繼電保護及安全自動裝置在電力系統中負責快速切斷故障點，縮小事故範圍，是電力系統不可分割的重要組成部分。三門峽水電廠由於建站較早，繼電保護裝置多為前蘇聯、阿城繼電器廠、許昌繼電器廠的電磁保護裝置。雖然80年代末90年代初更新了壹些保護裝置，比如110KV線路的保護從電磁保護更新為“四統壹”晶體管保護。後來三條鋁線的晶體管保護更新為南自廠WXB-01型線路微機保護。然而，由於大多數繼電保護裝置的運行時間都在十年以上，隨著設備運行時間的增加，設備的技術性能指標逐漸下降，保護拒動、誤動時有發生，嚴重影響了水電廠的安全、優質、高效運行。
20世紀90年代中後期，隨著國內少人值守的水電廠的出現，三門峽水電廠也加快了綜合自動化改造的步伐，要求繼電保護裝置在滿足可靠性、選擇性、靈敏性和快速性的前提下，具備組網和數據通信的能力。因此，作為水電廠綜合自動化改造工程的壹部分，同時為了提高繼電保護裝置的安全性和可靠性，三門峽水電廠從1995開始有計劃、有步驟地對廠內繼電保護裝置進行更新改造。
2翻新的原則
確立正確的轉型原則是轉型成功的關鍵。三門峽水電廠首臺微機保護裝置應用於1991末的三鋁線，1993將三高速線保護由晶體管保護裝置更新為微機保護裝置，為繼電保護裝置的更新改造積累了經驗，逐步確立了繼電保護設備更新改造的原則。三門峽水電廠1995開始綜合自動化改造後，率先建立了機組計算機監控系統。隨著設備更新速度的加快，明確了以下更新原則:
(1)改造後，提高了站內繼電保護裝置的可靠性。
(2)對於保護配置不全的設備，完善和優化保護配置。
(3)保護裝置應能聯網和數據通信。
(4)在保證保護裝置最佳技術指標的前提下，盡可能降低更新費用，即達到最佳性價比。
改造原則的確立使繼電保護裝置有了很好的改造效果。如主變繼電保護設備進行了升級，增加了零序間隙保護、斷路器失靈啟動功能和零序跳閘功能，使保護配置更加完善合理，進壹步提高了保護動作的可靠性。
3繼電保護裝置的選擇原則
繼電保護裝置的正確選擇有利於設備的規範化管理，滿足未來水電廠綜合自動化改造和計算機監控系統完善的需要。三門峽水電廠繼電保護裝置的更新和選擇原則如下:
(1)所選用的保護裝置應是技術成熟、安全可靠性高的微機型裝置，符合電力系統安全自動裝置繼電保護和反事故措施的有關規定，其性能指標已通過現場運行滿足要求。
(2)保護配置除滿足實際需要外，還應符合DL 400-91《繼電保護和安全自動裝置技術規範》中關於電力設備保護配置的有關規定。
(3)所選用的保護裝置既要滿足規程要求，結合現有相關設備的技術要求，又要滿足保護技術發展、升級和聯網功能的需要。經過對幾家有壹定技術實力、質量保證體系完整、售後服務完善的廠家進行技術經濟比較，選擇性價比高、操作維護方便的產品作為選擇目標。
(4)同類設備的保護裝置型號應盡可能統壹，有利於設備維護和安全運行，也便於綜合管理。
4.保護裝置的更新
4.1發電機保護裝置更新
三門峽水電廠1 ~ 5 #發電機繼電保護裝置原為晶體管保護，使用壽命已超過10年。裝置老化嚴重，檢修周期縮短，保護誤動作時有發生。如2#發電機失磁保護曾因保護裝置背板上的焊線脫落導致失磁保護誤動。6、7#發電機保護采用集成電路保護1994和1997。經過近10年的運行，6#發電機保護電源在DC供電恢復時無法自啟動，7#發電機縱聯差動保護因整定撥輪接觸不良多次發假信號等問題成為提高保護裝置可靠性的瓶頸。
