基于三维频率响应曲线质心分析的变压器绕组变形故障诊断方法，包括以下步骤：建立变压器绕组集中参数模型，得到正常绕组幅频数据和相频数据；调整变压器绕组集中参数模型电路参数，获取绕组不同故障状态下的幅值、相位数据；将获取的频率、幅值和相位，作为x、y、z值呈现在三维笛卡尔坐标系中，建立三维频率响应曲线；分别计算频率、幅值和相位所表示的质心坐标，将所得坐标进行可视化，得出每条三维频响曲线的质心分布；建立一个三维坐标系，不同故障三维频响曲线质心分布在其周围，根据质心分布区间的不同确定绕组发生的故障类型。该方法可以通过三维频率响应曲线质心分布区间的不同，能够灵敏并有效的将绕组的所发生的故障类别区分开来。