یکی از عملکردهای ناخواسته ی حفاظت دیفرانسیل ترانسفورماتور در طی برق دار کردن ترانسفورماتور قدرت باردار رخ می دهد که به آن پدیده فوق اشباع می گویند. در این رساله، پدیده فوق اشباع در طول برق دار کردن ترانسفورماتورهای قدرت تک فاز و سه فاز باردار بررسی شده و تاثیر آن بر عملکرد ناخواسته حفاظت دیفرانسیل مطالعه می شود. در ترانسفورماتور تک فاز، برای مطالعه پدیده فوق اشباع مدل کامل تری نسبت به مدل های ارائه شده پیشین بیان می گردد. علاوه بر این، روش جدیدی براساس مدار معادل تونن برای تشریح این پدیده بیان خواهد شد که از مزیت های آن می توان به سرعت پاسخ محاسبات بالا و معادلات حاصله بسیار ساده اشاره کرد. در تمامی مطالعات قبلی پدیده فوق اشباع، ترانسفورماتور به صورت تک فاز در نظر گرفته شده است. در این رساله پدیده فوق اشباع در ترانسفورماتور قدرت تک فاز بدون بار با امپدانس یا بار اضافی از سمت منبع و ترانسفورماتور قدرت سه فاز باردار برای اولین بار مدل سازی می شود. علاوه بر پدیده فوق اشباع، پدیده های گذرای دیگر ترانسفورماتور قدرت شامل خطاهای داخلی، خطاهای خارجی و جریان های هجوم مغناطیس شوندگی می باشند. برای عملکرد صحیح حفاظت دیفرانسیل، خطاهای داخلی ترانسفورماتور قدرت باید از پدیده فوق اشباع، خطاهای خارجی و جریان هجومی متمایز شوند. رله های دیفرانسیل فقط در شرایط خطاهای داخلی باید عملکرد داشته باشند. در این رساله، الگوریتم های پیشنهادی جدیدی برای حفاظت دیفرانسیل با در نظر گرفتن پدیده فوق اشباع با استفاده از آنالیز هارمونیکی مولفه جریان دیفرانسیل، تبدیل موجک گسسته و تبدیل کلارک ارائه می شوند که الگوریتم پیشنهادی به کمک تبدیل موجک گسسته و تبدیل کلارک بهترین عملکرد را داشته و دقت عملکرد آن حدود 99 درصد می باشد. نتایج این تحقیق باعث جلوگیری از عملکرد ناخواسته حفاظت دیفرانسیل می شود تا برق دار کردن نامطلوب رخ ندهد. واضح است که تشریح پدیده فوق اشباع اولین گام به سوی بهبود ایده ها و معیارهای جدید برای حفاظت با قابلیت اعتماد بیشتر ترانسفورماتور قدرت است که می توان چنین حالت هایی غیرمعمول که در حال حاضردر تجهیزات و رله به کار برده می شوند را بهتر کنترل کرد.