一、电力变压器的故障和不正常运行状态
1、电力变压器的故障
油浸式电力变压器的故障通常分为油箱内部故障和油箱外部故障。
（1）油箱内部故障
油箱内部故障有高低压侧绕组的相间、匝间短路，单相接地等。
（2）油箱外部故障
油箱外部故障有套管和引出线上的相间和单相接地等。
2、不正常运行状态
变压器的不正常运行状态有外部短路或过负荷引起的过电流，油箱漏油引起的油面降低等。
二、电力变压器的过负荷保护
对400kVA及以上的变压器，当并列运行或单独运行并作为其他负荷的备用电源时，应根据可能过负荷的情况装设过负荷保护。对自耦变压器和多绕组变压器，保护装置应能反应公共绕组及各侧过负荷的情况。
1、过负荷保护的动作电流按躲过变压器额定电流来整定。
Idj=IeKKKj/KfnL
式中Ie--高压侧额定电流；
KK--可靠系数(DL型取1.2，GL型取1.3)；
Kj--接线系数(不完全星形取1.0)；
Kf—返回系数（一般取0.85）；
nL--变比。
2、动作时限应比变压器后备保护的最大动作时限大一个△t，以防止外部短路或短时过负荷误发信号，一般取5~10s。
三、电力变压器的瓦斯保护
瓦斯保护是反应变压器油箱内部故障和油面降低的一种保护，当变压器油箱内发生故障时，在故障电流和故障点电弧的作用下，变压器油和绝缘材料分解产生的气体从油箱流向油枕上部，利用这些气流与油流而动作的保护称为瓦斯保护。800kVA及以上的油浸式变压器和400kVA及以上的车间内油浸式变压器，均应装设瓦斯保护。对带负荷调压的油浸式变压器的调压装置，也应装设瓦斯保护。
1、瓦斯保护动作迅速，灵敏度高，能反应变压器油箱内的各种短路故障，包括一些轻微的故障，例如绕组匝间或线间短路、高压绕组单相接地、铁芯局部发热、分接头接触不良或导线焊接不良等故障，但不能反应油箱外部故障。因此，瓦斯保护不能单独作为变压器的主保护，通常与纵差保护配合，共同作为变压器的主保护。
2、瓦斯保护可分为轻瓦斯保护和重瓦斯保护。轻瓦斯保护一般作用于发信号；重瓦斯保护则作用于跳闸。
四、电力变压器的差动保护
变压器纵联差动保护简称纵差保护或差动保护，是反应变压器绕组、套管及引出线上各种短路故障的主保护，但因它对油箱内部的绕组匝间短路等故障反应不灵敏，通常由纵差保护和瓦斯保护一起构成变压器的主保护。大型变压器、重要变压器、或当变压器电流速断保护灵敏度不够时，宜装设纵联差动保护。
1、纵联差动保护装置由变压器两侧的电流互感器和继电器等组成，两个电流互感器串联形成环路，电流继电器并接在环路上。因此，电流继电器的电流等于两侧电流互感器二次侧电流之差。
2、在正常情况下或保护范围外发生故障时，两侧电流互感器二次侧电流大小相等，相位相同，因此流经继电器的差电流为零，但如果在保护范围内发生短路故障，流经继电器的差电流不再为零，因此继电器将动作，使断路器跳闸，从而起到保护作用。
五、电力变压器的电流速断保护
对于容量较小的变压器，当其过电流保护的动作时限大于0.5s时，可在电源侧装设电流速断保护。它与瓦斯保护配合，以反应变压器绕组及变压器电源侧引出线套管上的各种故障。
1、保护的动作电流可按下列条件之一选择，一般取两条件中较大者作为整定值。
（1）速断保护的动作电流按躲过低压侧母线短路时，流过保护装置的最大短路电流来整定。
Idj=Id2.maxKkKj/nL
式中Id2.max--最大运行方式下变压器低压侧三相短路时流过高压侧保护装置的电流；
Kk--可靠系数(DL型取1.3，GL型取1.5)；
Kj--接线系数(不完全星形取1.0，两相差取√3)；
nL--变比。
（2）按躲过变压器空载投入时的励磁电流整定。保护动作电流取变压器额定电流的3~5倍。
Idj=(3~5)IN
2、灵敏系数通常按最小运行方式下，变压器高压侧发生两相短路，灵敏度不小于2进行校验。即最小运行方式下，变压器高压侧发生两相短路时流过保护装置的最小短路电流不小于动作电流的2倍。
KL=Id1.min/nLIdj≥2
六、电力变压器相间短路的后备保护
为反应变压器外部短路引起的变压器过电流，并作为变压器主保护、相邻母线或线路的后备保护，变压器需装设过电流保护。根据变压器容量和系统短路电流水平不同，可采用过电流保护、低电压启动的过电流保护、复合电压启动的过电流保护及负序电流保护等。
1、过电流保护动作电流按躲过变压器可能出现的最大负荷电流来整定。可靠系数取1.2~1.3，返回系数取0.85~0.95。对并列运行的变压器，应考虑切除一台最大容量的变压器后的负荷电流；对降压变压器，应考虑电机启动或自启动时的最大负荷电流。
2、低电压启动的过电流保护，由于低电压元件的作用是保证正常情况下电动机自启动时不动作，因此电流元件的动作电流就不再考虑可能出现的最大负荷电流，而是按大于变压器额定电流来整定。可靠系数取1.2，返回系数取0.85~0.9。
3、复合电压启动的过电流保护按躲过变压器额定电流整定。
七、电力变压器的接地后备保护
对电压等级在110kV及以上的中性点直接接地系统变压器，应装设接地后备保护，作为变压器直接接地侧接地故障的近后备和外部相邻元件包括母线、线路接地故障的远后备保护。
1、接地故障是电力系统的主要故障形式，对110kV及以上中性点直接接地电网连接的各种变压器，对外部单相接地短路引起的过电流，应装设接地短路后备保护。
2、变压器接地故障的零序保护由零序过电流保护，零序过电压保护、间隙零序过电流保护构成。
