رله ی حفاظت دیفرانسیل بر پایه ی جمع جبری جریان های ورودی و خروجی در محدوده ی حفاظت شده عمل می کند(البته رله های دیفرانسیل که بر اساس کمیت های ولتاژ نیز کار می کنند هم در سیستم وجود دارند).
در حالت عادی و نرمال شبکه,جریان ورودی به شبکه با جریان خروجی از آن برابر بوده و یا دارای نسبت مشخصی است.با توجه به مدار حفاظتی ثانویه و جهت جریان آن,در این حالت جریان ورودی به شاخه ی رله تفاضل جریان های نمونه برداری شده سمت اولیه و ثانویه سیستم بوده و برابر صفر و یا عدد کوچکی می شود.
تا هنگامی که جریان وارد شده به شاخه ی رله که بصورت تفاضل دو شاخه ی جریان می باشد,کمتر از حد تنظیم شده برای عملکرد رلهباشد,سیستم شرایط نرمال داشته و لذا عمل نخواهد کرد و به محض بروز خطا و با از بین رفتن تعادل بین دو جریان به ترتیبی که متعاقبا در ادامه ی توضیح داده می شود,سیستم عمل خواهد کرد.
شبیه سازی رله دیفرانسیل در سیمولینک متلب پروژه درس رله و حفاظت
