差动保护是指在变压器或高压电机两侧安装电流互感器，其二次绕组串联成环路，差动继电器并接在环路上，流入继电器的电流等于变压器或高压电机两侧电流互感器的二次绕组电流之差。

变压器或高压电机正常运行或差动保护的保护区外短路时，流入差动继电器的不平衡电流小于继电器的动作电流，保护不动作。

在保护区内短路时，流入差动继电器的电流远大于继电器的动作电流，继电器瞬时动作。

跳开断路器，切除故障。

差动保护是变压器的主保护，是按循环电流原理装设的。

主要用来保护双绕组或三绕组变压器绕组内部及其引出线上发生的各种相间短路故障，同时也可以用来保护变压器单相匝间短路故障。

在绕组变压器的两侧均装设电流互感器，其二次侧按循环电流法接线，即如果两侧电流互感器的同级性端都朝向母线侧，则将同级性端子相连，并在两接线之间并联接入电流继电器。

在继电器线圈中流过的电流是两侧电流互感器的二次电流只差，也就是说差动继电器是接在差动回路的。

从理论上讲，正常运行及外部故障时，差动回路电流为零。

实际上由于两侧电流互感器的特性不可能完全一致等原因，在正常运行和外部短路时，差动回路中仍有不平衡点流Iumb流过，此时流过继电器的电流IK为 Ik=I1-I2=Iumb 要求不平衡点流应尽量的小，以确保继电器不会误动。

当变压器内部发生相间短路故障时，在差动回路中由于I2改变了方向或等于零（无电源侧），这是流过继电器的电流为I1与I2之和，即 Ik=I1+I2=Iumb 能使继电器可靠动作。

变压器差动保护的范围是构成变压器差动保护的电流互感器之间的电气设备、以及连接这些设备的导线。

由于差动保护对保护区外故障不会动作，因此差动保护不需要与保护区外相邻元件保护在动作值和动作时限上相互配合，所以在区内故障时，可以瞬时动作。