近些年,电力工业发展迅速,电力网络越来越庞大,作为保护电力系统可靠运行的二次系统,任意一环节出现故障均会给电力工业带来极大隐患。传统继电保护,特别是后备保护,在系统出现非预设故障时,易存在保护失配、延时较长等问题,以区域多源信息构建的区域保护成为近些年二次系统的主要研究方向之一。区域保护借助广域通信网络,融合多源信息,构建新型保护原理,解决了保护配合复杂问题,能够提高保护动作速度;但区域保护面向区域大电网,其控制对象涵盖多台断路器,一旦误动,将给电网可靠性带来更大风险。因此,区域保护系统的可靠性分析问题则成为日益复杂的区域电网环境下亟待解决的重要内容。然而,继电保护系统的可靠性分析领域存在“将系统内同一种元件的正确动作率统一化”的问题,该问题导致现有可靠性分析模型量化不够精确。本文利用最小路集法分析区域保护系统可靠性,在此基础上提出了填表法以优化系统最小路集的检索。考虑到通信对保护系统可靠性的约束提出了一种改进的电流差动保护算法以减小区域保护系统通信量,提高系统可靠性。进一步对区域保护系统进行分步建模,建立了计及通信约束的可靠性分析法模型。具体工作如下:面向区域保护二次系统拓扑,提出一种基于填表法的最小路集检索方法。将区域电网保护系统中的某一子站设为输入端点,区域主站设为输出端点,形成二端网络。通过网络拓扑联络矩阵,构建拓扑初始化表、系列路径存储表及路径检索表,通过匹配存储表伴支与树支编号,快速检索系统最小路集。以减少纵联电流差动信息通信量为目的,提出了一种“0-1”化重构电流采样值的改进电流差动保护新方法。在保证保护性能的前提下,通过设置合理阈值,将传统采样方式中的浮点数,变换为只包含“0、1、-1”的整数,进而基于变换后的波形,通过数据窗内采样值积分构建新的差动保护动作量及制动量,借助传统比率式差动保护重构改进保护新判据。同时对于信息传输,提出了“0、1、-1”的编码规则。该方法能够大大减小保护通信信息量,改善保护系统可靠性。面向区域电网保护系统的整体可靠性,提出计及通信约束的区域保护系统可靠性分析方法。首先分析区域保护系统架构及特征,提出将保护系统拆分为两个相对独立的子系统—“节点站域系统”与“光纤通信系统”。基于填表法,分别建立了子系统可靠性分析模型;进一步考虑改进差动保护算法、子系统模型串联,实现区域保护整体可靠性分析。本文所提改进差动保护与可靠性分析方法均通过动模实验验证和数值仿真验证。