小型水电站作为大型水电站的补充,具有充分利用水资源,接近供电负荷的优点,在我国水资源丰富地区,是一种开发较多的发电方式。但由于小水电规模较小,发电成本限制了其不可能装设先进的继电保护设备和软件,加之水流流量存在季节性,导致其出力的随机性严重影响电网的安全稳定运行。为保证小水电并网电网的稳定性,必须确保小水电异常或故障得到及时处理,而处理异常和故障的第一道防线即继电保护装置,所以对落后的继电保护装置进行升级改造,并对升级改造之后的装置可靠性进行准确有效的评估,是保证并网电网安全稳定的重要手段之一。结合已有的理论分析和研究成果,探讨小水电安全稳定运行对其可靠并网的重要性,并分析小水电继电保护现状和进行升级改造的必要性,以大梁子水电站为研究对象,对其继电保护升级改造过程进行了详细分析,并形成了对将来的运行和维护具有一定参考价值的运行建议。最后将大梁子水电站运行维护分为:一般要求和规定;机组运行方式;机组运行状态的监视,继电保护装置的检查维护,从多方面保证继电保护装置正确动作的可靠性。可靠性评估方法在电力系统继电保护装置的可靠性评估已有应用,为对小水电的继电保护装置可靠性进行有效评估,将故障树法、马尔科夫引入到升级改造后的大梁子水电站继电保护可靠性评估。从一般可靠性理论基础的分析,到可靠性建模方法,以及常用的评估方法。对改造前后的通信方式可靠性,用故障树法分析评估其可靠性。此外,利用马尔可夫模型对升级后继电保护装置动作的可靠性进行定量计算分析。结果表明,升级改造后的大梁子水电站继电保护从通信方式可靠性和装置可靠性上都得到了提高。