本发明公开了一种电厂用500kV大功率电力变压器故障的诊断装置及其方法，涉及变压器故障诊断技术领域，包括透膜管，所述透膜管内设置有油气分离膜，所述透膜管的一侧与变压器油箱的出油管口连接，且出油管口和透膜管之间安装有隔离阀，透膜管的另一侧连接有积存气体的气室，气室内设置有人工神经网络系统和气体传感器阵列组成的智能传感器阵列，以实现提高气体的检测精度。本发明仪器构架和操作较为简单、检测准确性较高，结构简单，运维人员运行维护工作量小，能够极大的降低维护难度，使用寿命长。