1. 為完成繼電保護(hù)所擔(dān)負(fù)的任務(wù)，應(yīng)該要求它能夠正確區(qū)分系統(tǒng)正常運(yùn)行與發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)之間的差別，以實(shí)現(xiàn)保護(hù)。
圖1 正常運(yùn)行情況
在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時，每條線路上都流過由它供電的負(fù)荷電流 ，越靠近電源端的線路上的負(fù)荷電流越大。同時，各變電站母線上的電壓，一般都在額定電壓±5%-10%的范圍內(nèi)變化，且靠近于電源端母線上的電壓較高。線路始端電壓與電流之間的相位角決定于由它供電的負(fù)荷的功率因數(shù)角和線路的參數(shù)。
由電壓與電流之間所代表的“測量阻抗”是在線路始端所感受到的、由負(fù)荷所反應(yīng)出來的一個等效阻抗，其值一般很大。
圖2 d點(diǎn)三相短路情況
當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時（如上圖所示），假定在線路b-c上發(fā)生了三相短路，則短路點(diǎn)的電壓 降低到零，從電源到短路點(diǎn)之間均將流過很大的短路電流 ，各變電站母線上的電壓也將在不同程度上有很大的降低，距短路點(diǎn)越近時降低得越多。
設(shè)以 表示短路點(diǎn)到變電站b母線之間的阻抗，則母線上的殘余電壓應(yīng)為
此時與之間的相位角就是的阻抗角，在線路始端的測量阻抗就是，此測量阻抗的大小正比于短路點(diǎn)到變電站b母線之間的距離。
2. 一般情況下，發(fā)生短路之后，總是伴隨著電流的增大、電壓降低、線路始端測量阻抗減小，以及電壓與電流之間相位角的變化。故利用正常運(yùn)行與故障時這些基本參數(shù)的區(qū)別，便可以構(gòu)成各種不同原理的繼電保護(hù)：
（1）反應(yīng)于電流增大而動作的過電流保護(hù)；
（2）反應(yīng)于電壓降低而動作的低電壓保護(hù)；
（3）反應(yīng)于短路點(diǎn)到保護(hù)安裝地點(diǎn)之間的距離（或測量阻抗的減?。┒鴦幼鞯木嚯x保護(hù)（或低阻抗保護(hù)）等。
電力系統(tǒng)中的任一電氣元件，在正常運(yùn)行時，在某一瞬間，負(fù)荷電流總是從一側(cè)流入而從另一側(cè)流出。
圖 3 正常運(yùn)行狀態(tài)
說明：如果統(tǒng)一規(guī)定電流的正方向都是從母線流向線路，則a-b兩側(cè)電流的大小相等，相位相差180度（圖中為實(shí)際方向）。
圖4點(diǎn)短路時的電流分布
說明：當(dāng)線路a-b范圍以外的點(diǎn)短路時，由電源i所供給的短路電流將流過線路a-b，此時a-b兩側(cè)的電流仍然是大小相等相位相反，其特征與正常運(yùn)行時一樣。
圖5點(diǎn)短路時的電流分布
說明：在線路a-b兩側(cè)的電流都是由母線流向線路，此時兩個電流的大小一般不相等，在理想情況下（兩側(cè)電勢同相位且全系統(tǒng)的阻抗角相等），兩個電流同相位。
要完成電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本任務(wù)，必須“區(qū)分”電力系統(tǒng)的正常、不正常工作和故障三種運(yùn)行狀態(tài)，“甄別”出發(fā)生故障和出現(xiàn)異常的元件。而要“區(qū)分和甄別”，必須尋找電力元件在這三種運(yùn)行狀態(tài)下的可測參量（繼電保護(hù)主要測電氣量）的“差異”，提取和利用這些可測參量的“差異”，實(shí)現(xiàn)對正常、不正常工作和故障元件的快速“區(qū)分”。
3. 依據(jù)可測電氣量的不同差異，可以構(gòu)成不同原理的繼電保護(hù)。
不同運(yùn)行狀態(tài)下具有明顯差異的電氣量有：
（1）流過電力元件的相電流、序電流、功率及其方向；
（2）元件的運(yùn)行相電壓幅值、序電壓幅值；
（3）元件的電壓與電流的比值即“測量阻抗”等。
發(fā)現(xiàn)并正確利用能可靠區(qū)分三種運(yùn)行狀態(tài)的可測參量或參量的新差異，就可以形成新的繼電保護(hù)原理。