變壓器變比組別測量儀在電力系統中廣泛地用來升高或降低電壓，是電力系統*的重要電氣設備。現代生產的變壓器，雖然在設計和材料方面有所改進，結構上比較可靠，相當于輸電線路和發電機來說，變壓器故障機會也比較少。但在實際運行中，仍有可能發生各種類型的故障和異常運行情況。為了保證電力系統安全連續地供電，并將故障和異常運行情況對電力系統的影響限制到zui小范圍，應根據變壓器變比組別測量儀的容量等級和重要程度的不同，裝設必要的、性能良好及動作可靠的繼電保護裝置。
變壓器變比組別測量儀的故障可分為內部故障和外部故障。內部故障是指變壓器油箱里面發生的故障，大致可分為兩類：
1、電氣故障
電氣故障將對變壓器立即產生嚴重的損傷作用。在這種情況下，可通過檢測其不平衡的電流和電壓進行分析。通常故障的原因有以下幾種：
① 高壓或低壓繞組相間短路;
② 中性點直接接地側的單相接地短路;
③ 高壓或低壓繞組匝間短路;
④ 第三繞組上的接地故障或匝間短路。
內部短路故障產生的電弧，不僅會損壞繞組的絕緣、燒毀鐵芯，而且由于絕緣材料和變壓器油因受熱分解而產生大量的氣體，有可能引起變壓器油箱爆炸。同時，短路故障還將引起系統電壓降低，如延長低電壓的時間，能造成旋轉電機之間失去同步，失步電機引起的過渡電流將造成其他繼電器動作而誤跳閘。因此，在變壓器內部發生電氣故障時，應迅速將變壓器切除。
2、變壓器變比組別測量儀“初始”故障
“初始”故障即初始局部的故障。它將對變壓器產生緩慢發展的損害作用，但一般不能檢測其不平衡的電量。故障原因有以下幾種：
① 導體之間電氣連接接觸不良或鐵芯故障，在變壓器油中可能產生間歇性電弧;
② 冷卻媒介不足將使變壓器油溫升高，如油位過低或油路阻塞，容易在繞組上產生局部熱點;
③ 分接開關故障，并聯運行變壓器之間產生環流和負荷分配不合理，造成變壓器繞組過熱。
這種故障在初始階段是不嚴重的，不會對變壓器立即產生損傷，但在發展過程中可能產生各種故障，擴大事故的范圍，因此，應盡可能快地消除。
變壓器zui常見的外部故障，是油箱外部絕緣套管及引出線上的故障，可能導致引出線的相間短路或單相接地短路。
實踐證明，變壓器引出線上的相間短路，單相接地短路和繞組的匝間短路是比較常見的故障形式。三臺單相變壓器組成的變壓器組，發生內部相間短路是不可能的，在三相變壓器中發生內部相間短路的可能性也小。變壓器的不正常工作狀態主要是：由于外部短路和過負荷引起的過電流;中性點直接接地電力網中，外部接地短路引起的過電流及中性點過電壓;冷卻系統故障;變壓器的溫度升高等。
變壓器保護可以分為短路保護和異常運行保護兩類。短路保護用以反應被保護范圍內發生的各種類型的短路故障，作用于斷路器跳閘。為了防止保護裝置或斷路器拒動，又有主保護和后備保護之分。異常運行保護用以反應各種可能給機組造成危害的異常工況，此保護作用于發信號。這類保護一般只裝設一套繼電器，不設后備保護。