Es esencial proteger la alta capacidad transformadores contra fallas eléctricas externas e internas.
Fallas externas en el transformador de energía
Cortocircuito externo del transformador de energía
El cortocircuito puede ocurrir en dos o tres fases de sistema de energía eléctrica. El nivel de la falla actual siempre es lo suficientemente alto. Depende de la voltaje que ha sido cortocircuitado y sobre la impedancia del circuito hasta el punto de falla. La pérdida de cobre del transformador de alimentación de fallas se incrementa abruptamente. Esta creciente pérdida de cobre causa un calentamiento interno en el transformador. La gran corriente de falla también produce severas tensiones mecánicas en el transformador. Las tensiones mecánicas máximas se producen durante el primer ciclo de la corriente de falla simétrica.
Perturbación de alto voltaje en el transformador de potencia
Perturbación de alto voltaje en el transformador de energía son de dos tipos,
- Voltaje de sobretensión transitoria
- Frecuencia de energía sobre voltaje
Voltaje de sobretensión transitoria
Pueden producirse picos de alto voltaje y alta frecuencia en el sistema de energía debido a cualquiera de las siguientes causas,
- Arquear el terreno si el punto neutral está aislado.
- Operación de conmutación de diferentes equipos eléctricos.
- Atmospheric Lightening Impulse.
Cualquiera que sea la causa de la sobretensión, es después de todo una onda viajera que tiene una forma de onda alta y empinada y también tiene una alta frecuencia. Esta onda viaja en el sistema de energía eléctrica red, al llegar a la transformador de potencia…causa la ruptura del aislamiento entre los giros adyacentes al terminal de la línea, lo que puede crear un cortocircuito entre los giros.
Frecuencia de energía sobre voltaje
Siempre puede haber una posibilidad de sobrecarga del sistema debido a la desconexión repentina de una gran carga. Aunque la amplitud de esta voltaje es más alta que su nivel normal, pero la frecuencia es la misma que en condiciones normales. El sobrevoltaje en el sistema causa un aumento de la tensión en el aislamiento del transformador. Como sabemos que, el voltaje 
El aumento del voltaje causa un aumento proporcional del flujo de trabajo.
Por lo tanto, esto provoca, un aumento de la pérdida de hierro y un aumento proporcionalmente grande de la corriente magnetizante. El flujo de aumento se desvía del núcleo del transformador a otras partes estructurales de acero del transformador. Los pernos del núcleo, que normalmente llevan poco flujo, pueden estar sujetos a un gran componente de flujo desviado de la región saturada del núcleo a lo largo. En tal condición, el perno puede calentarse rápidamente y destruye su propio aislamiento, así como el aislamiento del devanado.
Bajo el efecto de la frecuencia en el transformador de potencia
Como, el voltaje ya que el número de vueltas en el bobinado es fijo.
Por lo tanto, 
De esta ecuación se desprende claramente que si la frecuencia se reduce en un sistema, el flujo en el núcleo aumenta, el efecto es más o menos similar al de la sobretensión.
Fallas internas en el transformador de energía
Los principales fallos que se producen en el interior de un transformador de potencia se clasifican como,
- La ruptura del aislamiento entre el viento y la tierra
- La ruptura del aislamiento entre las diferentes fases
- Rotura de aislamiento entre giros adyacentes, es decir, fallo entre giros.
- Fallo del núcleo del transformador
Fallas internas de la Tierra en el transformador de energía
Las fallas internas de la Tierra en una bobina conectada a una estrella con un punto neutro conectado a tierra a través de una impedancia
En este caso la corriente de falla depende del valor de la impedancia de la tierra y también es proporcional a la distancia del punto de falla del punto neutro como el voltaje en el punto depende de, el número de vueltas de la bobina se encuentran con el punto neutro y el punto de falla. Si la distancia entre el punto de falla y el punto neutro es mayor, el número de vueltas por debajo de esta distancia también es mayor, por lo que el voltaje a través del punto neutro y el punto de falla es alto, lo que causa una mayor corriente de falla. Así que, en pocas palabras se puede decir que, el valor de la corriente de falla depende del valor de la impedancia de la tierra así como de la distancia entre el punto de falla y el punto neutro. La corriente de falla también depende de reactancia de fuga de la porción del devanado a través del punto de falla y neutral. Pero comparada con la impedancia de tierra, es muy baja y obviamente se ignora ya que viene en serie con una impedancia de tierra comparativamente mucho más alta.
