? 區分系統不正常運行狀態（諧波）和故障運行狀態（短路）的開關量信號，即以各序電流間的相互比較為參考的判斷信號。
也就是說，繼電保護裝置在以下兩種情況才會動作：
?系統中發生某種短路故障，且當故障電流超過整定的閥值電流時，保護動作；
?系統由于某種原因存在某次諧波，且當該次諧波的諧波含量超過規定值時，保護動作。
以天津市某大型企業的配電系統為例，圖2為天津某公司配電系統的等值電路。
圖2 天津鋼管有限責任公司配電系統的等值電路
假設，10kV母線出線端的電流保護B1、B2的動作閥值為Iz=1200A，B2為電力電子開關。當B支路在負荷端發生短路故障，該線路電流增加，使得母線電壓下降，此時K閉合，無功補償裝置作用補償母線電壓。經計算，由于無功補償的使用，會給正常運行的系統帶來一定的諧波污染，以5次諧波為主
式中L1、L2、L3——支路A、B線路及其負荷的等效感抗；
L0——無功補償裝置的等效感抗；
C——無功補償裝置的等效容抗。
然而，在無功補償裝置補償母線電壓的同時，它所引起的5次諧波使A支路（非故障線路）的電流瞬時增加，計算可得5次諧波作用下，流過A支路的電流最大值為：IAmax=1588.6A>1200A，此時電流保護B1動作，從而擴大了事故的范圍。圖3為諧波作用下支路A電流和繼電保護動作狀態仿真圖。
圖3 諧波作用下的電流和繼電保護動作狀態仿真圖
如果將上述的可區分故障電流和諧波電流的方法運用到此系統中，即如前所述將繼電保護裝置中，測量比較環節和邏輯判斷環節中的開關量控制信號，由原來的一個（基波電流或基波電壓比較信號）增加為兩個，其邏輯關系如圖4所示。
圖4 繼電保護裝置邏輯判斷環節的邏輯關系圖
假設，10kV母線出線端的電流保護B1、B2的動作閥值仍然為Iz=1200A，K為電力電子開關，此時設置諧波含量的比較值，即當諧波電流占系統電流的比值大于30%時，繼電保護跳閘，否則不跳。
繼電保護根據是否有諧波導致的電流決定是否動作，且通過此種方法可以得知此次的繼電保護跳閘，是由系統中存在的某次的諧波電流含量引起的，而不是由于故障電流導致的。
此種方法的實施，同樣不會影響系統某支路僅發生故障時繼電保護裝置的動作。
將相序分量理論應用到區分電力系統故障運行狀態和不正常運行狀態中，找出了一種可以正確區分兩者，尤其是諧波電流和短路故障電流的方法；
增加繼電保護裝置的邏輯判斷環節中的控制信號，不但沒有影響系統中的繼電保護裝置，而且還可以實現對系統不正常運行狀態（諧波）和故障狀態（短路）的區別，且仿真結果與理論分析一致。
隨著農村經濟的發展，用電量的增加，城鄉供用電結構的差距進一步縮小。以往農村一臺配變的低壓側線路中只裝一臺剩余電流保護器進行全網總保護的方式，已不適應當前農村用電現狀。保護器安裝發展為分級保護方式，即在一臺總保護之后，增加了以家庭為保護單位的末級保護，形成了兩級保護網絡，再又針對用電量較大的線路增設了支線，或某一加工場為一分級單位的中級保護，形成目前較為完善的三級保護網絡體系。但由于各級剩余電流保護器之間的動作電流、動作時間的控制與配合不理想等種種原因，供電可靠性得不到保障，嚴重影響正常供用電。因此，從保障安全用電和供電可靠性角度綜合考慮，改變以往這種慣用的舊的保護模式是電力發展的趨勢。
1 系統接地型式以TN系統為主，大部分支線為TT系統及小部分為TN-C-S系統
目前，我國農村低壓電網極大部分是TT系統，輔以一臺普通電流型的保護器。20世紀70年代初，常選用交流脈沖型保護器，中期發展為鑒相鑒幅型保護器、20世紀90年代末，又使用普通電流型（但增設了可以自動換檔的這一種）作總保護。有些地方又把照明線與動力線分別各安裝一臺總保護，進行全程線路保護。1998年農網改造以前，末級保護普及率較低，但通過這幾年來的農網改造，末級保護普及率得到極大的發展。但是，由于農村家庭內部的線路普遍不規范、且老化，并且沒有同時進行改造。因此，末級保護普及率雖高，但實際投運率卻不高，這就直接影響了總保護的正常投運。為此，一些經濟發達的地區，通過摸索，總結了一套電網安全保護系統改造經驗，較為實用、可靠。
我國農村電網20世紀80年代以前，大部分地區系統接地型式，一直都是按TT系統考濾。但是，由于資金短缺，網架結構很不規范，特別是中性（N）線更是談不上標準化。因此，經常性的斷線現象屢見不鮮，加上線路末端電壓較低，因此，為了彌補上述的缺陷，進行了N線重復接地。所以實際上的TT系統，已經演變為不規范的TN系統了。20世紀90年代后期，農村也隨著改革開放的形勢進一步深化，農村生活水平得到提高。農村用電量明顯增加，而現階段使用一般的普通型剩余電流保護器作總保護，就很難正常發揮作用。頻繁的跳閘或無法投運，電網系統和保護網絡已經到了嚴重不匹配的程度。
