为了限制电力系统中短路电流的剧增,将电网中一些线路开关或者母联开关断开运行是一种最简单有效的方式。然而这种电网分列运行方式也造成系统的可靠性下降,因此需要为之设计相应的备自投装置。备自投装置在中低压电网中得到广泛的应用,但在220kV及以上的电网应用较少,特别是500kV变电站220kV母线的应用其技术难度更大。本文首先分析了500kV变电站母联分段备自投与常规备自投的功能差异,分析母联分段备自投在模拟量、开关量、充放电、启动等功能设计上的特殊性。结合500kV莞城站实际运行方式,在装置选型,施工设计、现场安装、逻辑测试、运行维护等多方面开展了母联分段备自投装置在500kV莞城站的应用研究,并分析了模拟量、开关量、二次保护接入备自投的应用设计方案,编制了220kV母线分列运行的18种组合接线方式。本文设计了四套在线逻辑测试方案,通过在线测试模式对母联分段备自投装置进行了一系列的动作逻辑功能测试,验证500kV莞城站的220kV备自投装置逻辑功能及回路接线的正确性。并对500kV莞城站备自投装置的运维和与其他稳定控制装置配合进行分析研究,并对装置异常处理的实例进行了分析。提出了一种500kV变电站母联分段备自投装置安全预控的新措施,分析了500kV变电站220kV母联分段备自投装置的技术、经济和社会效益。本文的研究内容为解决电网中短路电流水平超标和备自投装置在高电压等级电网的应用提供较好的解决方案和技术支持。