Fallas internas de la Tierra en una bobina conectada a una estrella con un punto neutro sólidamente conectado a tierra
En este caso, la impedancia de tierra es idealmente cero. La corriente de falla depende de la reactancia de fuga de la porción del devanado que se encuentra en el punto defectuoso y el punto neutro de transformador. La corriente de falla también depende de la distancia entre el punto neutro y el punto de falla en el transformador. Como se dijo en el caso anterior, el voltaje a través de estos dos puntos depende del número de vueltas del devanado que se encuentra en el punto de falla y el punto neutro. Así que en un bobinado conectado en estrella con el punto neutro sólidamente conectado a tierra, la corriente de falla depende de dos factores principales, en primer lugar la reactancia de fuga del bobinado se encuentra con el punto defectuoso y el punto neutro y en segundo lugar la distancia entre el punto defectuoso y el punto neutro. Pero la reactancia de fuga del devanado varía de manera compleja con la posición de la falla en el devanado. Se ve que la reactancia disminuye muy rápidamente para el punto de falla que se aproxima al neutro y por lo tanto la corriente de falla es más alta para la falla cerca del extremo neutral. Así que en este punto, el voltaje disponible para la corriente de falla es bajo y al mismo tiempo la reactancia que se opone a la corriente de falla también es baja, por lo que el valor de la corriente de falla es lo suficientemente alto. De nuevo en el punto de falla lejos del punto neutro, el voltaje disponible para la corriente de falla es alta, pero al mismo tiempo la reactancia ofrecida por la porción del devanado entre el punto de falla y el punto neutro es alta. Se puede observar que la corriente de falla se mantiene a un nivel muy alto en todo el devanado. En otras palabras, la corriente de falla mantiene una magnitud muy alta irrelevante para la posición de la falla en el devanado.
Fallas internas de fase a fase en el transformador de energía
Las fallas de fase a fase en el transformador son raras. Si tal falla ocurre, dará lugar a una corriente sustancial para operar instantáneamente el relé de sobrecorriente en el lado primario, así como el relé diferencial.
El interno convierte la falla en el transformador de energía
Transformador de energía conectado con el sistema de transmisión eléctrica de voltaje extra alto, es muy probable que esté sometido a un voltaje de impulso de alta magnitud, de frente escarpado y de alta frecuencia debido a la oleada de rayos en la línea de transmisión. Las tensiones de voltaje entre las vueltas del devanado se hacen tan grandes que no pueden sostener la tensión y causan fallos de aislamiento entre las vueltas en algunos puntos. También el devanado de BT está estresado por el voltaje de sobrecarga transferido. Una gran cantidad de fallas en los transformadores de energía surgen por fallas entre vueltas. La falla entre vueltas también puede ocurrir debido a fuerzas mecánicas entre vueltas originadas por un cortocircuito externo.
Fallo en el núcleo del transformador de potencia
En cualquier parte del núcleo se daña la laminación, o la laminación del núcleo se puentea con cualquier material conductor que cause suficiente corriente de remolino para fluir, por lo tanto, esta parte del núcleo se sobrecalienta. A veces, el aislamiento de los pernos (utilizado para apretar el laminado del núcleo) falla, lo que también permite que fluyan suficientes corrientes de remolino a través del perno y provoca un sobrecalentamiento. Este fallo de aislamiento en la laminación y en los pernos del núcleo causa un severo calentamiento local. Aunque este calentamiento local, causa una pérdida adicional del núcleo pero no puede crear ningún cambio notable en la entrada y la salida actual en el transformadorpor lo que estas fallas no pueden ser detectadas por el normal protección eléctrica esquema. Esto es deseable para detectar la condición de sobrecalentamiento local del núcleo del transformador antes de que se produzca cualquier fallo importante. El sobrecalentamiento excesivo lleva a la ruptura del aceite aislante del transformador con la evolución de los gases. Estos gases se acumulan en Relevo de Buchholz y accionando la alarma de Buchholz.
