Toitesüsteemi võtmeseadmena on trafo töökindlus otseselt seotud elektrivõrgu ohutuse ja stabiilsusega. Trafol võib aga pikaajalisel töötamisel tekkida mitmesuguseid rikkeriske, nagu sisemine lühis, ülekoormus, pikselöögid ja isolatsiooni vananemine. Rikete õigeaegseks leidmiseks ja kõrvaldamiseks ning seadmete ja isikliku ohutuse tagamiseks peab trafo olema varustatud täieliku kaitsesüsteemiga. Süsteem koosneb mitmest kaitseseadmest, mis jälgivad trafo tööolekut erinevate nurkade alt. Kui kõrvalekalle tuvastatakse, käivitab see häire või katkestab automaatselt toiteallika. Trafo kaitseseadmed võib üldiselt jagada kahte kategooriasse: üks on mitteelektriline kogusekaitseseade, mis on otse trafo korpusele paigaldatud, ja teine on elektriline kogusekaitseseade, mis on paigaldatud jaotuskilpi või juhtpaneelile.
Mitte--elektrilise koguse kaitse on trafo kõige otsesem ja usaldusväärsem kaitseliin. See võib viga hinnata, jälgides trafo sees oleva füüsilise koguse muutust. Seda tüüpi kaitse kriteeriumiks ei ole vool ega pinge, vaid mitte-elektriline suurus, nagu õli kiirus, temperatuur ja rõhk, seega nimetatakse seda mitte-elektrilise koguse kaitseks. Nende hulgas on gaasikaitse kõige põhilisem mitte-elektrikaitse, mida tuntakse trafo sisemiste rikete peamise kaitsena. Gaasikaitse põhielemendiks on gaasirelee, mis paigaldatakse tavaliselt trafo paagi ja õlikonservaatori vahelisse ühendustorusse. Kui trafos ilmneb kerge rike, koguneb trafoõli kuumenemise tõttu lagunemisel tekkiv gaas releesse ja valgusgaasi kontakt juhitakse häiresignaali andmiseks; Tõsise rikke ilmnemisel sööstab suur kogus gaasi- ja õlivoogu suurel kiirusel õlikonservaatorisse ning raske gaasikontakt käivitab otse kaitselüliti ja eemaldab trafo elektrivõrgust. Gaasikaitse ainulaadne väärtus seisneb selles, et see suudab tuvastada varakult tõrkeid, mida elektrilise kogusekaitsega on raske tuvastada, nagu väike katkendlik lühis või raudsüdamiku lokaalne ülekuumenemine, ning need tõrked peegeldavad väga nõrku primaarvoolu muutusi enne, kui need arenevad tõsiseks lühiseks, nii et elektrilised kogusekaitseseadmed, nagu diferentsiaalkaitse, ei pruugi õigel ajal reageerida. Gaasireleed on Hiina tehniliste standardite kohaselt tavaliselt nõutavad õlitrafode jaoks, mille nimivõimsus on 800 kVA ja rohkem.
Lisaks gaasikaitsele on mitte-elektrikaitsesüsteemis olulised komponendid ka rõhukaitse, temperatuurikaitse ja õlitaseme kaitse. Rõhukaitse võtab täiturmehhanismina rõhualandusklapi või rõhurelee. Tõsise rikke korral trafo sees aurustab elektrikaar kiiresti trafoõli ja rõhk õlipaagi sees tõuseb järsult. Rõhualandusklapp avaneb automaatselt, kui rõhk ületab seatud väärtuse, et vabastada kõrgrõhuga õli-gaasisegu ja vältida õlipaagi lõhkemist; Rõhurelee käivitab otse väljalülitussignaali, kui rõhulöök on tunda. Temperatuurikaitse teostatakse trafole paigaldatud õlitermomeetri ja mähisetermomeetri abil. Õlitaseme temperatuuri saab mõõta otse, mähise temperatuuri saadakse tavaliselt kaudselt läbiviiguvoolutrafo sekundaarvoolu termomeetri kuumutustakistuse abil. Kui õli või mähise temperatuur ületab määratud piiri, ühendab termomeeter kontakti ja saadab häiresignaali. Tuleb märkida, et ebanormaalsest temperatuurimõõtmisest tingitud vale väljalülitamise vältimiseks on üldiselt ette nähtud, et temperatuuriregulaatori kontakt ei ole otse väljalülitusahelaga ühendatud, vaid seda kasutatakse ainult häireks. Õlitaseme kaitse vastutab õlipaagi isolatsiooniõli taseme muutumise jälgimise eest. Kui trafo õlitase on õlilekke või õlilekke tõttu liiga madal, saadetakse häiresignaal, mis palub operatiiv- ja hoolduspersonalil lekkepunkti õigeaegselt täiendada või käsitleda. Suurtes trafodes on jahuti täieliku seiskamise kaitse ka oluline mitte-elektriline kaitsefunktsioon -, kui jahutussüsteem on täielikult välja lülitatud, trafo temperatuur jätkab tõusmist, kaitseseade saadab häiresignaali ja trafo lülitatakse pärast viivitust välja, et vältida ülekuumenemisest tingitud isolatsioonikahjustusi.
