随着汽轮发电机单机容量的不断增大,大型汽轮发电机组的安全稳定运行对电力系统至关重要。本文研究的发电机转子绕组匝间绝缘在线监测装置,目的是为了实时监控转子绕组的匝间绝缘状态,在故障的萌芽期及时发现故障的早期征兆,为合理安排检修周期提供参考,提高机组运行的安全性和经济性。本文分析了转子绕组发生匝间短路前后气隙磁场的变化,产生轴电压的各种原因和机理,提出了利用轴电压的谐波分析实现匝间短路在线监测的方法。推导出静态励磁轴电压和共模电压、直流励磁电压间的关系,从理论上证明了静态励磁产生的轴电压仅含有奇次谐波。利用Matlab/Simulink电力系统工具箱对发电机轴系和励磁系统进行建模和仿真,得到了静态励磁轴电压随晶闸管控制角变化的仿真波形。通过对低频和高频轴电压的时域、频域分析,验证了理论推导的结果。通过对现场采集轴电压数据和波形分析,验证了匝间短路后产生的轴电压会附加偶次谐波分量,可以利用该判据进行匝间绝缘状态的在线监测。装置的硬件部分包括了轴电压、轴电流的双端RC采样电路、前置放大模块、模拟信号处理模块、PC104数据采集系统等监测装置电路的原理分析和设计。并制作了前置放大电路实际电路板,通过测试达到了要求的功能和特性。完成了PC104数据采集系统的硬件平台设计、安装、调试工作,实践探索出安装调试的具体步骤和方法,并分析了调试过程遇到的问题和解决办法。通过在VC6.0开发环境中编写MFC应用程序实现了高速数据采集,并将采集的数据存入MySQL数据库。最后,对采集的正弦波、方波、三角波数据进行了采样频率和精度分析。