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方向过流的保护原理接线如图所示，电流继电器3、5是启动元件，功率方向继电器4、6是方向元件，采用90°接线（UbcIA及UabIc）。各相电流继电器的触点和对应功率方向继电器触点串联，以达到按相启动的作用。时间继电器7是使保护装置获得必要的动作时限，其触点闭合，经信号继电器8发出跳闸脉冲，使断路器QF跳闸。
方向过电流保护，由于加装了功率方向继电器，因此线路发生短路时，虽然电流继电器都可能动作，但只有流入功率方向继电器的电流与功率方向继电器规定的方向一致时（当规定指向线路时，即一次电流从母线流向线路时），功率方向继电器才动作，从而使断路器跳闸。而当流入功率方向继电器的电流与功率方向继电器规定的方向相反时（即一次电流从线路流向母线时），功率方向继电器不动作，将方向过电流保护闭锁，保证了方向过电流保护的选择性。
在正常运行时，负荷电流的方向也可能符合功率方向继电器的动作方向，其触点闭合，但此时电流继电器未动作，所以整套方向过电流保护仍被闭锁不动作。
方向过电流保护的动作时限，是将动作方向一致的保护，按逆向阶梯原则进行整定的。
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