传输模型及它们的特定通信服务映射方法,以为过程层和间隔层相关设备的设计提供依据。在数字化变电站中,合并单元是最重要的过程层设备。论文在对合并单元功能需求进行研究分析的基础上,提出了一种以FPGA、DSP、ARM芯片为核心的、具备多任务处理能力的合并单元硬件设计方案。论文阐述了硬件系统的基本结构和主要模块的功能配置,并简要说明了合并单元软件设计的初步方案。在间隔层设备中,继电保护智能设备的研制占有重要地位。论文以三段式过流保护为例,提出了适用于数字化变电站的过流保护单元的设计方案。论文介绍了保护单元各主要插件的基本功能和特点,并系统阐述了过流保护的基本原理、主要算法和软件流程。IEC 61850应用的一个关键问题是如何根据标准规范对实际的IED建立相关的信息模型。论文以合并单元和保护单元为例,对其抽象信息模型的建立方法进行了研究,阐述了逻辑设备、逻辑节点、数据对象和数据对象属性的构建方法,以实现过程层、间隔层IED之间以及IED与变电站层计算机之间的通信。论文最后对课题研究工作进行了总结,并对下一步工作进行了展望。