變壓器的故障可分為內部故障和外部故障。內部故障指的是箱殼內部發生的故障，有繞組的相間短路故障、一相繞組的匝間短路故障、繞組與鐵芯間的短路故障、繞組的斷線故障等。外部故障指的是變壓器外部引出線間的各種相間短路故障、引出線絕緣套管閃絡通過箱殼發生的單相接地故障。變壓器發生故障危害很大。特別是發生內部故障時，短路電流所產生的高溫電弧不僅會燒壞變壓器繞組的絕緣和鐵芯，而且會使變壓器油受熱分解產生大量氣體，引起變壓器外殼變形甚至燃燒。因此變壓器故障時必須將其切除。變壓器的異常情況主要有過負荷、油面降低、外部短路引起的過電流，運行中的變壓器油溫過高、繞組溫度過高、變壓器壓力過高、以及冷卻系統故障等。當變壓器處于異常運行狀態時，應給出告警信號。短路故障的主保護：主要有縱差保護、重瓦斯保護等。短路故障的后備保護：主要有復合電壓閉鎖過流保護、零序（方向）過流保護、低阻抗保護等。異常運行保護：主要有過負荷保護、過勵磁保護、輕瓦斯保護、中性點間隙保護、溫度油位及冷卻系統故障保護等  利用變壓器的油、氣、溫度等非電氣量構成的變壓器保護稱為非電量保護。主要有瓦斯保護、壓力保護、溫度保護、油位保護及冷卻器全停保護。非電量保護根據現場需要動作于跳閘或發信。壓力保護也是變壓器油箱內部故障的主保護。含壓力釋放和壓力突變保護，用于反應變壓器油的壓力。當變壓器溫度升高達到預警值，溫度保護發出告警信號，并投入起動備用冷卻器。當變壓器漏油或由于其他原因使得油位降低是，油位保護動作，發出告警信號。