当今电力系统,已经形成以220 kV电压等级设备为骨干网架,66 kV电压等级电力设备为支撑的输电网络。仅以辽宁大连地区为例,计有220 kV电压等级变电站16座,66 kV电压等级变电站70余座。近几年来,随着计算机技术、电力电子技术的不断发展,应用于各电压等级设备的继电保护装置及监控设备也在不断更新换代,而原有保护、测控装置由于设备老化、灵敏度低、抗干扰能力弱等原因,必然逐步被新产品、新设备所替代。因此,系统的研究、分析输电网变电站改造工程相关内容,以应对二次改造工程中可能出现的问题是十分必要的。论文针对220 kV变电站实际运行中存在的问题做出相应的二次系统设计方案,并就二次改造实施可行性进行分析。论文首先研究母线保护双重化改造中失灵保护功能的配置及实现；其次研究主变及母联备用电源自动投入装置(简称备自投)应用于220 kV变电站中时,在低压侧存在小电源时的实现方式；最后探讨了220 kV变电站后台机遥控操作的改进方法。论文的工作重点是设计备自投动作序列及开入量回路,使备自投能够自动判断小电源线路运行状态,选择性切除失压母线上运行的小电源线路。同时实现失灵保护回路的双重化配置,从厂站端操作对象设计与控制逻辑设计两方面实现保护的程序化操作功能。论文的研究内容符合变电站实际运行需求,对继电保护与自动化专业现场调试、改造作业具有指导意义。