Реле направления мощности является измерительным органом с двумя воздействующими величинами, сравниваемыми по фазе. Реле выполняется на основе четырёхполюсной системы и являются индукционными однофазными с цилиндрическим ротором. Конструктивно реле имеет замкнутый магнитопровод с четырьмя выступающими внутрь полюсами. В центре между полюсами установлен стальной цилиндрический сердечник, уменьшающий магнитное сопротивление межполюсное пространство. На стальной сердечник надет алюминиевый цилиндрический вращающийся ротор, на оси которого закреплены подвижные контакты. Противодействующий момент создаётся спиральной пружиной. На магнитопровод надеты четыре последовательно соединённые обмотки напряжения и две последовательно соединённые токовые обмотки, размещённые на полюсах, одна из них подключается к ТТ и обтекается вторичным током Iр, а вторая - к ТН и обтекается током, пропорциональным напряжению Uр на зажимах обмотки. (см. рис.6.11)
Каждый из токов создает магнитный поток. Поскольку один из магнитных потоков пропорционален току Iр, а второй напряжению Uр, то вращающий момент, возникающий на подвижной части реле оказывается пропорциональным величине мощности на зажимах реле, а его направление (знак) зависит от направления этой мощности.
Рис. 11. Индукционное реле направления мощности
На рис. 11: 1- неподвижный магнитопровод; 2- токовая обмотка; 5- обмотка напряжений; 3,4,6,9 -полюсы магнитопровода; 7-цилиндрический сердечник; 8- алюминиевый ротор; 9- ось.
Токи в обмотках напряжения и тока создают два взаимно перпендикулярных (в пространстве) магнитных потоков Фн и Фт, которые наводят в алюминиевом роторе вихревые токи. Взаимодействие этих потоков с наведёнными вихревыми токами создаёт вращающий момент ротора:
, (6.6)
где φр - угол между потоками.
Реле направления мощности (РНМ) применяются в различных устройствах релейной защиты для определения знака мощности при КЗ.
РНМ обычно включается через измерительные трансформаторы. Для их правильного включения необходимо точно знать «полярность» обмоток реле, полярность обмоток ТТ и ТН, к которым подключается реле.
В защитах от междуфазных КЗ РНМ включаются по схемам, приведённым в табл.6.2.
Таблица 6.2
| Наименование схемы | Напряжения, подводимые к реле | Ток, подводимый к реле | Векторные диаграммы токов и напряжений на реле | ||
| 300 | uас uва uсв | iа iв iс | 
| ||
| 600 с включением на разность фазных токов | uас uва uсв | iа- iв iв- iс iс- iа | 
| ||
| 600 с включением на фазные токи | uа uв uс | - iв - iс - iа | 
| ||
| 90º | Uав Uвс Uса | Ic Ia Ib | 
| ||
Реле направления мощности применяются для защиты линий с двухсторонним питанием, для определения знака мощности короткого замыкания. Они выполняются как на индукционном принципе (реле серий РБМ-170, РБМ-270), так и на электронной элементной базе (электронные серий РМ-11, РМ-12).
На смену индукционным реле направления мощности пришли полупроводниковые реле направления мощности. Это были реле направления мощности с демодуляторной схемой сравнения (кольцевым модулятором), которые использовались в панелях дистанционной защиты типов ПЗ-3 и ПЗ-4 и реле направления мощности, применяемые в электронном комплексе «Сейма». Современными являются полупроводниковые реле направления мощности типа РМ-11, РМ-12 с применением операционных усилителей.
Реле направления мощности серии РМ 11 предназначены для использования в схемах релейной защиты в качестве органа направления мощности. Эти реле предназначены для замены индукционных реле направления мощности типа РБМ, выпускавшихся до настоящего времени. Индукционные реле обладают рядом принципиальных недостатков, таких, как наличие самохода и вибрации контактных систем, низкая механическая устойчивость.