主要用來保護雙繞組或三繞組變壓器繞組內(nèi)部及其引出線上發(fā)生的各種相間短路故障，同時也可以用來保護變壓器單相匝間短路故障。

在繞組變壓器的兩側(cè)均裝設(shè)電流互感器，其二次側(cè)按循環(huán)電流法接線，即如果兩側(cè)電流互感器的同極性端都朝向母線側(cè)，則將同極性端子相連，并在兩接線之間并聯(lián)接入電流繼電器。在繼電器線圈中流過的電流是兩側(cè)電流互感器的二次電流之差，也就是說差動繼電器是接在差動回路的。

從理論上講，正常運行及外部故障時，差動回路電流為零。實際上由于兩側(cè)電流互感器的特性不可能*一致等原因，在正常運行和外部短路時，差動回路中仍有不平衡電流Iumb流過，此時流過繼電器的電流IK為Ik=I1-I2=Iumb要求不平衡電流應盡量的小，以確保繼電器不會誤動。

當變壓器內(nèi)部發(fā)生相間短路故障時，在差動回路中由于I2改變了方向或等于零(無電源側(cè))，這是流過繼電器的電流為I1與I2之和，即Ik=I1+I2=Iumb能使繼電器可靠動作。

變壓器差動保護的范圍是構(gòu)成變壓器差動保護的電流互感器之間的電氣設(shè)備、以及連接這些設(shè)備的導線。由于差動保護對保護區(qū)外故障不會動作，因此差動保護不需要與保護區(qū)外相鄰元件保護在動作值和動作時限上相互配合，所以在區(qū)內(nèi)故障時，可以瞬時動作。

差動保護是反映被保護元件(或區(qū)域)兩側(cè)電流差而動作的保護裝置。差動保護是保護變壓器的內(nèi)部短路故障，電流互感器安裝在變壓器的兩側(cè)，在正常負荷情況或外部發(fā)生短路時，流入差動繼電器的電流為不平衡電流，在適當選擇好兩側(cè)電流互感器的變壓比和接線方式的條件下，該不平衡電流值很小，并小于差動保護的動作電流，故保護不動作;在變壓器內(nèi)部發(fā)生短路時，流入繼電器的電流大于差動保護的動作電流，差動保護動作于跳閘。