为了反应变压器外部故障而引起的过电流，且在变压器内部故障时，作为差动保护和瓦斯保护的后备，变压器装有相间短路后备保护，其保护范围延伸到母线或线路。根据变压器容量和系统短路电流水平的不同，实现的方式有过电流保护、低电压起动的过电流保护、复合电压起动的过电流保护、负序过电流保护、阻抗保护等。对有多侧的三绕组变压器要装设带方向性的后备保护。
变压器本体发生故障，由过电流等后备保护动作跳闸的几率很小，因此变压器差动及瓦斯等主保护未动作，而过电流等后备保护动作跳闸，一般情况下多为母线故障或线路故障越级使变压器后备保护动作跳闸。最常见的是线路故障造成越级跳闸，其次是母线故障引起越级跳闸（尤其是在110kV及以下的）。
变压器后备保护动作跳闸后，应根据变压器后备保护的保护范围、保护动作情况、跳闸情况、设备故障情况等进行综合分析，判断引起事故的原因，然后进行相应的处理。变压器后备保护通常是分段和分时限的，其动作跳闸后，根据故障情况可以跳单侧也可以跳三侧。处理变压器后备保护动作跳闸事故时，应确定故障发生在变压器的哪一侧，然后判断引起越级跳闸的线路或母线，将故障点隔离后，恢复无故障部分的供电，最后对造成越级的原因进行分析处理，如处理有关保护拒动、断路器拒跳等问题。
下面以三绕组变压器后备保护动作使单侧断路器跳闸为例，来说明故障处理的过程。
(1)复归音响，记录故障发生的时间，检查表计的变化情况，检查断路器的跳闸情况，检查、记录、复归光字牌及保护动作信号，注意有无其他设备保护信号发出，如果控制盘台上有断路器控制开关，复归跳闸断路器开关把手，对事故进行初步判断，并汇报调度。
(2)若失去站用电，检查备自投装置是否动作，备用站用变压器是否投入，若未动作，应手动投入，恢复站用电。
(3)按规定拉开失压的母线上各线路断路器，并注意有没有拉不开的断路器。若母线上接有器，拉开断路器。
(4)检查保护动作情况和母线及连接设备情况，判断故障范围和原因。
1)检查跳闸侧是否有线路的保护动作，母线的分段断路器或母联断路器是否跳闸。
2)到现场进行设备检查，检查变压器及其他差动保护范围内的设备有无异常及故障现象，跳闸侧的母线或线路是否有明显的故障现象，判断故障范围和性质。
(5)对变压器有故障的一侧，根据情况进行处理。
1)若跳闸侧失压母线上有线路保护动作，则一般为该线路故障而断路器拒跳引起的越级跳闸。此时应采取措施将故障隔离，例如拉开拒跳的断路器或其两侧的隔离开关，检查该母线无故障现象，对其充电正常后，恢复该母线上无故障线路的供电，然后检查分析断路器拒跳的原因。
2)虽然该侧失压母线上各线路均无保护动作，但检查时发现该母线或连接设备上有故障及异常现象。若故障点可以用断路器或隔离开关隔离，立即隔离，然后对母线充电正常后，恢复母线上各线路的供电。若故障点不能用断路器或隔离开关隔离，则可根据变电站的具体情况采取倒运行方式等措施，例如采用双母线接线时．可将各线路倒至另一段无故障母线上继续供电，以尽量保证对用户的供电，然后对故障处进行检修。
3)若根据检查结果和故障现象，不能确定是哪条线路越级，则在确保该侧出线断路器均拉开的情况下，对母线试充电，若正常，再逐条试送各线路，同时密切监视线路的电流等指示，发现有短路冲击现象时，立即拉开该线路断路器，然后恢复无故障线路的供电。
若变压器后备保护动作，主保护也有反应，检查变压器本体有故障痕迹时，则不能送电，应进一步检查处理。
