Као кључна опрема у електроенергетском систему, поузданост рада трансформатора је директно повезана са безбедношћу и стабилношћу електроенергетске мреже. Међутим, трансформатор може да се суочи са различитим ризицима кварова као што су унутрашњи кратки спој, преоптерећење, удар грома и старење изолације током дуготрајног-радња. У циљу благовременог проналажења и отклањања кварова и гарантовања опреме и личне безбедности, трансформатор треба да буде опремљен комплетним системом заштите. Систем се састоји од више заштитних уређаја, који прате радни статус трансформатора из различитих углова. Када се открије абнормалност, активираће се аларм или ће аутоматски прекинути напајање. Опрема за заштиту трансформатора се генерално може поделити у две категорије: једна је не-опрема за заштиту од електричне количине директно инсталирана на телу трансформатора, а друга је опрема за заштиту електричне количине инсталирана у разводном ормару или контролној табли.
Не-заштита од електричне количине је најдиректнија и најпоузданија одбрамбена линија трансформатора. Може да процени квар праћењем промене физичке величине унутар трансформатора. Критеријум за ову врсту заштите није струја или напон, већ не-неелектрична величина као што су брзина уља, температура и притисак, па се назива не-заштитом неелектричне количине. Међу њима, заштита од гаса је најосновнија од свих не-електричних заштита, позната као главна заштита од унутрашњих кварова трансформатора. Основни елемент гасне заштите је гасни релеј, који се обично уграђује у спојну цев између резервоара трансформатора и конзерватора уља. Када дође до мањег квара у трансформатору, гас који настаје разградњом трансформаторског уља услед загревања се акумулира у релеју, а контакт светлосног гаса се спроводи да да алармни сигнал; Када дође до озбиљног квара, велика количина протока гаса и уља јури ка конзерватору уља великом брзином, а контакт тешког гаса делује тако да директно активира прекидач и уклони трансформатор из електричне мреже. Јединствена вредност гасне заштите је у томе што може да открије ране кварове које је тешко открити заштитом електричне количине, као што су мањи међузавојни кратки спој или локално прегревање гвозденог језгра, а ови кварови одражавају веома слабе промене струје примарне стране пре него што се развију до озбиљног кратког споја, тако да уређаји за заштиту електричне количине као што је диференцијална заштита можда неће реаговати на време. Гасни релеј је генерално неопходан за уљни{11}}трансформатор са називним капацитетом од 800кВА и више према техничким стандардима Кине.
Поред заштите од гаса, заштита од притиска, заштита од температуре и заштита од нивоа уља су такође важне компоненте у систему заштите од -електричне енергије. Заштита притиска узима вентил за смањење притиска или релеј притиска као актуатор. У случају озбиљног квара унутар трансформатора, електрични лук ће брзо испарити трансформаторско уље и притисак унутар резервоара за уље ће нагло порасти. Вентил за смањење притиска ће се аутоматски отворити када притисак премаши подешену вредност да би се ослободила мешавина гаса-уља под високим притиском- и спречила да резервоар за уље пукне; Релеј притиска ће директно покренути сигнал окидања када се осети утицај притиска. Температурну заштиту реализују термометар за уље и термометар за намотаје који су инсталирани на трансформатору. Температура нивоа уља се може мерити директно, док се температура намотаја обично добија индиректно отпором грејања термометра секундарног напајања струјног трансформатора чаура. Када температура уља или температура намотаја пређе наведену границу, термометар повезује контакт и шаље алармни сигнал. Треба напоменути да је у циљу спречавања лажног окидања услед абнормалног мерења температуре, генерално прецизирано да контакт регулатора температуре није директно повезан са кругом окидања, већ се користи само за аларм. Заштита нивоа уља је одговорна за праћење промене нивоа изолационог уља у резервоару за уље. Када је ниво уља у трансформатору пренизак због цурења уља или цурења уља, алармни сигнал ће бити послат да подстакне особље за рад и одржавање да допуни или обради тачку цурења на време. У великим трансформаторима, заштита потпуног заустављања хладњака је такође важна не-електрична заштитна функција - када се систем за хлађење потпуно искључи, температура трансформатора ће наставити да расте, заштитни уређај ће послати алармни сигнал, а трансформатор ће се искључити након кашњења како би се спречило оштећење изолације услед прегревања.