為解決這壹問題，保護裝置改造和隨機群測自動化改造同步進行。3號發電機保護更新於1995。當時發電機微機保護裝置剛開始使用，使用效果不好確定，所以選擇了生產應用占主導地位的集成電路保護。隨著發電機微機保護在國內用戶中的逐步推廣應用，經過市場調研和技術論證，發電機微機保護裝置首次用於4號發電機，其可靠性高、安裝調試簡單、運行維護方便、可與計算機監控系統通信等優點是集成電路保護無法比擬的，因此也采用了更新的5號、1#、2#、6#、7#發電機保護。3#機的集成電路保護也計劃在最近兩年更新為微機保護。更新後的保護裝置可靠性大大提高，微機保護具有簡單的事故分析能力，並能通過通信接口與監控系統進行通信。
4.2變壓器保護裝置的更新
1 ~ 4#主變保護是前蘇聯和阿城繼電器廠的電磁保護，已運行20多年。壹方面，繼電器性能指標下降，備品備件短缺，保護裝置可靠性下降，影響了主變壓器的安全運行。另壹方面，保護配置不全，導致“對策”難以實施，不利於電力系統穩定運行。因為2002年8月2號主變絕緣被雷擊損壞，所以進行了更新，在變壓器更新的同時相應的保護裝置也進行了更新。2號主變保護也選用了微機保護。作為1 ~ 3fb改造工程的組成部分，更新了1#主變保護裝置，更換了1#主變、副變、11#和12。三門峽水電廠3#主變微機保護作為首臺主變微機保護，自2003年6月5438+10月投入運行以來，運行狀況良好。保護裝置具有較為完善的人機交互界面，可存儲多套保護設置，操作維護更加方便。由於在1 ~ 3fb改造中，1#主變將代替3#主變作為聯絡變，3#主變退出運行，因此將原3#主變微機保護裝置改造為1#主變微機保護裝置。2006年3月，1#主變、11#輔變、12#變微機保護已全部投運。
6、7#主變保護采用了當時廣泛使用的集成電路保護。隨著運行年限的增加，硬件上保護裝置的不足導致保護多次誤動。如6#主變保護因抗幹擾能力差曾兩次跳閘，7#主變差動保護因整定撥輪接觸不良跳閘。維修人員將控制電纜更換為屏蔽電纜，並將設定撥輪內阻短路，基本解決了問題。但由於設計和制造的原因，整套保護裝置的可靠性仍然不高，經常出現6號變壓器負序方向保護和7號變壓器非全相保護誤發信號的情況，無法解決。此外，6#和7#發電機出口開關分斷能力不足，7#發電機出口開關曾發生過爆炸。為徹底解決壹、二次電氣設備存在的問題，2004年對相應機組的壹次設備進行了改造，將6#發電機變壓器和7#發電機變壓器間隔的壹次接線方式由單元接線改為發電機-變壓器組接線，並拆除了發電機出口開關，將原發電機和變壓器的集成電路保護更新為發電機-變壓器組微機保護。
4.3線路保護裝置的更新
三門峽水電廠的微機保護最早應用於三條鋁線，現在三條高速線、三線、三-22旁路開關、三條鋁線、I線、II線、三線11旁路開關都已實現微機保護。與原有的“四統壹”晶體管線路保護相比，微機線路保護具有調試維護方便、記錄故障信息供事故分析、為查找故障點提供故障距離等優點。由於微機保護周期檢驗時間長，縮短了停電進行整定修改、保護周期檢驗和事故處理所需的時間，直接提高了發電的經濟效益。
4.4母線保護的更新
母線故障是最嚴重的電氣故障之壹，母線保護是正確、快速切除母線故障的重要手段。它的拒絕或誤操作會給電力系統帶來嚴重的危害。三門峽水電廠原1100 kV母線保護使用的是前蘇聯生產的電磁保護裝置，已運行20多年，現已是淘汰設備。運行中存在繼電器元件性能降低、備件短缺、維護困難、裝置可靠性差等問題，影響了客車的安全運行。2003年底更新為微機型母線保護裝置。
