Perangkat penguji perlindungan relai harus memiliki fungsi membedakan dengan benar apakah komponen yang dilindungi dalam keadaan kerja normal atau mengalami kegagalan, apakah area perlindungan mengalami kegagalan, dan apakah kegagalan terjadi di luar area tersebut. Untuk mewujudkan fungsi ini, perlu untuk membangun perangkat perlindungan sesuai dengan karakteristik perubahan kuantitas fisik listrik sebelum dan sesudah kegagalan sistem daya.
Setelah sistem daya gagal, karakteristik utama dari perubahan daya frekuensi daya adalah:
(1) Peningkatan saat ini.
Ketika korsleting terjadi, arus pada peralatan listrik dan saluran transmisi antara titik kesalahan dan catu daya akan meningkat dari arus beban ke tingkat yang sangat melebihi arus beban.
(2) Penurunan tegangan.
Ketika korsleting fase-ke-fase dan kesalahan arus pendek grounding terjadi, voltase fase-ke-fase atau nilai tegangan fase dari setiap titik sistem akan berkurang, dan semakin dekat ke titik arus pendek, semakin rendah suhu dan tegangan.
(3) Perubahan sudut fase antara arus dan tegangan.
Sudut fase antara arus dan tegangan selama operasi normal adalah sudut faktor daya beban, biasanya sekitar 20 °. Ketika korsleting tiga fase terjadi, sudut fase antara arus dan tegangan ditentukan oleh sudut impedansi garis, biasanya 60 ° ~ 85 ° , dan sudut fase antara arus dan tegangan adalah 180 ° + (60 ° ~ 85 ° ) perlindungan Tiga fase ke arah yang berlawanan adalah arus pendek.
(4) Perubahan impedansi yang diukur.
Impedansi yang diukur adalah rasio tegangan terhadap arus di titik pengukuran (instalasi pelindung). Dalam operasi normal, impedansi yang diukur adalah impedansi beban; ketika logam arus pendek, impedansi yang diukur menjadi impedansi garis. Setelah kesalahan, impedansi yang diukur menurun secara signifikan dan sudut impedansi meningkat.
Ketika korsleting asimetris terjadi, komponen urutan fase seperti arus urutan negatif dan komponen tegangan urutan negatif akan muncul ketika grounding dua fase dan fase tunggal disingkat. Dan grounding fase tunggal, urutan negatif dan komponen arus dan tegangan nol. Komponen-komponen ini tidak ada selama operasi normal.
Dengan menggunakan perubahan kuantitas listrik selama kesalahan arus pendek, berbagai perangkat penguji perlindungan relai prinsip dapat terbentuk.