数字化变电站继电保护系统将传统继电保护装置的功能分解在不同的智能电子元件中实现，从而使得影响继电保护可靠性的因素和环节更加复杂和多元化。如何对数字化变电站继电保护系统进行准确的可靠性评估，发现系统中的薄弱环节并加以改正，提高保护的可靠性，具有较大的理论和实际价值。
本文针对在数字化变电站硬件系统中，智能电子元件多，系统结构复杂等特点，提出了基于系统结构的方法，对数字化变电站的继电保护系统进行可靠性分析，并利用可靠性框图法对其硬件系统进行建模。其中，采取最小路集不交化法进行可靠度计算，并在使用“可靠度”等指标的基础上提出“拒动概率”与“误动概率”指标对硬件系统的可靠性做出全面分析。此外，对数字化电站的继电保护软件系统进行了基于信息流的可靠性分析，分别基于同步对时信息流，采样值信息流和面向对象的通用变电站事件信息流构建了可靠性框图，并在引入元件可靠性校正的基础上，利用最小路集不交化法得到基于三种信息流的可靠性分析结果。
最后，本文针对继电保护系统，提出了在硬件系统和软件系统的两个方面的改进措施，并通过算例对可靠性改进措施的有效性进行了验证。仿真结果表明，改进后的保护系统的可靠性明显优于改进前的保护系统。此外，由于重要部件的改进，继电保护系统的结构没有发生太大的变化，改进后的保护系统取得了良好的效果。