变电站侵入波过电压是影响电力系统稳定运行的重要因素，同时侵入波过电压水平又是衡量变电站绝缘配合水平是否合理的标准。当变电站内设备绝缘配合不合理或者设备劣化导致设备的绝缘耐受水平不足时，都会造成变电站内设备故障。本文针对贵阳变和福泉变两个变电站的事故展开仿真和实测分析，探寻两起变电站的故障原因。本论文首先用ATP仿真建模，根据贵阳变和福泉变电气主接线和各种电气设备在冲击电压下的等效参数，确定贵阳变和福泉变的计算模型等值图，再根据雷电的概率分布特征、雷电通道的波阻抗以及雷电绕击反击规律仿真雷电激励源。在较为严格的条件下，计算绕击和反击时刻变电站内各个设备承受的冲击过电压是否超过设备标称的绝缘裕度。在仿真分析研究的基础上，研制一种变电站侵入波过电压监测系统。该系统由两部分构成，即侵入波电流监测终端和侵入波过电压监测终端。每一个监测终端由传感器模块、数据采集模块、无线通讯模块和电源模块构成。本系统可以实现输电线路行波电流和变电站母线侵入波过电压的实时在线监测。通过对系统挂网运行数据和仿真计算分析数据进行对比，可以进一步分析变电站设备损坏的原因。本文研究突破了以往变电站侵入波过电压只能仿真计算研究的局限，在此基础上研发的变电站侵入波过电压监测系统可以实现雷电过电压的在线监测，为高压电网的过电压监测开辟了一条新的思路。