L县110kV变电站建成于上世纪50年代末,承担着对周边电气、纺织、石油、化工、城乡居民生活及农业及农副加工业负荷用电,地理位置重要。但该变电站运行年限超长、运行状态差、容量不足、设备老化、维护成本大并存在安全隐患,威胁电网安全运行,供电负荷不能满足未来用电需求。根据改造前L县110kV变电站现状、运行情况及效能成本论证了变电站改造升级的必要性;并对一次系统和二次系统的运行情况进行研究分析,针对变电站容量供给不足、运行时间长,设备老化严重,可靠性低等问题提出了一次系统增容和二次系统智能化改造的必要性。通过利用时间序列法进行负荷预测,以其平均值作为增容需求,确定L县变电站的增容改造方案;基于电网发展规划衔接合理,施工方便不停电,确定主线双回线路改造方案;通过潮流计算、短路计算对一次系统设备及参数进行选型;对变电站过电压防护及接地进行设计和计算,确定避雷器的选型、避雷针的保护范围以及接地网的应用。论文设计了 L县110kV智能变电站的三层两网自动化系统改造方案,根据方案对二次系统结构体系、变电站自动化系统、系统调度自动化、继电保护方案、调度自动化、系统通信等系统进行了全面的改造,改造后的变电站,具备微机化、智能化、自动化的功能,具备无人值班的条件。对变电站整体改造应用后的运行情况进行分析,利用净现值法和投资回收周期法计算该项目静态回收周期;通过社会效益直接、间接效益分析和可靠性分析,将设备故障率、元件故障参数结合,计算得出地区平均停电时间,结果表明平均故障时间在改造后明显下降。L县110kV变电站改造是一次成功的改造项目,改造后大幅提升变电站运行状态,减少故障率和故障时间。