方向高频保护是按比较线路各端故障方向的原理构成的。若约定由母线送至线路的方向为正，则在外部故障时，两侧功率方向相反。保护不动作；内部故障时，两侧功率近似同相，保护应动作，因此只要得知线路两侧功率同时为正，就发出跳闸脉冲。

方向高频保护的基本工作原理是比较被保护线路两侧测量到的故障方向，以综合判断是内部故障还是外部故障。一般规定以母线指向被保护线路的方向为正方向，以被保护线路指向母线的方向为反方向。故障方向可由装在线路两侧的方向元件来测定，如图《故障时两侧侧得的故障方向》所示。

当内部(d1点)故障时，被保护线路MN两侧方向元件测量到的都是正方向故障，当被保护线路外部(d2点)故障时，远故障点的M侧方向元件测得正方向故障，而近故障点的N侧方向元件测得反方向故障。因此，当线路两侧方向元件测得都是正方向故障时，表明被保护线路内部故障，这时线路两侧保护均应立即动作使断路器眺闸，而当线路两侧方向元件测得故障方向不同时，表明是区外故障，两侧保护应不动作。

两侧方向元件测得的故障方向籍助于高频信号进行传送，以便比较，高频信号可以传送如下两种信息：（1）正方向故障信息；（2）反方向故障信息。

方向高频保护采用电流元件作为方向判别元件，按被保护线路末端发生金属性故障时灵敏度系数大于3整定。采用方向阻抗元件作为方向半判别元件，按被保护线路末端发生金属性故障时灵敏系数大于2整定。

方向高频保护其特点有：（1）要求正向判别肩动元件对于线路末端故障有足够的灵敏度。（2）必须采用双频制收发信机。

方向元件用于判别故障方向，有正方向元件和反方向元件之分。正方向元件在正向短路时动作，一方面使发信机停信；另一方面准备作用于断路器跳闸。反方向元件一般作为方向性启动元件，当反向故障时启动发信机，向对侧发送高频闭锁信号。对方向元件的主要要求是：（1）在各种故障情况都能正确判别故障方向；（2）在出口短路时无死区；（3）必须满足上节对启动元件提出的要求。

可以用作方向判别元件的有：负序(零序)方向元件、相电压补偿式方向元件、方向阻抗元件和行波方向元件等。