تجهیزات حفاظتی نقش اساسی شناسایی یک خطای الکتریکی و قطع آن قسمت از شبکه را که در آن خطا رخ می‌دهد، دارند و اندازه بخش قطع شده را تا حد امکان محدود می‌کنند. حفاظت جهت دار امکان تشخیص بهتر قسمت معیوب شبکه را نسبت به حفاظت اضافه جریان می‌دهد.
استفاده از آن در شرایط زیر ضروری است:
- در سیستمی با چندین منبع،
- در سیستم های حلقه بسته یا کابل موازی،
- در سیستم های خنثی ایزوله برای بازخورد جریان های خازنی،
- و برای تشخیص جهت غیرعادی جریان توان اکتیو یا راکتیو (ژنراتورها).
شکل زیر وضعیتی را نشان می‌دهد که در آن هر دو منبع برق در صورت استفاده از حفاظت‌های اضافه جریان خطا می‌دهند.
تجهیزات حفاظتی جریان جهت دار فقط می‌تواند وارد کننده خطا را از بین ببرد. جهتی که در آن عیب رخ می‌دهد با اندازه‌گیری جهت جریان یا به عبارت دیگر جابجایی فاز بین جریان و ولتاژ تشخیص داده می‌شود.
تجهیزات حفاظت از توان، توان اکتیو یا راکتیو جریان را از طریق اتصالی که سنسورهای جریان در آن قرار دارند، اندازه‌گیری می‌کند. تجهیزات حفاظتی در صورتی عمل می‌کنند که توان بیشتر از آستانه تعیین شده باشد و اگر در جهت معینی جریان داشته باشد. قدرت جهت‌دار و حفاظت جریان مستلزم اندازه‌گیری جریان و ولتاژ است.
تجهیزات حفاظت جهت دار برای تمام اجزای شبکه که در آن‌ها جهت جریان برق احتمالاً تغییر می‌کند، به ویژه در مورد اتصال کوتاه بین فازها یا خطای زمین (عیب تک فاز) مفید است.
حفاظت جهت‌دار «فاز» برای محافظت از دو اتصال موازی، یک حلقه یا یک جزء شبکه متصل به دو منبع تغذیه نصب شده است (شکل زیر را ببینید).
«خطای زمین» (e/f) حفاظت جهت دار به جهت جریان جاری به زمین حساس است. نصب این نوع تجهیزات حفاظتی هر زمان که جریان خطای فاز به زمین بین چندین سیستم ارت تقسیم می‌شود ضروری است.
اما این جریان تنها به دلیل ارتینگ نول شبکه نیست، بلکه به دلیل ظرفیت فاز به زمین خطوط و کابل ها نیز می‌باشد (1 کیلومتر کابل 20 کیلوولت باعث جریان خازنی در حدود 3 تا 4 آمپر می‌شود). حفاظت از اضافه جریان جهت‌دار باقیمانده و همچنین حفاظت از توان فعال توالی صفر برای محافظت از فیدرها با جریان خازنی به همان ترتیب جریان خطای زمین استفاده می‌شود.
در این فیدرها، ظرفیت فاز به زمین به اندازه کافی زیاد است که یک جریان توالی صفر به محض وقوع اتصال کوتاه فاز به زمین، هر کجا که در شبکه باشد، توسط حفاظت e/f غیر جهت‌دار تشخیص داده شود (شکل زیر را ببینید).
بنابراین حفاظت جهت دار مکمل حفاظت جریان بیش از حد است، و این امکان را فراهم می‌کند تا در شرایط فوق الذکر تشخیص خوبی از بخش شبکه معیوب حاصل شود. تجهیزات حفاظت از توان اکتیو یا راکتیو برای تشخیص جریان غیرعادی توان غیر از جریان برق ناشی از اتصال کوتاه استفاده می‌شود. به عنوان مثال: در صورت خرابی موتور اصلی، یک ژنراتور به عنوان یک موتور سنکرون به کار خود ادامه می‌دهد و از سیستم نیرو می‌گیرد.
کدها و نمادهای انواع مختلف رله
برای هر یک از کدهای ANSI، جدول شکل زیر یک یا چند نوع تجهیزات حفاظتی را گروه بندی می‌کند و همچنین نام‌ها و زمینه‌های کاربردی معمول را ارائه می‌دهد.
| زمینه‌های کاربردی | نام‌های معمولی | کد ANSI | نماد گرافیکی |
| تشخیص جهت اتصال کوتاه بین فازها | اضافه جریان جهت‌دار
فاز جهت‌دار |
67 |  |
| تشخیص جهتی خطاهای فاز به زمین | اضافه جریان باقیمانده جهت‌دار
خطای زمین جهت‌دار توان فعال توالی صفر |
67 N |  |
| حفاظت از ژنراتورها و موتورهای سنکرون یا تشخیص جریان برق غیرعادی | توان معکوس اکتیو | 32 P |  |
| حفاظت از ژنراتورها و موتورهای سنکرون یا تشخیص جریان برق غیرعادی | توان معکوس راکتیو | 32 Q |  |
| حفاظت از ژنراتورها و موتورهای سنکرون یا تشخیص جریان برق غیرعادی | active underpower | 32 P |  |
| حفاظت از ژنراتورها و موتورهای سنکرون یا تشخیص جریان برق غیرعادی | reactive underpower | 32 Q |  |
بدون دیدگاه