变电站继电保护对电力系统稳定运行至关重要，一旦发生故障，会影响电力供应，造成经济损失。随着电力系统规模扩大和数据量剧增，大数据分析技术的发展为解决这一问题带来新契机。本文聚焦于变电站继电保护故障诊断，深入研究大数据分析在其中的应用。阐述了大数据分析在提升故障诊断准确性、提高诊断效率以及实现故障预测预防方面的价值，构建了涵盖数据采集与预处理、特征提取与模式识别、故障诊断与根因分析、预警与优化建议的完整分析框架。通过某220 kV变电站的实际案例，验证了该方法能有效整合多源数据，精准诊断故障并分析根源。