三門峽水電廠6號、7號機組擴建後，220KV系統增加了兩臺變壓器(6號、7號主變)和壹條出線(3號線)。原電磁母線保護不能很好地滿足運行要求，存在死區，但在1997年由南自廠更新為JCMZ-1065438。中阻抗母線保護對電流互感器無特殊要求，220KV系統中不同變比的電流互感器均可接入裝置。它具有安全可靠、動作迅速等優點。它與220KV斷路器失靈保護有機結合，解決了母線保護的死區問題。然而，隨著保護裝置運行時間的延長，集成電路保護固有的硬件問題不斷暴露出來。2005年5月220KV母線保護定期檢查時，發現定值撥輪接觸電阻增大導致保護整定偏差較大，母線差動電流回路切換繼電器電氣接觸不良導致母線差動保護拒動。這些問題的存在將直接導致繼電保護裝置的正確動作率大幅下降，威脅電力系統的安全。因此，220KV母線保護計劃在2006年更新。
4.5故障記錄器的更新
110KV和220KV故障錄波器均在1994進行了升級，但由於是微機型故障錄波器的早期產品，運行過程中存在諸多問題:如實時時鐘計時系統誤差過大，不利於事故分析；打印故障信息報告的繪圖儀不能長時間通電實時打印故障信息報告，否則容易損壞；沒有地方買存儲錄波數據的5寸低密度軟盤，設備維護困難；該裝置不具備數據遠傳功能，錄波通道數量不足，嚴重影響電力系統事故的正確及時分析。因此，經過技術論證，2001年將220KV故障錄波器由煙臺奧特公司生產的GLQ-2型微機故障錄波器更新為南京銀山電子有限公司生產的YS-8A型微機故障錄波器。2004年底，110KV故障錄波器由GLQ-2型微機故障錄波器更新為武漢中原華電科技有限公司的ZH-2型微機故障錄波器。裝置投運後， 經過多次電力系統沖擊、7號主變保護誤動、5號發電機保護動作、3號鋁線保護動作的試驗，新型錄波器數據完整。
4.6廠用電6KV保護裝置更新
6KV廠用電系統壹方面為水電廠的電力生產提供廠用電，另壹方面又是三門峽水利樞紐防洪設施的主電源。其開關櫃為前蘇聯60年代生產的抽出式小車開關，斷路器采用少油斷路器。該保護裝置屬於電磁保護。由於開關設備中開關連桿轉動部分軸承磨損嚴重，開關經常出現慢分現象，SK觸頭過度磨損導致斷路器輔助觸頭接觸不良，影響斷路器的正常分合閘。此外，開關櫃購買備件極其困難，嚴重影響了設備的安全運行和維護。因此，2003年對廠用電6KV系統的開關櫃進行了全面更新，並對6KV系統的計算機監控系統進行了改進。更新後的開關櫃采用了SEL型微機保護綜合裝置。微機保護裝置能準確記錄斷路器的動作時間、故障類型和短路電流，便於運行人員準確、快速地判斷故障原因，及時采取對策。
4.7專業人員的技術培訓
原來的電磁保護、晶體管保護更新為微機保護後，保護邏輯功能越來越多的通過軟件編程實現。整個保護裝置可以看作是壹組端子和壹組集成裝置，其數據采集、延時、邏輯和輸出不再像電磁保護、晶體管保護那樣由單個繼電器組成，因此繼電保護裝置的調試和維護方式發生了很大的變化。保護裝置正確動作率的提高與保護人員技術水平的提高成正比，因此專業人員的技術培訓必須與設備更新改造同步進行。我們采取派出外派人員參與設備的工廠調試，邀請廠家技術人員結合實際設備進行現場技術講解，參加廠家舉辦的新設備新產品技術培訓班，購買錄像帶對專業人員進行技術培訓等方式。我們註重專業人才的梯隊培養，實踐證明，這極大地提升了專業水平，為電廠的可持續發展儲備了人才。