串级式高压试验变压器获得更高电压的结线原理见下图。串级式高压试验变压器有很大的优越性，因为整个试验装置由几台单台试验变压器组成，单台试验变压器容量小、电压低、重量轻，便于运输和安装。它既然可串接成高出几倍的单台试验变压器输出电压组合使用，又可分开成几套单台试验变压器单独使用。整套装置投资小，经济实惠。图中，在第上等和串级的每个单元试验变压器中都有一个励磁绕组a1、c1和a2、c2。在串级式高压试验变压器基本原理图中，低压电源加在试验变压器i的初级绕组a1x1上，单台试验变压ⅰ、ⅱ、ⅲ的输出电压都是v。励磁绕组a1、c1给串级式高压试验变压器ⅱ的初级绕组供电;串级式高压试验变压器ⅱ的励磁绕组a2、c2给串级式高压试验变压器ⅲ的初级绕组供电。串级式高压试验变压器ⅱ和串级式高压试验变压器ⅲ的箱体分别处在对地为1v和2v的高电位上，所以箱体对地是绝缘的，试验变压器i的箱体是接地的。这样第上等、二级、第三试验变压器对地的额定输出电压分别为1v、2v、3v;其额定容量分别为3p、2p、1p。
图：串级式高压试验变压器接线原理图
图中：p - 容量(kva) v – 电压(kv) g1、g1 – 绝缘支架