La protección diferencial de un transformador se basa en el principio del equilibrio de la suma vectorial de corrientes. En teoría, dentro de la zona de protección (que abarca los TCs), si los devanados del transformador están intactos y no existen fallas internas, la suma vectorial de las corrientes en los lados de alta y baja tensión debería ser cero:
donde 
y 
son las corrientes de alta y baja tensión, respectivamente, escaladas al mismo lado para su comparación.
Desafíos Clave en la Práctica
1. Compensación de Magnitud (Corrección de Relación)
Las corrientes nominales de los lados de alta y baja tensión del transformador suelen diferir. El relé debe corregir las corrientes secundarias de los TCs por la diferencia de magnitud para evitar que la corriente de carga genere corrientes diferenciales falsas.
2. Compensación de Fase
Por ejemplo, un transformador con un grupo vectorial Yd11 (estrella-delta) tiene un desfase de 30° entre los lados de alta y baja tensión. El relé debe compensar esta diferencia de fase inherente para evitar disparos falsos.
3.Compensación de Secuencia Cero
Cuando ocurre una falla a tierra externa, las corrientes de secuencia cero aparecen solo en el lado conectado en estrella. Esto puede generar "corrientes diferenciales falsas" porque el lado en delta circula las corrientes de secuencia cero internamente y no las muestra externamente. El relé debe filtrar estos componentes de secuencia cero para evitar mal funcionamiento.
Análisis de Ejemplo
Considere un transformador de 63/20 kV, 40 MVA con un grupo de conexión Yd11:
Corriente nominal del lado de alta tensión:
Al configurar la protección diferencial, se deben considerar factores adicionales:
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