變壓器是供電系統(tǒng)中的重要電氣元件，必須根據其容量的大小和重要程度，設置性能良好、動作可靠的保護裝置，確保變壓器的正常運行。
變壓器故障分內部故障和外部故障兩種。常見內部故障包括：線圈的相間短路、匝間或層間短路、單相接地短路以及燒壞鐵芯等。這些故障都伴隨有電弧產生，電弧將會引起絕緣油的劇烈氣化，從而可能導致油箱爆炸等更嚴重的事故。
常見的外部故障包括：套管及引出線上的短路和接地。最容易發(fā)生的外部故障是由于絕緣套管損壞而引起引出線的相間短路和碰殼后的接地短路。
變壓器常見的不正常工作狀態(tài)是：過負荷、溫升過高以及油面下降超過了允許程度等。變壓器的過負荷和溫度的升高將使絕緣材料迅速老化，絕緣強度降低，除影響變壓器的使用壽命外，還會進一步引起其它故障。
變壓器的保護裝置
高壓側為6～10kv的車間變電所主變壓器：
帶時限的過電流保護：反應變壓器外部的短路故障，并作為變壓器速斷保護的后備保護。一般變壓器均應裝設。
電流速斷保護：反應變壓器內外部故障。如果帶時限的過電流保護動作時間大于0.5～0.7均應裝設。
瓦斯保護：反應變壓器內部故障和油面降低時的保護裝置。對于800kv.a及以上的油浸式變壓器以及400kv.a及以上的車間內油浸式變壓器均應裝設。通常輕瓦斯動作于信號，重瓦斯動作于跳閘。
過負荷保護：反應因過負荷引起的過電流。應根據可能過負荷的情況裝設過負荷保護，一般過負荷保護動作于信號。
溫度保護裝置：反應變壓器上層油溫超過規(guī)定值（一般為95℃）的保護裝置。一般動作于信號。
一 變壓器的過電流保護
二 變壓器的電流速斷保護
靈敏度按保護裝置安裝處（高壓側）在系統(tǒng)最小運行方式下發(fā)生兩相短路的短路電流值來校驗。
電流速斷保護的不足之處是保護范圍受到限制，一般只能保護到變壓器電源側的部分線圈。因此，電流速斷保護必須和瓦斯保護以及過電流保護互相配合，才能可靠的對中小容量的變壓器起到保護作用。
變壓器在空載投入或突然恢復電壓時將出現一個沖擊性的勵磁電流，為了避免電流速斷保護誤動作，可在速斷電流整定后，將變壓器空載試投若干次，以檢查速斷保護是否誤動作。
三 變壓器的過負荷保護
變壓器過負荷保護的組成、工作原理與線路過負荷保護的組成、工作原理完全相同，動作電流整定計算公式與線路過負荷保護基本相同，只是式中的應為變壓器一次側的額定電流。動作時間取10~15s。
運行中的變壓器發(fā)出過負荷信號時，當班人員應檢查變壓器各側電流是否超過規(guī)定值，并即時報告，然后檢查變壓器的油溫、油位是否正常，同時將冷卻器全部投入運行，及時掌握過負荷情況，并按規(guī)定巡視檢查。
四 變壓器的瓦斯保護
瓦斯保護又稱氣體繼電保護，是保護油浸式變壓器內部故障的保護裝置，是變壓器的主保護之一。
對于800kva及以上的油浸式變壓器以及400kva及以上的車間內油浸式變壓器均應裝設瓦斯保護。輕瓦斯動作于信號，重瓦斯動作于斷路器跳閘。
優(yōu)點是：動作快、靈敏度高、結構簡單，并能反應變壓器油箱內的各種故障。
缺點是：不能反應變壓器油箱外、套管及聯(lián)接線上的故障，且由于繼電器結構的不完善等造成誤動作較多。
運行經驗證明，只要加強試驗及運行維護工作，瓦斯保護誤動作是可以防止
五 變壓器的差動保護
變壓器的差動保護，主要是用來保護變壓器線圈及其引出線和絕緣套管的相間保護，還可以保護變壓器的匝間短路。保護區(qū)在變壓器一、二次側所裝電流互感器之間。
10000kva及以上的單獨運行的變壓器和6300kva及以上的并列運行變壓器，應裝設縱聯(lián)差動保護；6300kva及以下單獨運行的重要變壓器，也可裝設縱聯(lián)差動保護。當速斷保護靈敏度不滿足要求時，也應裝設縱聯(lián)差動保護。差動保護利用故障時產生的不平衡電流來動作，保護靈敏度很高，而且動作迅速。它與瓦斯保護都是變壓器的主保護。在工廠企業(yè)的35kv的變電所常使用，10kv變電所一般不用。
變壓器的差動保護，由變壓器兩側的電流互感器和繼電器等構成。
差動保護是反映被保護元件兩側電流差而動作的保護裝置。
六 變壓器的單相保護
變壓器低壓側單相短路時，可采取下列措施之一：
在變壓器低壓側裝設三相都帶過流脫扣器的低壓斷路器，這一低壓斷路器，既作低壓主開關，又可用來保護低壓側的相間短路和單相短路，操作方便。
在變壓器低壓側裝設熔斷器，同樣可用來保護低壓側的相間短路和單相短路，但熔斷器不能作開關用，而且它熔斷后需更換容體才能恢復供電，因此它只能適用于不重要負荷的變壓器。采用兩相三繼電器或三相三繼電器的接線，提高其保護靈敏度。
七 變壓器的零序電流保護
零序電流保護的動作電流按躲過變壓器低壓側最大不平衡電流來整定，即：
零序電流保護的動作時間一般取0.5～0.7s。靈敏度按低壓干線末端發(fā)生單相短路來校驗。采用此種保護，靈敏度較高，但投資較大。