本发明公开了一种计及运行状态等级的变压器故障诊断方法。包括步骤：收集变压器5种典型故障数据，构建故障诊断样本数据集，并进行标签化处理；提取变压器油色谱数据的7种气体含量、19种气体比值共同作为故障特征，将预处理后的26维故障特征利用主元分析法(PCA)进行特征降维融合；构建基于粒子群算法与K‑折交叉验证的自适应相关向量机故障诊断模型；当变压器的运行状态等级评估为严重故障时，使用故障诊断模型进行诊断。本发明构建的故障诊断模型在模型训练过程中实现核参数的自动寻优，且相比于多级二分类器，结构简单。通过计及运行状态等级的故障诊断，可降低传统变压器实时在线故障诊断的误诊断风险。