三台试验变压器串级获得更高电压的结线原理见图5。串级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5中，在第一级和第二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。在串级试验变器基本原理图中，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给第二级试验变压器Ⅱ的初级绕组供电；第二级试验变压器Ⅱ的励磁绕组A2、C2给第三级试验变压器Ⅲ的初级绕组供电。第二级试验变压器Ⅱ和第三级试验变压器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。这样第一级、第二级、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5：三台试验充压器串级接线原理图

图中：P - 容量（KVA）     V – 电压（KV）   G1、G1 – 绝缘支架

TDM（G）试验变压器高压套管中的高压硅堆未画出，其原理与上图相同。