为应对全球能源短缺和环境污染,风电、光伏等可再生能源技术快速发展,供给侧和需求侧的改变给电网安全稳定运行带来了巨大挑战,智能电网的发展成为世界各国的主要趋势。智能变电站的建设是智能电网的基础环节。由于国内设备厂商智能一次设备的生产工艺仍不成熟,智能变电站的建设主要围绕二次系统的框架结构,为此,本文围绕作为南网首座智能OS2的示范站110k V杨屋变电站二次系统设计及应用开展研究,主要内容包括:1)对杨屋变电站二次系统构架设计进行了研究,首先探讨杨屋变电站二次系统的核心框架“三层两网”,分析各个层级及网络组成,最后从二次系统设备配置选型和应用功能两方面来设计二次系统的整体方案。2)对杨屋变电站二次系统二次设备及网络进行了设计,首先对各层级设备进行功能配置,主要包括站控层设备监控后台、远动机、五防系统,间隔层设备保护、测控、母线设备、智能录波器,过程层设备合并单元、智能终端;其次对站控层网络及过程层网络进行结构配置,最后明确二次系统设备的装置型号。3)对杨屋变电站的高级应用功能及其应用实效开展研究,分别对智能录波器及自动配置方法、远方操作定值、一键式程序化操作、数据辨识应用进行设计,并对其实际运行效果进行深入分析,最后对二次系统应用实效进行总结,结果表明,杨屋变电站二次系统在实际运行中取得了良好的效果,显著提升变电站运维效率,有力推动电网向安全、可靠、绿色、高效、智能转型升级。