У складу са заштитом тела, ради се о низу електричних заштитних уређаја инсталираних ван трансформатора, који штите трансформатор на електричном колу. На страни високог напона, одводник је прва препрека за спречавање пренапона грома и пренапона прекидача. Одводници грома су повезани паралелно на оба краја заштићене опреме, представљајући високу импеданцију у нормалном раду. Када удари талас грома или радни пренапон, они се брзо укључују како би ослободили енергију пренапона у земљу, како би ограничили напон који се примењује на изолацију трансформатора у безбедном опсегу. Одводник грома се бира према начину уземљења система и класи напона за одређивање називног напона и струје пражњења и других параметара. Осигурач је још једна врста уобичајеног-бочног заштитног елемента високог напона. Када трансформатор има грешку кратког споја, талина ће се брзо спојити под термичким ефектом струје квара да би прекинула струјни круг квара. У систему дистрибуције електричне енергије од 10 кВ, када је прекидач оптерећења усвојен за ВН бочни прекидач, комбиновани заштитни режим „осигурач плус прекидач оптерећења“ је генерално усвојен. Називна струја растопа се обично бира множењем максималне радне струје трансформатора одређеним фактором. На страни ниског напона, ваздушни прекидач и заштита од цурења преузимају задатке дистрибуције енергије и заштите од прекомерне струје.
За трансформаторе средње и велике снаге потребан је потпунији систем релејне заштите у коме је диференцијална заштита најчешће коришћена и најосетљивија главна заштита. Диференцијална заштита је заснована на Кирхофовом закону струје и може проценити да ли постоји квар унутар трансформатора упоређивањем јачине струје и фазе мерене струјним трансформатором на примарној и секундарној страни трансформатора. Током нормалног рада или спољашњег квара, струје са обе стране се међусобно померају, а струје у диференцијалном колу готово да нема; Када дође до међуфазног кратког споја или озбиљног кратког споја између обртаја у трансформатору, струја са обе стране више није уравнотежена, а диференцијални релеј делује тако да брзо уклања трансформатор. Да би се спречио неисправан рад диференцијалне заштите изазван ударном струјом побуде, савремени уређај за диференцијалну заштиту микрорачунара обично усваја принцип блокирања другог хармоника за идентификацију. Поред диференцијалне заштите, резервне заштите као што су прекострујна заштита, заштита нулте секвенце, заштита од преоптерећења и заштита од пренапона често су конфигурисане у уређају за заштиту трансформатора да формирају више-систем заштите. Савремени заштитни уређај трансформатора је развијен у микрорачунарски интегрисани заштитни уређај који интегрише заштиту, надзор, контролу, комуникацију и друге функције. Уграђено је на десетине стандардних заштитних програма којима се може приступити у интегрисани систем аутоматизације трафостанице преко комуникационог модула за реализацију даљинског надзора и рада без надзора.
У извозној трговини, опрема за заштиту трансформатора такође је неопходна да би задовољила техничке стандарде који се примењују на циљном тржишту. Стандард ИЕЦ 60076-22-1 који је издала Међународна електротехничка комисија посебно специфицира техничке прописе за заштитне уређаје енергетских трансформатора и пригушница, покривајући захтеве за перформансе и методе испитивања за различите неелектричне елементе заштите као што су гасни релеј, вентил за смањење притиска, мерач нивоа уља и регулатор температуре. Поред тога, стандарди серије ИЕЦ 60255 су применљиви на мерне релеје и заштитну опрему. Производи који улазе на тржиште Северне Америке морају бити у складу са релевантним прописима ИЕЕЕ и АНСИ стандардног система; Производи који улазе на тржиште ЕУ морају испуњавати захтеве ЦЕ сертификата и директиве о еколошком дизајну. Разумевање и усаглашеност са овим стандардима је основна претпоставка да се обезбеди несметан извоз опреме за заштиту трансформатора и сигуран и поуздан рад у електроенергетској мрежи у иностранству.
