本发明公开了一种智能变电站二次设备综合故障诊断仪及故障诊断方法，属于智能化变电站技术领域，所述故障诊断仪为便携式机箱结构，包括硬件系统，所述硬件系统包括实现人机交互的上位机模块、对二次设备进行信号采集的信号采集模块和给系统供电的电源模块；所述故障诊断方法包括导入SCD文件、建立运行模型；采集过程层设备数据；采集交换机数据；进行故障诊断并输出。本发明针通过诊断智能变电站二次设备硬件模块故障与软件故障，定位物理链路正常连接段链路，便于现场运维人员能够及时对整个二次设备运行状态及物理链路进行故障判断。