От внешних (сквозных) КЗ на стороне питающего напряжения 110 (220) кВ понижающие трансформаторы защищают максимальной токовой защитой с выдержкой времени в трехфазном трехрелейном исполнении. Селективность ее действия обеспечивается выбором уставок по току и выдержке времени, отстраиваемых от соответствующих уставок защит на стороне низшего напряжения. Эта защита лишь частично резервирует дифференциальную и газовую защиты при внутренних повреждениях, поскольку ее чувствительность к силе токов КЗ существенно меньше, чем названных.

Чтобы исключить ложную работу защиты трехобмоточных понижающих трансформаторов ТПС переменного тока со стороны тяговых обмоток, в случае, когда напряжение в контактную сеть подается двумя параллельно включенными трансформаторами, а к нетяговым потребителям - одним из них и при этом происходит КЗ на стороне нетяговых потребителей, максимальную токовую защиту выполняют с двойным комплектом реле (по комплекту на трансформатор), включенным каждый на ток, равный сумме токов обоих понижающих трансформаторов, и дополняют блокировкой по минимальному напряжению. На подстанциях постоянного тока на стороне тяговой обмотки 10 (35) кВ и на стороне 35 (10) кВ районных потребителей применяется максимальная токовая защита в двухфазном двухрелейном исполнении с выдержкой времени. Действие последней путем выбора соответствующих выдержек времени согласуют с действием защит отходящих линий 35 (10) кВ.

На перегрузку понижающих трансформаторов и подстанций переменного и постоянного тока реагирует максимальная токовая защита с выдержкой времени в однофазном исполнении, устанавливаемая со стороны питания и действующая на сигнал, а также неэлектрическая термическая защита, выполненная с помощью температурного реле.