La protection différentielle d'un transformateur repose sur le principe de l'équilibre de la somme vectorielle des courants. En théorie, dans la zone de protection (englobant les TI), si les enroulements du transformateur sont intacts et qu'aucun défaut interne n'existe, la somme vectorielle des courants côté haute tension et côté basse tension devrait être nulle :
où 
et 
sont respectivement les courants haute tension et basse tension, ramenés au même côté pour comparaison.
Principaux défis en pratique
1. Compensation d'amplitude (Correction de rapport)
Les courants nominaux des côtés haute et basse tension du transformateur diffèrent généralement. Le relais doit corriger les courants secondaires des TI pour cette différence d'amplitude afin d'éviter que le courant de charge ne crée des courants différentiels erronés.
2. Compensation de phase
Par exemple, un transformateur avec un groupe vectoriel Yd11 (étoile-triangle) présente un déphasage de 30° entre les côtés haute et basse tension. Le relais doit compenser cette différence de phase inhérente pour éviter un déclenchement intempestif.
3.Compensation homopolaire
Lorsqu'un défaut à la terre externe se produit, des courants homopolaires n'apparaissent que du côté en étoile. Cela peut entraîner des "courants différentiels erronés" car le côté en triangle fait circuler les courants homopolaires en interne et ne les montre pas à l'extérieur. Le relais doit filtrer ces composantes homopolaires pour éviter un mauvais fonctionnement.
Analyse d'exemple
Considérons un transformateur de 63/20 kV, 40 MVA avec un groupe de connexion Yd11 :
Courant assigné côté haute tension :
Lors du réglage de la protection différentielle, des facteurs supplémentaires doivent être pris en compte :
Kingrun Transformer Instrument Co.,Ltd.
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