方向性過電流保護由故障方向檢測元件和過電流檢測元件等組成。故障方向檢測元件也稱為故障方向繼電器，通常它是通過檢測故障功率的方向來反映故障方向的，所以也稱為功率方向繼電器。當檢測到的故障功率方向與設定的方向一致時，故障方向檢測元件給出邏輯值為“1”的動作信號，而在系統(tǒng)沒有故障或檢測到的故障功率與設夫定的功率方向不一致時，故障方向檢測元件輸?shù)倪壿嬛禐椤?”。過電流檢測元件就是過電流繼電器，當輸入電流超過其整定值時給出邏輯值為“1”的動作信號，當輸入電流小于其返回值時，返回到邏輯“0”態(tài)。故障方向檢測元件與過電流檢測元件的輸出結果相“與”，作為方向性過電流保護的輸出。所以只有在故障方向與設定的方向一致，且故障電流超出過電流檢測元件的定值時，方向性過電流保護才會動作，經過預定的延時后動作于跳閘。方向性過電流保護通常配置為階段式，最常用的是三段式。

在三段式方向性過電流保護中，可以是每一段的過電流檢測元件都與檢測故障電流方向的故障方向元件相配合，構成三段式方向性過電流保護，也可以是僅某一段或兩段的過電流檢測元件與故障方向元件相配合，僅將相應的段變?yōu)榉较蛐赃^電流保護，其余段不與方向元件相配合，仍然是僅反映故障電流的大小，不反映故障電流的方向。無論與哪幾段配合，每相只配置一個故障方向檢測元件，檢測到的故障方向與事先確定的方向一致時，開放所有與之配合的各段過電流檢測元件；檢測到的故障方向與事先確定的方向不一致時，則閉鎖所有與之配合的各段過電流檢測元件。