本发明提供一种基于变压器数据样本扩充的故障诊断方法及系统，其中方法包括：获取主变试验数据，对所述主变试验数据进行数据清洗，并将数据清洗后的所述主变试验数据按照预设比例划分为主变试验训练数据及主变试验测试数据；对所述主变试验训练数据进行归一化处理；通过所述归一化处理后的主变试验训练数据及损失函数建立用于变压器故障诊断的反传神经网络模型，并通过所述主变试验测试数据对所述用于变压器故障诊断的反传神经网络模型进行优化；将变压器的运行数据输入至优化后的所述用于变压器故障诊断的反传神经网络模型，得到变压器的故障结果。本发明针对不平衡样本实现变压器故障类别辨识的性能提高。