提出一种基于补偿电压的变压器电压差动保护。以单相双绕组变压器为例在正常变压器回路方程的基础上定义补偿电压的概念，并给出了三相变压器补偿电压的表达式。深入分析了变压器调压分接开关位置变化、漏电抗参数计算误差以及CT变换误差对基于回路方程差值的变压器保护以及补偿电压的幅值、相位的影响，在此基础上提出了综合补偿电压幅值和相位特征的变压器电压差动保护。利用ATP仿真软件获得变压器各种运行状态下的数据，分析结果表明了本方法的正确性和可行性。