Rispetto ai motori di piccole e medie dimensioni, i motori ad alta tensione sono costosi e i loro scenari applicativi sono critici e speciali. Che si tratti dello smaltimento del corpo motore dopo un guasto o di altri problemi derivati dal guasto, la cosa potrebbe essere molto più grave di quanto possiamo immaginare. Per questo motivo, per i motori ad alta tensione utilizzati in alcune occasioni speciali, vengono utilizzati dispositivi di protezione differenziale, il cui scopo è quello di scoprire tempestivamente ed efficacemente i problemi e prevenire un ulteriore peggioramento dei problemi.
La protezione differenziale è una misura di protezione molto efficace per il funzionamento sicuro delle apparecchiature elettriche. Sfrutta la caratteristica di attivare azioni di protezione mediante la differenza vettoriale tra la corrente di ingresso e la corrente di uscita delle apparecchiature elettriche, facendo sì che qualsiasi rete elettrica a due porte, generatore, motore, trasformatore e altre apparecchiature elettriche abbiano applicazioni molto classiche. La protezione differenziale è relativamente ampiamente utilizzata sui grandi motori ad alta tensione. Ad esempio, i motori ad alta tensione utilizzati nelle apparecchiature di alimentazione principale e di ventilazione principale delle miniere devono essere dotati di dispositivi di protezione differenziale per garantire un funzionamento sicuro e affidabile del sistema ed evitare gravi perdite economiche e incidenti di sicurezza causati da arresti imprevisti. Gli avvolgimenti dello statore dei grandi motori ad alta tensione solitamente adottano il collegamento a stella, con tre terminali di uscita per impostazione predefinita. Quando viene introdotta la protezione differenziale, il motore deve avere 6 terminali di uscita. Il dispositivo di protezione differenziale applicato al motore funziona come segue: rileva le correnti iniziali e finali del motore e confronta la differenza di fase e ampiezza tra le correnti iniziali e finali. In circostanze normali, la differenza di ampiezza e fase tra le correnti iniziale e finale è zero, ovvero la corrente che fluisce nel motore è uguale alla corrente che esce dal motore; quando all'interno del motore si verifica un guasto da cortocircuito come fase-fase, giro-spira o verso terra, si genera una corrente differenziale tra i due e raggiunge un determinato valore, la funzione di protezione viene attivata.