Peranti penguji perlindungan relay mesti mempunyai fungsi membezakan dengan betul sama ada komponen yang dilindungi berada dalam keadaan kerja biasa atau mempunyai kegagalan, sama ada kawasan perlindungan mempunyai kegagalan, dan sama ada kegagalan berlaku di luar kawasan. Untuk merealisasikan fungsi ini, adalah perlu untuk membina peranti perlindungan mengikut ciri-ciri perubahan kuantiti fizikal elektrik sebelum dan selepas kegagalan sistem kuasa.
Selepas sistem kuasa gagal, ciri-ciri utama perubahan kuasa frekuensi kuasa adalah:
(1) Apabila berlaku kenaikan semasa.
Apabila litar pintas berlaku, arus pada peralatan elektrik dan talian penghantaran antara titik kesalahan dan bekalan kuasa akan meningkat dari arus beban ke tahap yang sangat melebihi arus beban.
(2) Penurunan voltan.
Apabila litar pintas fasa ke fasa dan kesalahan litar pintas yang tersasar berlaku, voltan fasa ke fasa atau nilai voltan fasa setiap titik sistem akan berkurangan, dan lebih dekat ke titik litar pintas, semakin rendah suhu dan voltan.
(3) Sudut fasa berubah antara arus dan voltan.
Sudut fasa antara arus dan voltan semasa operasi biasa adalah sudut faktor kuasa beban, biasanya kira-kira 20°. Apabila litar pintas tiga fasa berlaku, sudut fasa antara arus dan voltan ditentukan oleh sudut impedans garisan, biasanya 60°~85°, dan sudut fasa antara arus dan voltan adalah 180°+ (60°~85°) perlindungan Tiga fasa dalam arah yang bertentangan adalah pendek
(4) Impedans yang diukur berubah.
Impedans yang diukur adalah nisbah voltan kepada arus pada titik pengukuran (pemasangan pelindung). Dalam operasi biasa, impedans yang diukur adalah impedans beban; apabila logam di litar pintas, impedans yang diukur menjadi impedans garis. Selepas kesalahan, impedans yang diukur menurun dengan ketara dan sudut impedans meningkat.
Apabila litar pintas asimetri berlaku, komponen urutan fasa seperti komponen voltan urutan negatif semasa dan negatif akan muncul apabila dua fasa dan satu fasa tersasar pendek. Dan satu fasa alasan, urutan negatif dan sifar urutan semasa dan komponen voltan. Komponen-komponen ini tidak wujud semasa operasi biasa.
Dengan menggunakan perubahan kuantiti elektrik semasa kesalahan litar pintas, pelbagai peranti penguji perlindungan relay prinsip boleh dibentuk.