Proteksi Diferensial bekerja dengan membandingkan arus yang masuk dan keluar dari suatu zona proteksi, seperti transformator, generator, rel, atau saluran. Dalam kondisi normal, selisih kedua arus mendekati nol.
Bila terjadi gangguan di dalam zona, selisih arus muncul dan rele langsung memerintahkan trip tanpa penundaan. Sebaliknya, gangguan di luar zona tidak menimbulkan selisih sehingga rele tetap stabil, yang membuat proteksi ini sangat selektif.
Pada transformator, rele diferensial perlu mengatasi arus inrush dan perbedaan rasio serta grup vektor, biasanya dengan blokir harmonisa kedua. Proteksi ini menjadi pelindung utama peralatan mahal karena kecepatan dan kepekaannya.