為此通過摸索，總結出一套比較適宜我國農村現狀，以及今后發展的電網系統與保護網絡配置的設備。
1.1 總保護
經濟發達的農村，特別是一些具有城鎮化傾向的農村，配變側低壓電網主線路按TN系統。由于這個系統本身就必須安裝具有短路和過載功能的斷路器。故一般情況下總保護無需增設剩余電流保護功能。
通過幾年來的大規模農網改造，主干線路的質量趨向規范。在一般無天災人禍的情況下，一般不可能直接接觸有電線路，因此不會出現擊事故。只要輔以技術手段、安裝以監視線路的絕緣情況，防止意外事故發生（如倒桿斷線、盜線等）的斷線保護裝置即可。當然也可根據當地的需要，針對那些盜竊低壓線路特別猖獗的地區，這種斷線保護裝置也可以擴大到相關支線。
主線路的保護功能應該是，以確保線路的正常供電為主，對那些直接影響正常供電的故障，如短路、過載、斷線現象的出現，采取保護措施。避免了因使用普通電流型剩余電流保護器在線路中稍有漏電時，就頻繁的誤動作，或因其漏電電流整定值設置無法適應線路實際漏電狀況，而造成剩余電流保護器無法投運的后果。
為了增強線路與設備的抗雷擊能力，主線路在分支線路的出線處，其N線要設置重復接地，在N線上設立多處重復接地，同樣也可以防止N線斷線而失去保護的作用，并且降低漏電設備的對地電壓，減少電擊危險程度。
1.2 中級保護
針對用電量較大的或接近城鎮化的村莊，可以增設中級剩余電流保護器。
按照其所匹配的線路功能要求，而進行的分級保護方式，是提高安全用電水平，保證用電可靠性、連續性的最有效方法。多年來農村安裝剩余電流保護器的運行經驗，證明了無論多完善先進的剩余電流保護器，在變壓器低壓線路上，只安裝一臺有兼直接電擊保護功能的保護器，都會嚴重影響用電的連續性。這是保護器在一些線路中投運率低的一個不可忽視的因素。
中級保護是主線路TN系統向各用戶單位分配延伸的分支線路。該分支線路采用TT系統較為合理。部分不能連續出現瞬間停電（跳閘現象）的生產加工單位、醫院、衛生所、郵電等等可以采用TN-C-S系統。
中級保護所管轄的生活用電以10～30戶為佳。當然最主要還是要根據農戶房屋的位置、排列。集中型還是分散型，是否有照明、動力混雜的加工場在居民區等等，要因地制宜靈活掌握。
2 三級保護網絡是根據農村電網現狀而變革的
2.1 主線路
不管主線路改造是否達標，必須設置帶短路、過載功能的斷路器，并加強完善接地工作。當然上述線路若再配置斷線保護裝置則更好。但對那些用電量不大，照明、動力已經分開，線路線況并不復雜，中級保護還一時無法跟上的小村莊，容量在50kVA以下的變壓器，可增設剩余電流總保護，但是照明線、動力線必須分別安裝保護器。當然被保護范圍內的線路，將按TT系統的要求來進行，特別要注意，兩條被保護線路的中性線、保護線要分別單獨出線，不得共用，并且不得重復接地。
2.2 分支線路
整條線路中，分支線路極易出現故障，應該重點防范。該支線保護以控制線路的剩余電流為主，并輔以兼顧人身電擊安全的后備保護功能。因此，整條分支線需要實施TT系統，并加裝剩余電流保護器，根據TN系統要求，主線路與分支線路在主線路線交接出線處，需要進行重復接地（若此條分支線路采用TN-C-S保護系統，可在出線處安裝帶短路、過載功能的斷路器作線路中級保護）。但在分支線路實施TT系統的N線不得進行重復接地。
2.3 末端線路
是各用電戶的用電線路，這是農網改造的死角，也是線路最差、安全系數最低、故障高發的地方、目前末級保護一般采用電流型的剩余電流保護器，其電流動作值為30mA，動作時間為無延時型。這里特別指出，同一用電戶（末級保護）內不能部分采用接N線，而另一部分采用PE線接地，只能選擇一種保護方式。
在TT系統（中級保護）中設置末級保護；有條件的用電戶，如新建、新裝修的房屋、在用電安全保護方面，同時增設保護接地要可靠、安全。但是，針對一些老宅房屋，由于受條件的限制，用戶自己很難解決接地問題。因此，從目前農村居民住宅的實際情況來看，針對屋內線路短路、電器設備外殼帶電等故障現象，采用N線保護還是比較切合實際的舉措。接N線保護時，可將插座上的端子，用一根導線連接到N線上。同時，必須接到家保前端的N線上，也就是保護器的電源側。這就是形成TN-C-S系統了。
現提出的保護系統，就是順應形勢的需求而衍生的一種變通型的三級保護網絡系統，與傳統概念上的三級保護網絡有一定的不同。當然這種保護網絡系統，也符合國標GB
14050-93《系統接地的形式及安全技術要求》，以及GB 13955-2005《剩余電流動作保護裝置安裝和運行》中的規定。