变压器故障可分为内部故障和外部故障。变压器的内部故障又可分为油箱内和油箱外故障两种。油箱内的故障包括绕组的相间短路、接地短路、匝间短路以及铁芯的烧损等。对变压器来讲，这些故障都是十分危险的。因为油箱内部故障时产生的电弧将引起绝缘物质的剧烈气化。从而可能引起爆炸，因此这些故障应该尽快切除。油箱外的故障，主要是套管和引出线上发生的短路。此外，还有由于变压器外部相间短路引起的过流，以及由于变压器外部接地短路引起的过电流及中性点过电压，变压器突然甩负荷或空载长线路时变压器的过励磁等：变压器的异常运行状态主要有过负荷和油面降低以及油位过高等。
为了防止变压器在发生各种类型故障和异常运行时造成不应有的损失，保证电力系统安全连续运行，变压器一般应设以下继电保护装置：
（1）防止变压器油箱内部各种短路故障和油面降低的气体保护。
（2）防止变压器绕组和引出线多相短路、大接地电流系统侧绕组和引出线的单相接地短路及绕组匝间短路的（纵联）差动保护或电流速断保护。
（3）防止变压器外部相间短路并作为气体保护和差动保护（或电流速断保护）后备的过流保护（或复合电压启动的过流保护、或负序过流保护）。
（4）防止大接地电流系统中变压器外部接地短路的零序电流保护。
（5）防止变压器对称过负荷的过负荷保护。
（6）防止变压器过励磁的过励磁保护。
在超高压网络中，由于大型变压器价格昂贵以及它在系统中的重要作用，其保护应按双重化配置，以确保变压器安全可靠地供电。

在RADSE差动保护中，当二次谐波电流达到基波电流的20％时将闭锁差动保护，这是为了防止当空投变压器时差动保护的误动。

当某相断路器拒跳（检测到断路器位置不对应）时，再检测到变压器有一定的零序电流或负序电流，则断路器非全相延时跳闸并发信号。