Kehakaitsele vastav on seeria trafost väljapoole paigaldatud elektrikaitseseadmeid, mis kaitsevad trafot elektriahelal. Kõrgepinge poolel on piirik esimene tõke, mis takistab äikese ülepinget ja lülitusliigpinget. Välgupüüdurid on paralleelselt ühendatud kaitstud seadmete mõlemas otsas, mis tagab normaalse töötamise korral suure impedantsi. Välgulaine või tööülesannete korral lülitatakse need kiiresti sisse, et vabastada maapinnale liigpingeenergiat, et piirata trafo isolatsioonile rakendatavat pinget ohutus vahemikus. Nimipinge ja tühjendusvoolu ning muude parameetrite määramiseks valitakse piksepiirik vastavalt süsteemi maandusrežiimile ja pingeklassile. Kaitsme on teist tüüpi tavaline kõrgepinge{5}}külgkaitseelement. Kui trafol on lühisviga, sulab sulam kiiresti rikkevoolu termilise mõju all, et katkestada rikkeahel. Kui 10 kV toitejaotussüsteemis kasutatakse HV külglüliti jaoks koormuslülitit, kasutatakse üldiselt kombineeritud kaitserežiimi "kaitsme ja koormuslüliti". Sulamisvoolu nimivool valitakse tavaliselt trafo maksimaalse töövoolu korrutamisel teatud teguriga. Madalpinge poolel täidavad õhukaitselüliti ja lekkekaitse toitejaotuse ja liigvoolukaitse ülesandeid.
Keskmiste ja suurte jõutrafode jaoks on vaja terviklikumat releekaitsesüsteemi, milles diferentsiaalkaitse on kõige sagedamini kasutatav ja tundlikum peakaitse. Diferentsiaalkaitse põhineb Kirchhoffi kehtival seadusel ja see võib hinnata, kas trafo sees on rike, võrreldes trafo primaar- ja sekundaarküljel voolutrafo mõõdetud voolu suurust ja faasi. Tavalise töö või välise rikke korral nihutavad mõlema poole voolud üksteist ja diferentsiaalahelas voolu peaaegu pole; Kui trafos tekib faasidevaheline lühis või tõsine katkestuslühis, ei ole mõlema poole vool enam tasakaalus ja diferentsiaalrelee eemaldab trafo kiiresti. Ergutusvoolust põhjustatud diferentsiaalkaitse väärkasutamise vältimiseks kasutab kaasaegne mikroarvuti diferentsiaalkaitseseade tuvastamiseks tavaliselt teise harmoonilise blokeerimise põhimõtet. Lisaks diferentsiaalkaitsele on trafokaitseseadmes sageli konfigureeritud ka varukaitsed, nagu ülevoolukaitse, nulljärjestuse kaitse, ülekoormuskaitse ja ülepingekaitse, et moodustada mitmetasandiline kaitsesüsteem. Kaasaegne trafokaitseseade on arendatud mikroarvutiga integreeritud kaitseseadmeks, mis ühendab endas kaitse-, jälgimis-, juhtimis-, side- ja muud funktsioonid. Sisse on ehitatud kümneid standardseid kaitseprogramme, millele pääseb läbi sidemooduli ligi alajaama integreeritud automaatikasüsteemi, et teostada kaugseiret ja järelevalveta tööd.
Eksportkaubanduses nõutakse ka trafokaitseseadmetelt sihtturul kehtivate tehniliste standardite täitmist. Rahvusvahelise elektrotehnikakomisjoni välja antud standard IEC 60076-22-1 määrab spetsiaalselt jõutrafode ja reaktorite kaitseseadmete tehnilised eeskirjad, mis hõlmavad erinevate mitteelektriliste kaitseelementide, nagu gaasirelee, rõhualandusklapp, õlitaseme näidik ja temperatuuriregulaator, jõudlusnõudeid ja katsemeetodeid. Lisaks kehtivad IEC 60255 seeria standardid mõõtereleedele ja kaitseseadmetele. Põhja-Ameerika turule sisenevad tooted peavad vastama IEEE ja ANSI standardsüsteemi asjakohastele eeskirjadele; EL turule sisenevad tooted peavad vastama CE-sertifikaadi ja ökoloogilise disaini direktiivi nõuetele. Nende standardite mõistmine ja järgimine on põhieeldus, et tagada trafo kaitseseadmete sujuv eksport ning ohutu ja usaldusväärne töö välismaises elektrivõrgus.
