变压器在电力系统中是最重要的设备之一，更是电网系统中的核心元件，故障会直接对整个电网的可靠性和系统的正常运行产生严重影响。因此，开展变压器故障早期诊断，对保证变压器长期安全可靠运行，减少不必要的停用，防止设备烧损事故，避免重大经济损失具有极为特殊的意义。我国电力系统使用的主变压器多为油浸式变压器，其内部变压器油和固体绝缘材料由于受电场、热、湿度、氧等因素的影响，会逐渐老化、分解，产生少量的氢、低分子烃类气体、一氧化碳和二氧化碳等气体，且大部分溶解在油中。当变压器内部存在潜伏性故障或故障加剧时，油中溶解气体数量会相应增加。显然，故障气体的组成、含量和产气速率是诊断变压器故障存在、发展以及故障性质的重要依据，通过检测变压器油的色谱情况，对早期诊断变压器的内部故障和故障性质，提出针对性防范措施，实现安全生产至关重要。
变压器的内部故障一般可分为两类：即过热故障和放电故障，过热故障按温度高低，可区分为低温过热，中温过热与高温过热三种情况；放电故障又可依据能量密度的不同，可分为高能量放电、低能量放电和局部放电三种类型。至于机械性故障及内部进水受潮等，将最终发展为电性故障而表现出来。
过热故障是由于有热应力所造成的绝缘加速劣化。如果热应力只引起热源外绝缘油的分解，所产生的特殊气体主要是甲烷和乙烯，二者之和一般占总烃的80％以上，而且随着故障点的温度升高，乙烯所占比例将增加，严重过热会产生微量乙炔。当过热涉及固体绝缘材料时，除产生上述物质外，还产生大量的一氧化碳和二氧化碳，若无CO、CO2，就可能属裸金属局部过热性故障。
放电故障是在高电应力作用下所造成的绝缘劣化。高能量放电故障，又称电弧放电故障，这种故障产气量大、气体产生剧烈，运用测定油中溶解气体的方法不易对其进行预诊断，往往是在出现故障后，我们才可根据油中气体、瓦斯成分的分析，对变压器故障的性质和严重程度进行诊断。高能量放电故障气体主要是乙炔和氢，其次是乙烯和甲烷；若涉及固体绝缘，CO的含量也较高；低能量放电故障一般是电火花放电，其故障气体主要是乙烯和氢。由于其故障能量较小，总烃一般不会高；局部放电故障产气特征是氢成分最多（占氢烃总量的85％以上），其次是甲烷，局部放电的后果是绝缘老化，如任其发展，会引起绝缘损坏，甚至造成事故。
变压器内部故障诊断方法
1.测定故障特征气体含量（分析数据）并与油中溶解气体含量的注意值进行比较。若气体浓度达到注意值（总烃、氢注意值均为150ppm，乙炔的注意值为5ppm），就应引起注意加强跟踪分析，查明原因。
2.虽然注意值在反映故障的概率上有一定的可参考性，但由于受到油中气体含量、变压器容量、运行方式、运行年限等相关因素的影响，仅仅根据注意值的分析结果还难以正确诊断变压器故障的严重性，绝不能作为划分设备有无故障的唯一标准。在此基础上，还应充分考虑产气速率等方面的影响，对所诊断的变压器和查对的特征气体应有所侧重、有所区别。只有这样，我们才可根据分析进一步确定变压器有无故障，并对故障的性质作出初步的估计。产气速率与故障能量大小、故障部位以及故障点温度等情况直接相关。通过测定故障气体产气速率，便可对变压器内部状况做进一步的诊断。
3.为弄清气体产生的真正原因，避免非故障原因所带来的误判断，在变压器故障诊断时，我们还应全面了解所诊断变压器的结构、制造、安装和运行、检修以及辅助设备等诸多方面的情况，结合色谱分析数据进行综合分析，以便正确诊断变压器有无故障。